普通干混砂浆配合比设计原则及方法.docx

普通干混砂浆配合比设计原则及方法
随着预拌砂浆的推行，预拌砂浆的生产和使用技术已逐渐成熟，无论是目前预拌砂浆的推广应用，还是之后产品竞争力的提高，都必须考虑预拌砂浆质量稳定性和配合比成本，因此，砂浆的配合比设计显得尤为重要，但是传统砂浆大多使用体积比法，不便于预拌化生产和计量，也不利于控制砂浆的质量，本章就预拌砂浆配合比设计原则及方法进行简要介绍。
1.1配合比设计原则
预拌（湿拌）砂浆从生产、运输到现场使用，对其工作性能的要求较高，要保证一定的可操作时间，砂浆在加水拌合后，在初凝以前要具有足够好的和易性，能进行正常施工与操作。因此，选择合适的原材料以同时满足砂浆的稠度、分层度（保水性）凝结时间、强度以及耐久性等方面的要求，是预拌砂浆配合比设计的技术关键。
保水率指标和分层度类似，是衡量砂浆稠度经时损失的重要参数，它和所使用的添加剂有很大关系，同时与水泥、粉煤灰、砂的质量也有关。在选择原材料的时候应从这些方面慎重考虑。
施工过程中砂浆的稠度是一个非常关键的技术指标，它反映的是砂浆拌合物在外力作用下变形大小的一个物理量。砂浆的稠度越大，流动性越好，施工强度越低。而且要充分考虑砂浆稠度的经时损失，根据不同的季节（环境条件），选择适宜的缓凝剂掺量以及用水量，适当地调整初始稠度来满足现场的施工要求。
配制预拌砂浆不能简单判断某一种添加剂或其它材料的好坏，要结合其他原材料品种性能进行综合分析，可以根据砂浆要求的高低，选择不同性价比的原材料。材料品种和适宜掺量需同时考虑，以降低砂浆的综合成本。
砌筑砂浆配合比设计
在砌筑砂浆的配合比设计过程中，首先要根据计算出的配制强度，选择适宜的胶凝材料用量。砌筑砂浆配合比设计应根据原材料的性能、砂浆技术要求、块体种类及施工条件进行计算或查表选择，并应经试配、调整后确定。
1.1. 2抹灰砂浆配合比设计
目前采用的是强度设计方法，设计时应重点考虑以下原则：一是抹灰砂浆强度应满足有粘贴面层时抗拉强度的要求，又不能比基体强度高过多，否则既违背控制成本的初衷，又留下因收缩应力过大而可能造成的质量隐患。根据工程实际的调查总结，面层与基体间的抹灰层强度差在两个强度等级内，是适当的；二是配制普通抹灰砂浆，其强度应满足正常的使用和防护功能，不会因日常的生活而损坏，且和易性要满足施工操作的要求；三是这个规则也要与现行的体积比法和强度设计方法相兼容，以促进体积比法向强度方法顺利过渡。
1.1. 3地面砂浆配合比设计
地面砂浆的稠度较低，根据JG/T230-27《预拌砂浆》中的规定，其施工稠度为45-55mm，所以用水量较少。
1. 2普通干混砂浆配合比设计方法
1. 2. 1普通干混砌筑砂浆配合比设计
1、配制水泥混合砂浆的试配配合比应按下列步骤进行计算：
1）计算砂浆试配强度（f以）；
2）计算每立方米砂浆中的水泥用量（Qc ）；
3）计算每立方米砂浆中石灰膏用量（QD）；
4 ）确定每立方米砂浆中的砂用量（Qs ）；
5）按砂浆稠度选取每立方米砂浆用水量（Qw ）。
2、砂浆的试配强度应按下式计算：
fm,0= k f2
式中：fm0 —— 砂浆的试配强度（MPa ），应精确至0.1MPa；
f2 —— 砂浆强度等级值（MPa ），应精确至0. 1MPa；
k系数，按表1-1取值。
表1-1砂浆强度标准差&及k值
强度等级
施工水平
强度标准差5 MPa）
k
M5
M
7. 5
M1
0
M1
5
M2
0
M2
5
M3
0
优良
1.

1.
50
2.

3.

4.

5.

6.

1.
15
一般
1.
1.
2.
3.
5.
6.
7.
1.

25
88
50
75

25
30
20
较差
1.
2.
3.
4.
6.
7.
9.
1.

30
25

50

50

25
3、砂浆强度标准差的确定应符合下列规定:
式4-1
1）当有统计资料时，砂浆强度标准差应按下式计算:

2)
统计周期内同一品种砂浆试件的总组数,
n>25o
当无统计资料时，砂浆强度标准差可按表4-1取值。

式中：fm,I ——统计周期内同一品种砂浆第i组试件的强度（MPa）；
fm
统计周期内同一品种砂浆n组试件强度的平均值（MPa）;

4、
1)

水泥用量的计算应符合下列规定：
每立方米砂浆中的水泥用量，应按下式计算:
Qc=10 （ fm 0- 0）/（a - fce）
式中：Qc ——每立方米砂浆的水泥用量（kg）,应精确至1kg;
fce —— 水泥的实测强度（MPa）,应精确至0.1MPa;
0 —— 砂浆的特征系数，其中a取3. 03, 0取-15.09。
注：各地区也可用本地区试验资料确定a、0值，统计用的试验组数不得少于30组。
2）在无法取得水泥的实测强度值时，可按下式计算:
f ce = y , f
式中：fcek —— 水泥强度等级值（MPa）;
Y c水泥强度等级值的富余系数，宜按实际统计资料确定；无统计资料时可取1.0。
5、石灰膏用量应按下式计算:
Qd=Qa—Qc
式中：QD每立方米砂浆的石灰膏用量（kg）,应精确至1kg;石灰膏使用
时的稠度宜为120mm±3mm;
QC——每立方米砂浆的水泥用量（kg）,应精确至1kg;
QA——每立方米砂浆中水泥和石灰膏总量，应精确至1kg,可为350kg。
6、每立方米砂浆中的砂用量，应按干燥状态(含水率小于0. 5%)的堆积密度值作为计算值(kg)。
7、每立方米砂浆中的用水量，可根据砂浆稠度等要求选用210kg~310kg。
注：(1)混合砂浆中的用水量，不包括石灰膏中的水；
(2) 当采用细砂或粗砂时，用水量分别取上限或下限；
(3) 稠度小于7 0mm时，用水量小于下限；
(4) 施工现场气候炎热或干燥季节，可酌量增加用水量。
1. 2. 1. 1配制水泥砂浆的试配应符合下列规定：
1 、水泥砂浆的材料用量可按表1 -2选用。
表1-2每立方米水泥砂浆材料用量(kg/m3)
强度等级
水泥
砂
用水量
M5
2~230
砂的堆积密度值
270~330
M7. 5
230~260
M10
260~290
M15
290~ 330
M20
340~4
M25
360~410
M30
430~480

注：(1) M15及M15以下强度等级水泥砂浆，水泥强度等级为32.5级；M15
以上强度等级水泥砂浆，水泥强度等级为42. 5级；
(2) 当采用细砂或粗砂时，用水量分别取上限或下限；
(3) 稠度小于7 0mm时，用水量可小于下限；
(4) 施工现场气候炎热或干燥季节，可酌量增加用水量；
(5 )试配强度应按本规程式(4-1 )计算。
2、水泥粉煤灰砂浆材料用量可按表4-3选用。
表4-3每立方米水泥粉煤灰砂浆材料用量(kg/m3)

强度等级
水泥和粉煤灰总
量
粉煤灰
砂
用水量

（2）当采用细砂或粗砂时，用水量分别取上限或下限；
（3）稠度小于70mm时，用水量可小于下限；
（4）施工现场气候炎热或干燥季节，可酌量增加用水量；
（5）试配强度应按本规程式（4-1）计算。
1. 2. 1. 2砌筑砂浆配合比试配、调整与确定注意事项
1）实验试配时，应考虑试验室与现场的一致性。
2）基准配合比是计算或查表选用的配合比，是指经试拌后，稠度、保水率已合格的配合比。
3）为了满足砂浆试配强度的要求，所以使用至少三个水泥用量，除基准配合比外，另外增、减10%的水泥用量，制作试件，测试其强度。因现行行业标准《建筑砂浆基本性能试验方法标准》JGJ/T70-29将砂浆抗压强度试件底模改为钢底模，砂浆稠度对强度的影响很大，稠度大，用水量多，强度低，因此，在满足施工要求的情况下，试配时稠度尽可能取下限，这样得到的试块强度与砖底模更接近。
4）因强度试验所用底模改为钢底模，为减少两种底模材料作出的强度差值，试配时稠度尽量取最小值，且应选择符合强度要求的，并且水泥用量最低的砂浆配合比。
5）根据砂浆表观密度实测值及理论值校正试配砂浆配合比。
6）预拌砌筑砂浆生产前应该经过配合比试配、调整与确定，试配时稠度及性能应按现行行业标准《预拌砂浆》JG/J230的要求进行。
1. 2. 1. 3配合比设计实例
［例］某工程要配用于砖砌体的M5. 0水泥砂浆，稠度要求为70~90mm。原材料主要参数：42. 5级普通硅酸盐水泥，实测强度为45.7MPa;中砂，干燥堆积密度为1450kg/m3。石灰膏，稠度120mm。施工水平为较差。
［解］1.计算试配强度
查表4-1得砂浆强度标准差值为1.50,试配强度为：
fm0=f2+0. 645 6
=5.0+0.645 x 1. 50
=6. 0 (MPa )
2. 计算水泥用量
Qc=10 (fm0-0)/(a - fce)
=10 ( 6. 0+15. 09 ) / ( 3.03 x 45. 7 )
=152 ( kg/m3)
3. 计算石灰膏用量
QD=QA - Qc
= 320 - 152
=168 ( kg/m3)
4. 确定砂用量
砂用量取干燥状态砂的堆积密度值，即Qs=1450 kg/m3。
5. 确定用水量
初选用水量270 kg/m3；实际用水量需通过试拌，按砂浆稠度要求来调整。
6. 混合砂浆各组成材料的用量
水泥用量Qc=152 kg/m3
石灰膏用量QD=168 kg/m3
砂用量 Qs=145 0 kg/m3
用水量 Qw=270 kg/m3
7. 混合砂浆各组成材料的比例
水泥：石灰膏：砂：水=1： 1. 11： 9. 54： 1. 78
1. 2. 2普通抹灰砂浆配合比设计

1. 2. 2. 1抹灰砂浆在施工前应进行配合比设计，砂浆的试配抗压强度应按下式计算：
fm,0= k f2
式中：fm0 —— 砂浆的试配强度(MPa),应精确至0. 1MPa;
f2 —— 砂浆强度等级值（MPa）,应精确至0. 1MPa;
k ——砂浆生产（拌制）质量水平系数，取1.15~1.25。
注：砂浆生产（拌制）质量水平为优良、一般、较差时，k值分别取为1.15、
1. 20、1. 25。
1. 2. 2. 2抹灰砂浆配合比应采取质量计量。
1. 2. 2. 3 抹灰砂浆的稠度宜为90mm~ 1mm。
1. 2. 2. 4抹灰砂浆中可加入纤维，掺量应经试验确定
1. 2. 2.5用于外墙的抹灰砂浆的抗冻性应满足设计要求。
1. 2. 2. 6水泥粉煤灰抹灰砂浆应符合下列规定：
1 ）强度等级应为M5、M10、M15。
2）配制水泥粉煤灰抹灰砂浆不应使用砌筑水泥。
3）拌合物的表观密度不宜小于19kg/m3。
4）保水率不宜小于88%,拉伸粘结强度不应小于0.15MPa。
3）粉煤灰取代水泥的用量不宜超过30%。
6）用于外墙时，水泥用量不宜少于250kg/m3。
7）配合比的材料用量可按表4-4选用。
表4-4水泥粉煤灰抹灰砂浆配合比的材料用量（kg/m3）
强度等级
水泥
粉煤灰
砂
水
M3
250 ~290
内掺，等量取
代水泥量的
10%~ 30%
1m3砂的堆积密度值
270~320
M10
320 ~350
M13
350 ~4
1. 2. 2. 7配合比试配、调整与确定
1 ）抹灰砂浆试配时，应考虑工程实际需求，搅拌应符合现行行业标准《砌筑砂浆配合比设计规程》JGJ98的规定，试配强度确定方法同砌筑砂浆。
2）查表选取抹灰砂浆配合比的材料用量后，应先进行试拌，测定拌合物的稠度和分层度（或保水率），当不能满足要求时，应调整材料用量，直到满足要求为止。
3）抹灰砂浆试配时，应至少采用3个不同的配合比，其中一个配合比应为按本规程表得出的基准配合比，其余两个配合比的水泥用量应按基准配合比分别增加和减少10%。在保证稠度、分层度（或保水率）满足要求的条件下，可将用水量或石灰膏、粉煤灰等矿物掺合料用量作相应调整。
4）抹灰砂浆的试配稠度应满足施工要求，并应按现行行业标准《建筑砂浆基本性能试验方法标准》JGJ/T70分别测定不同配合比砂浆的抗压强度、保水率及拉伸粘结强度。符合要求的且水泥用量最低的配合比，作为抹灰砂浆配合比。
5）抹灰砂浆的配合比还应按下列步骤进行校正：
A应按下式计算抹灰砂浆的理论表观密度值：pt=£Qi
式中：p t ——砂浆的理论表观密度值（kg/m3）
Q, 每立方米砂浆中各种材料用量（kg）。
B应按下式计算砂浆配合比校正系数6）:
6= pc/pt
式中：pc——砂浆的实测表观密度值（kg/m3）。
C当砂浆实测表观密度值与理论表观密度值之差的绝对值不超过理论表观密度值的2%时，可确定为抹灰砂浆的配合比；当超过2%时，应将配合比中每项材料用量乘以校正系数（6）后，可确定为抹灰砂浆的配合比。
1. 3预拌砂浆性能指标及配合比设计注意事项
在实际进行配合比设计时还必须注意以下几个问题：
1）同一配比在不同地区生产出的产品，质量、性能等都有可能不一样，并且当地气候、施工环境对干混砂浆的施工质量将产生很大影响。所以应在基础配合比的基础上，进行配合比的再设计并进行实验室研究工作，研发适合本地使用的最佳配合比。
2）一般来说，基础配合比仅考虑了产品是否满足性能要求，但实际使用中，施工性和成本往往是影响干混砂浆的重要因素。所以应当综合考虑产品各方面性能及成本，进行配合比的再设计，在满足性能条件下，尽可能降低生产成本。
3）干混砂浆性能对原料种类、产地、质量的依赖性强。在进行干混砂浆设计
和开发时，应当尽可能使用长期有质量保证的原材料，避免因原材料的变化造成干混砂浆产品质量的波动。