砂浆中各组成材料的比例,称为砂浆的配合比。砂浆配合比用每立方米砂浆各种材料的质量比或各种材料的用量来表示。
砂浆配合比设计应满足以下几个基本要求:
(1)砂浆拌合物的和易性应满足施工要求。
(2)砌筑砂浆的强度、耐久性应满足设计的要求。
(3)经济上合理,且水泥及掺合料的用量应较少。
砌筑砂浆的强度等级,是根据工程类别及砌体部位的设计要求来确定的,选择强度等级后,由所需的砂浆强度等级来确定其配合比。
确定砂浆的配合比,可查有关资料或手册,再通过试验进行调整,也可经过计算,取得配合比数据,计算步骤如下。
1.初步配合比的确定
水泥砂浆和水泥混合砂浆的初步配合比,按不同方法确定。
(1)水泥混合砂浆的初步配合比设计。
1)计算砂浆的试配强度fm,0。
式中 fm,0——砂浆的试配强度,精确至0.1MPa;
f2——砂浆的设计抗压强度平均值,精确至0.1MPa;
k——系数,按表5-2选用。
表5-2 系数k选用表
2)计算水泥用量Qc。
式中 Qc——每立方米砂浆的水泥用量,精确至1kg;
fm,0——砂浆的试配强度,精确至0.1MPa;
fce——水泥的实测强度值(若无水泥的实测强度值,fce=γc·fce,k),精确至0.01MPa;
α、β——砂浆的特征系数,其中α=3.03,β=-15.09,也可由当地的统计资料计算(n≥30)获得。3)计算掺合料的用量Qd。
式中 Qd——每立方米砂浆中掺合料的用量,精确至1kg;
Qc——每立方米砂浆中水泥的用量,精确至1kg;
Qa——经验数据,是指每立方米砂浆中掺合料与水泥的总量,精确至1kg(宜为300~350kg)。
4)确定用砂量Qs。
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式中 Qs——每立方米砂浆的用砂量,精确至1kg;
ρ0,s——砂子干燥状态的堆积密度(含水量小于0.5%)值(kg/m3);
V——每立方米砂浆所用砂的堆积体积,取1m3。
5)选定用水量Qw。根据砂浆的稠度,用水量在210~310kg之间选用。此用水量不包括石灰膏中的含水量。
(2)水泥砂浆的初步配合比设计。水泥强度等级为32.5级时,每立方米水泥砂浆材料的用量可按表5-3参考使用。
表5-3 每立方米水泥砂浆材料用量 kg
2.配合比试配、调整和确定
按上述步骤计算所得配合比,还需进行试配。若配合比不满足工程要求的和易性及强度,则需要调整。
试配时应采用工程中实际使用的材料,搅拌方法与生产时使用的方法相同。试拌后,测定其拌合物的稠度和保水率。若不能满足要求,则应调整用水量与掺合料用量。经调整后符合要求的配合比,确定为砂浆的基准配合比。
试配时采用三个不同的配合比,其中一个为试配得出的基准配合比,另外两个配合比的水泥用量按基准配合比分别增大或减小10%,在保证稠度、分层度、保水率合格的条件下,调整其用水量与掺合料用量。
以上述三个不同的配合比配制成砂浆,成型试件,测定砂浆强度等级,并选定符合强度要求的且水泥用量较少的配合比。
【例5-1】 要求设计强度等级为M10的水泥石灰混合砂浆,流动性为70~100mm。采用强度等级32.5级的矿渣水泥,实测强度为33 MPa;中砂,含水率为3%,堆积密度为1400kg/m3;α=3.03,β=-15.09;施工水平一般。
【解】 (1)计算砂浆的试配强度fm,0。
查表5-2,得k=1.20,则
fm,0=kf2=1.20×10=12.0(MPa)
(2)计算水泥用量Qc。
(3)计算石灰膏的用量Qd。
Qa取350kg,则
Qd=Qa-Qc=350-271=79(kg)
(4)计算用砂量Qs,0。
Qs,0=ρ0,s·V=1400×1=1400(kg)
考虑砂的含水率,实际用砂量Qs=1400×(1+3%)=1442(kg)。
(5)得到初步配合比。
水泥∶石灰膏∶砂=271∶79∶1442=1∶0.29∶5.32
(6)通过试验,此配合比符合设计要求,不需调整。
根据稠度选取合适的用水量。
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