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本文選自《商品混凝土》雜志2024年第5期

一種對砂漿配合比中用砂量的理解和應(yīng)用的方法

向叢海，孫凡成

［摘要］本文根據(jù)筆者多年的研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了對砂漿配合比中用砂量的理解并提出了應(yīng)用方法。

［關(guān)鍵詞］砂漿；用砂量；應(yīng)用方法

筆者從事混凝土和砂漿行業(yè)的技術(shù)管理多年，明白每個(gè)行業(yè)都存在著相應(yīng)行業(yè)的理﹑法、方，明白自己如不潛心努力的學(xué)習(xí)研究和認(rèn)識了解其中的運(yùn)行規(guī)律，或照搬教條，出問題的概率相當(dāng)大。筆者對砂漿配合比進(jìn)行了很長時(shí)間的跟蹤學(xué)習(xí)﹑研究對比和生產(chǎn)實(shí)踐總結(jié)，極力地想從中得到行業(yè)真經(jīng)，然而水平始終還是有限?，F(xiàn)筆者把對砂漿配合比中用砂量的部分理解和應(yīng)用，總結(jié)了幾條，并寫出來，希望行業(yè)前輩和同仁指導(dǎo)或交流。

對砂漿用砂量的依據(jù)理解和應(yīng)用

GB/T 17671—2021《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法》試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的灰砂配比，即水泥450g＋標(biāo)準(zhǔn)砂1350g（13），是經(jīng)過無數(shù)專家驗(yàn)證的，確定水泥強(qiáng)度并上升為國標(biāo)的成熟比例，也是調(diào)整混凝土強(qiáng)度和實(shí)現(xiàn)普通砂漿用砂量的關(guān)鍵比例，是確保砂漿強(qiáng)度和使用性能的關(guān)鍵數(shù)據(jù)來源。生產(chǎn)中如過分偏離這個(gè)比例，砂漿強(qiáng)度的計(jì)算就應(yīng)該是沒有任何參考價(jià)值和規(guī)律的，砂漿使用性能和質(zhì)量保證更無從談起。

（1）下面筆者對水泥膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)中的灰砂配比，分析如下：

標(biāo)準(zhǔn)砂情況：表觀密度2640kg/m，細(xì)度模數(shù)2.3，篩分級配見表1。

從表中看出，標(biāo)準(zhǔn)砂中基本不含0.08mm以下的細(xì)粉，杜絕了細(xì)粉對膠砂的不確定影響。而0.08mm以上砂粒主要起骨架作用，相當(dāng)于混凝土中的粗骨料，計(jì)算砂用量應(yīng)以0.08mm以上的體積占比為主，來用于計(jì)算總用砂量。標(biāo)準(zhǔn)膠砂用量體積占干粉膠砂總體積比，計(jì)算如下：

(1350/2640)/[(1350/2640)+(450/3000)]×100%

= 0.5114/0.6614×100% = 77.3%

注：數(shù)據(jù)3000為水泥密度，單位kg/m

同理，在砂漿中，砂為骨料，生產(chǎn)砂漿時(shí)的砂，0.08mm以上砂粒才能計(jì)入砂用量，而0.08mm以下砂粒只能算作無活性的混合粉材，僅起填充作用，0.08mm以上的砂用量體積占干粉膠砂總體積的77.3%，可不少于77.3%，才能保持與膠砂試驗(yàn)性能的一致性。

）由膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)中，砂用量體積占干粉膠砂總體積的77.3%，作為砂漿生產(chǎn)的理論依據(jù)。筆者在砂漿設(shè)計(jì)和砂漿生產(chǎn)過程中，實(shí)際把砂中0.08mm以上砂粒砂體積占干粉砂漿比，控制在80%±2%（77.3%），砂漿體積的穩(wěn)定性很好，此時(shí)砂漿施工性好、保水性好，粘聚性合適，強(qiáng)度及粘結(jié)強(qiáng)度都穩(wěn)定且達(dá)到設(shè)計(jì)計(jì)算目標(biāo)值。

）砂細(xì)度模數(shù)和砂最大粒徑，是影響砂漿用砂的一個(gè)重要因素。通常，在使用部位和砂漿厚度不一樣時(shí)，其細(xì)度模數(shù)和最大粒徑亦可不一樣。如粉墻，砂漿用砂細(xì)度模數(shù)一般為2.4～2.7，抹粉時(shí)，砂粒在砂漿中會滾動(dòng)著填充空隙，最大粒度不宜超過砂漿厚度的1/4，否則施工抹面時(shí)砂粒易被拉動(dòng)和露出，不容易整潔；如地面砂漿和大于M15的砂漿，這時(shí)漿量足夠，則用砂可粗些，因?yàn)榈孛嫔皾{要求厚度一般會厚一些，砂粗點(diǎn)則強(qiáng)度高一些；其它類型砂漿亦是同理。為了研究和控制及調(diào)整砂的最大粒度和最大粒度的含量占比，筆者在試驗(yàn)室除了配備常規(guī)的、符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求的一套砂篩外，還專門委托廠家訂制了其它規(guī)格的300砂篩（2.8mm3.0mm3.2mm3.5mm4.0mm4.5mm）。通常筆者在生產(chǎn)砂漿時(shí)，會安排2～3種不同規(guī)格的砂進(jìn)行調(diào)整，使砂漿性能達(dá)到最優(yōu)，得到良好的應(yīng)用。

）如果砂只有一種，需換另一種砂。砂細(xì)度模數(shù)改變了或需要換不同細(xì)度模數(shù)的砂，除了按規(guī)程中的方砂漿用方砂（堆積密度）的規(guī)定外，有沒有其它方法計(jì)算驗(yàn)證砂用量呢？筆者考慮到標(biāo)準(zhǔn)砂是類圓型，可以用0.08mm以上砂粒計(jì)算砂用量，而機(jī)制砂的形狀是不規(guī)則型，其空隙率會更大，應(yīng)該會有所區(qū)別，故改用0.15mm以上砂粒計(jì)算砂用量，并做堆積密度試驗(yàn)進(jìn)行對比驗(yàn)證，試驗(yàn)及計(jì)算如表2（用同一種材質(zhì)的干砂進(jìn)行調(diào)整不同級配）。

通過統(tǒng)計(jì)中的回歸方程式發(fā)現(xiàn)，砂細(xì)度模數(shù)和砂漿配砂中0.15mm以上砂粒體積的相關(guān)系數(shù)達(dá)到驚人的99.6%，幾乎是一條直線關(guān)系。且得到了砂細(xì)度模數(shù)與配砂中0.15mm以上砂粒體積的關(guān)系式：

＝14.1-28.2V；V= (14.1－)/28.2

從而推算出砂漿中配干砂總重量M的公式：

/[1-A](14.1)/28.2 /(1-A)(1)

因此，只要把變化后的用砂的細(xì)度模數(shù)﹑砂表觀密度及0.15mm以下砂粒含量，代入式(1)，就可以得到砂漿中配干砂總重量M。筆者在生產(chǎn)中遇到砂變化時(shí)，經(jīng)常使用此推導(dǎo)公式調(diào)整砂漿生產(chǎn)中的總用砂量，并與生產(chǎn)后的整車砂漿過磅量進(jìn)行對比，誤差在規(guī)定的設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，這也證明了此推導(dǎo)公式的合理性。

）砂漿用砂，其砂中含粉量也很重要，也必須要控制。其原因：

1）如果砂中含粉量少了，會使砂漿總漿量變少，其包裹性和保水性會變差，不易施工，也必會增加其它膠凝材料的用量。因砂粉也有微級配，和易性效果其實(shí)比同等量的膠凝材料更好用，性價(jià)比也合理些。

2）砂含粉量過高，會使砂漿漿量也過高，其缺點(diǎn)有：拌合物太軟，會粘抹子，豎向結(jié)構(gòu)上施工抹壓不好著力，造成基料粘結(jié)易松脫落；實(shí)際粘結(jié)強(qiáng)度還不高；會影響抗壓強(qiáng)度；體積穩(wěn)定性差，易收縮開裂；漿量過多，使砂漿在施工時(shí)透氣性變差，更容易空鼓。

3）把砂中的含砂粉看作非活性混合材料算到膠材量中，按照砂漿有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程中的各等級對應(yīng)的總粉量范圍，進(jìn)行質(zhì)量控制配料，砂漿各方面性能都能滿足要求。

）防止砂堆放過程中分層，尤其是對濕拌砂漿用砂，進(jìn)行的合理水份控制很有必要。砂過干則在堆放砂時(shí)，易分層而影響質(zhì)量，砂灰塵大；砂太濕則易堵倉，影響生產(chǎn)。筆者通過多年大量的生產(chǎn)對比試驗(yàn)總結(jié)，認(rèn)為控制砂含水份在1.2%～1.8%，堆砂時(shí)不易結(jié)板﹑不分層﹑不揚(yáng)灰塵，有利于環(huán)保。

對砂漿體積穩(wěn)定性的理解

除上述以外，還可用“漿體膜厚度”這一指標(biāo)進(jìn)行比較。漿體膜厚度比較理論化，但也可在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)時(shí)，作為一個(gè)重要的參數(shù)進(jìn)行比較和控制。筆者在材料多變時(shí)調(diào)整配合比，當(dāng)常用方法出現(xiàn)懷疑時(shí)，漿體膜厚度這一指標(biāo)常被作為重要的參考，效果也很好。下面簡單地介紹下計(jì)算漿體膜厚度方法：

（1）所用到的概念

砂的比粒度B^[1]這個(gè)概念是建立在相鄰砂篩之間孔徑成倍數(shù)，而由砂篩分后以2.5～5.0mm顆粒為1倍的基礎(chǔ)上，進(jìn)行倍數(shù)計(jì)算得來。2.5～5.0mm顆粒砂子每公斤的表面積約為1^{2 [1]}

砂中0.08mm以上的砂?？偙砻娣eS (

砂中0.08mm以上的砂重量M1 (kg)

砂中0.08mm以下的砂粉重量M2 (kg)

膠凝材料重量M (kg)

膠凝材料密度(kg)

砂表觀密度(kg/m3)

用水量的水體積V(L)

含氣量V(L)

（2）砂中0.08mm以上的砂?？偙砻娣eS＝M1×B

（3）漿體膜的總漿量V(L)

（4）漿體膜的厚度H，是指砂漿中0.08mm以上的砂粒與砂粒之間被凈漿填充的平均厚度。

（5）計(jì)算漿體膜的厚度

＝V/ S

=[+V+1000×M2/+M/)]/(M1×B

砂漿中含氣量

這個(gè)指標(biāo)，雖然現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T 25181—2019《預(yù)拌砂漿》中不作為出廠依據(jù)，但是其對砂漿的使用性能和強(qiáng)度影響很大，在生產(chǎn)內(nèi)控中，也應(yīng)該掌握并控制。筆者曾花大量時(shí)間試驗(yàn)探索，研究砂漿中含氣量對施工和強(qiáng)度影響，知道了含氣量的一些問題，總結(jié)了幾條：

（1）不同強(qiáng)度等級的砂漿，在保證施工性時(shí)，其對應(yīng)的所需含氣量不應(yīng)相同，且差別較大，過多過少都會影響其它內(nèi)在數(shù)據(jù)的性能和效果，甚至后果很嚴(yán)重。

）在不影響性能和效果的前提下，當(dāng)砂漿和易性變差時(shí)，輕微調(diào)整砂漿中的含氣量，會明顯改善施工效果。但盡管微調(diào)整，也變化大，影響也大，所以筆者不建議作為常用數(shù)據(jù)的調(diào)整手段。

參考文獻(xiàn)

[1] 傅沛興．比粒度研究的新進(jìn)展[J]．商品混凝土，2010(11): 26-29

供稿人：向叢海，孫凡成

編輯員：李海亮

審核人：孫繼成，寧夏

【標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范】

《建筑固廢再生砂粉應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》行標(biāo)

《建筑物綠色拆除與建筑垃圾綜合利用技術(shù)規(guī)程》CECS

《預(yù)拌混凝土使用說明書》團(tuán)標(biāo)

《砂漿和混凝土用石屑》團(tuán)標(biāo)

《預(yù)拌混凝土產(chǎn)品質(zhì)量追溯規(guī)范》團(tuán)標(biāo)

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