天然砂DSM25配合比设计举例优化方案

1.基本情况

（1）砂浆品种和强度等级

DS M25。

（2）原材料

①水泥：普通硅酸盐水泥（42.5级），28d抗压强度实测为45.0MPa。

②砂：天然中砂，细度模数为2.4，堆积密度为1540kg/m3。

③掺合料：Ⅱ级粉煤灰、S95矿渣粉。

④保水增稠材料：企业自制，根据经验总结，掺量为0.5%左右，强度损失率约为24%。

（3）其他

生产、运输及施工质量水平一般。

2.配合比设计过程

（1）试配砂浆性能指标目标值确定

考虑到砂浆生产、运输及施工质量水平一般，质量水平系数k取1.20。试配砂浆的28d抗压强度目标值按式3-1计算。设计的DS M25砂浆主要性能指标的标准值及目标值列于表3-26。

表3-26　设计砂浆主要性能指标的标准值和目标值

（2）初步配合比计算

①取得水泥的实测强度

水泥的实测抗压强度值为45.0MPa，即：

fce＝45.0（MPa）

②计算每立方米地面砂浆中的初始水泥用量

已知干混地面砂浆的试配强度fm，o＝30.0MPa，fce＝45.0MPa，α取3.03，β取－15.09，按式3-4计算1m3砂浆中初始水泥用量QC0。

③计算每立方米地面砂浆中砂的用量

已知砂的堆积密度为1540kg/m3，可直接根据砂的堆积密度得到1m3砂浆中砂的用量Qs，即：

Qs＝1540（kg）

④计算每立方米地面砂浆中保水增稠材料的用量

企业自制的保水增稠材料掺量为0.5%，假设1m3砂浆质量为1700kg，因此可计算出1m3砂浆中保水增稠材料用量Qt。

Qt＝1700×0.5%＝9（kg）

⑤计算修正后每立方米地面砂浆中水泥的用量

已知1m3干混地面砂浆初始水泥用量QC0＝331kg。砂浆品种修正系数为ω1取1.00。保水增稠材料强度损失率取24%，则ω2取1.24。按式3-6计算修正后1m3砂浆中水泥的用量QCt。

QCt＝QC0×ω1×ω2＝331×1.00×1.24＝410（kg）

⑥选择矿物掺合料取代水泥率和取代系数

矿物掺合料为粉煤灰和矿渣粉，根据表3-3确定粉煤灰的取代水泥率βf＝2%，取代系数δf＝1.0；S95矿渣粉的取代水泥率βk＝15%，取代系数δk＝1.0。

⑦计算每立方米地面砂浆中的水泥实际用量

已知修正后1m3干混地面砂浆中水泥用量QCt＝410kg，按式3-7计算1m3砂浆中水泥的实际用量QC。

QC＝QCt（1－βf－βk）＝410×（1－2%－15%）＝340（kg）(www.xing528.com)

⑧计算每立方米地面砂浆中取代水泥的粉煤灰用量

已知修正后1m3干混地面砂浆中水泥用量QCt＝410kg，粉煤灰的取代水泥率βf＝2%，取代系数δf＝1.0。按式3-8计算1m3砂浆中粉煤灰的用量Qf1。

Qf1＝QCt×βf×δf＝410×2%×1＝8（kg）

⑨计算每立方米地面砂浆中矿渣粉的用量

已知修正后1m3干混地面砂浆中水泥用量QCt＝410kg，矿渣粉的取代水泥率βk＝15%，取代系数δk＝1.0。按式3-9计算1m3砂浆中矿渣粉的用量Qk。

Qk＝QCt×βk×δk＝410×15%×1＝62（kg）

⑩计算每立方米地面砂浆中补偿和易性的粉煤灰用量

由于1m3干混防水砂浆中水泥实际用量、取代水泥的粉煤灰用量、矿渣粉用量及保水增稠材料用量总和已超过350kg，不需要再进行和易性补偿，即：

Qf 2＝0（kg）

⑪计算每立方米地面砂浆中粉煤灰的实际用量

按式3-11计算1m3砂浆中粉煤灰的实际用量Qf。

Qf＝Qf1＋Qf 2＝8＋0＝8（kg）

⑫计算初步配合比

根据上述计算得出1m3 DS M25普通干混地面砂浆中的水泥实际用量为340kg，粉煤灰用量为8kg，矿渣粉用量为62kg，砂用量为1540kg，保水增稠材料用量为9kg。将上述1m3砂浆中各组成材料的用量换算成质量比例，即该干混砂浆的初步配合比（见表3-27）。

表3-27　DS M25初步配合比　单位：%

（3）生产配合比确定

①和易性校核

配制三组砂浆和易性校核试样，每组10kg，其中一组为和易性校核基准组，另两组分别在基准组的基础上增加和减少10%保水增稠材料用量，试样配合比见表3-28。

表3-28　砂浆和易性校核试样配合比　单位：%

每组砂浆试样初步混合均匀后加入适量的水，拌制均匀后立即进行稠度测定，保证稠度介于45～55mm。按《建筑砂浆基本性能试验方法标准（JGJ/T 70—2009）》测定砂浆拌合物的保水率、表观密度、2h稠度损失率和凝结时间，结果见表3-29。

表3-29　砂浆和易性校核试样的性能测试结果

对比三组砂浆的保水率、表观密度、2h稠度损失率和凝结时间与目标值的符合程度后发现，三组砂浆均满足目标值的要求，但－10%组的保水增稠材料用量相对较少。从经济性等角度综合考虑，选择以和易性校核－10%组的配合比为后续的强度校核基准配合比。

②强度校核

确定强度校核基准配合比后，以此配合比为基础，分别增加和减少10%水泥用量，相应调整砂用量（见表3-30），配制三组干混砂浆强度校核试样，每组10kg。按《建筑砂浆基本性能试验方法标准（JGJ/T 70—2009）》各试样的稠度、保水率、表观密度、2h稠度损失率、凝结时间和28d抗压强度，测试结果见表3-31。

表3-30　砂浆强度校核试样配合比　单位：%

表3-31　砂浆强度校核试样的性能测试结果

比较三组砂浆的各项性能，稠度、保水率、表观密度、2h稠度损失率和凝结时间均满足设计要求，基准组和－10%组的28d抗压强度小于试配强度要求，＋10%组的砂浆抗压强度满足试配强度要求。因此，可以认为＋10%组的配合比较为理想。

③配合比确定

根据初步配合比的计算及后续的试配试验结果，设计的DS M25生产配合比见表3-32。

表3-32　设计的DS M25生产配合比　单位：%