建筑垃圾再生砂DPM10配合比设计举例

1.基本情况

（1）砂浆品种和强度等级

DP M10。

（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48.0MPa。

②砂：由建筑垃圾再生砂和天然砂按2∶1复配，复配砂的细度模数为2.4，堆积密度为1480kg/m3，复配砂中的石粉含量为1%。

③掺合料：企业自制建筑垃圾再生砂过程中选出的粉料。再生砂粉料中石粉含量为55%，试验表明石粉的活性在70%以上。

④保水增稠材料：外购（安吉中瑞膨润土化工有限公司针对企业再生砂制备砂浆的需求定制），推荐掺量约为0.8%。

（3）其他

生产、运输及施工质量水平一般。

2.配合比设计过程

建筑垃圾再生砂中的石粉及制砂过程中选取的粉料中的石粉活性较高，与Ⅲ级粉煤灰相当。因此，在配合比设计时，先把它当作粉煤灰进行相关计算，来得到砂浆中石粉的总量（相当于粉煤灰的实际用量）。然后，由计算的砂浆中石粉的总量扣除建筑垃圾再生砂带入的石粉量，得到粉料带入的石粉量，再折算成砂浆中粉料用量，并根据该粉料带入的粗颗粒含量，对砂的用量进行修正。

（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。

fm，o＝kf2＝1.20×10.0＝12.0（MPa）

14d拉伸黏结强度目标值按式3-2计算。设计的抹灰砂浆主要性能指标的标准值及目标值列于表3-50。

fm，o′＝kf2′＝1.20×0.20＝0.24（MPa）

表3-50　设计砂浆主要性能指标的标准值及目标值

（2）计算初步配合比

①取得水泥的实测强度

已知水泥的实测抗压强度值为48.0MPa，即：

fce＝48.0（MPa）

②计算每立方米抹灰砂浆中的初始水泥用量

已知干混抹灰砂浆的试配强度fm，o＝12.0MPa，fce＝42.5MPa，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计算每立方米抹灰砂浆中砂的用量

已知砂的堆积密度为1480kg/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＝1480（kg）

④确定每立方米抹灰砂浆中保水增稠材料的用量

厂家推荐的保水增稠材料掺量为0.8%，假设1m3砂浆质量为1700kg，1m3砂浆中保水增稠材料用量Qt按下式计算。

Qt＝1700×0.8%＝14（kg）

⑤计算修正后每立方米抹灰砂浆中水泥用量

已知1m3干混抹灰砂浆初始水泥用量QC0＝186kg。砂浆品种修正系数为ω1取1.05。保水增稠材料强度损失率无试验数据和厂家提供数据，ω2取1.25。考虑到建筑垃圾再生砂吸水率较大，会增加砂浆拌合时的需水量，导致强度下降，因此，应引入砂的修正系数，ω3取1.05。按式3-6计算修正后1m3砂浆中水泥的用量QCt。

QCt＝QC0×ω1×ω2×ω3＝186×1.05×1.25×1.05＝256（kg）

⑥选择石粉取代水泥率和取代系数

根据表3-3，参照粉煤灰确定石粉的取代水泥率βf＝10%，取代系数δf＝1.5。

⑦计算每立方米抹灰砂浆中的水泥实际用量

已知修正后1m3干混抹灰砂浆中水泥用量QCt＝256kg，按式3-7计算1m3砂浆中水泥的实际用量QC。

QC＝QCt（1－βf）＝255×（1－10%）＝230（kg）

⑧计算每立方米抹灰砂浆中取代水泥的石粉用量

已知修正后1m3干混抹灰砂浆中水泥用量QCt＝256kg，石粉的取代水泥率　βf＝10%，取代系数δf＝1.5。按式3-8计算1m3砂浆中取代水泥的石粉用量Qf1。

Qf1＝QCt×βf×δf＝256×10%×1.5＝38（kg）(www.xing528.com)

⑨计算每立方米抹灰砂浆中补偿和易性所需的石粉用量

已知1m3砂浆中水泥的实际用量QC＝230kg，取代水泥的石粉用量Qf1＝38kg，按式3-10计算1m3砂浆中补偿和易性所需的石粉用量Qf2。

Qf 2＝350－QC－Qf1－Qt＝350－230－38－14＝68（kg）

⑩计算每立方米抹灰砂浆中石粉的实际用量

已知1m3砂浆中取代水泥的石粉用量Qf1＝38kg，补偿和易性所需的石粉用量Qf 2＝68kg，按式3-11计算1m3砂浆中石粉的实际用量Qf。

Qf＝Qf1＋Qf 2＝38＋68＝106（kg）

⑪计算每立方米抹灰砂浆中复配砂带入的石粉量

已知1m3砂浆中复配砂的用量Qs＝1480kg，复配砂中石粉含量θsp1＝1%。按式3-12计算1m3砂浆中复配砂带入的石粉量Qsp0。

Qsp1＝Qs×θsp1＝1480×1%＝15（kg）

⑫计算每立方米抹灰砂浆中建筑垃圾粉料带入的石粉量

已知1m3砂浆中石粉的实际用量Qf＝106kg，复配砂带入的石粉量Qsp0＝15kg，因此，1m3砂浆中需要由建筑垃圾粉料带入的石粉量按下式计算。

Qsp2＝Qf－Qsp1＝106－15＝91（kg）

⑬计算每立方米抹灰砂浆中建筑垃圾粉料用量

已知Qsp2＝91 kg。建筑垃圾粉料中石粉含量为55%，即θsp2＝55%。按式3-14计算1m3砂浆中建筑垃圾粉料的用量Qsp。

Qsp＝Qsp2÷θsp2＝91÷55%＝165（kg）

⑭计算每立方米抹灰砂浆中复配砂的实际用量

已知1m3砂浆中砂的初始用量Qs＝1480kg，建筑垃圾粉料量Qsp＝165kg，其中石粉含量Qsp2＝91kg，1m3砂浆中复配砂的实际用量Qs′按式3-15计算。

Q's＝Qs－（Qsp－Qsp2）＝1480－（165－91）＝1406（kg）

⑮计算初步配合比

根据上述计算得出1m3 DP M10普通干混抹灰砂浆中的水泥实际用量为230kg，建筑垃圾粉料用量为165kg，复配砂用量为1406kg，保水增稠材料用量为14kg。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3-51）。

表3-51　DP M10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3-52。

表3-52　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90～100mm。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3-53。

表3-53　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比其他两组少。从经济性等角度综合考虑，选择以和易性校核－10%组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，相应调整建筑垃圾粉料用量（见表3-54），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、14d拉伸黏结强度和28d抗压强度，测试结果见表3-55。

表3-54　砂浆强度校核试样配合比　单位：%

表3-55　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、凝结时间、14d拉伸黏结强度均满足设计要求，基准组和＋10%组28d抗压强度大于试配强度要求，－10%组砂浆抗压强度偏低。因此，可以认为基准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DP M10生产配合比见表3-56。

表3-56　设计的DP M10生产配合比　单位：%