水工砂浆配比设计优化

砂浆配合比设计是按照工程要求，根据原材料的技术性质来确定组成砂浆材料的用量比例。按照《水工混凝土配合比设计规程》（DL/T 5330—2005）规定，水工砂浆配合比设计应按下列要求和步骤进行。

1.砂浆配合比设计的基本原则

（1）砂浆的技术指标要求与其接触的混凝土的设计指标相适应。

（2）砂浆所使用的原材料应与其接触的混凝土所使用的原材料相同。

（3）砂浆应与其接触的混凝土所使用的掺合料品种、掺量相同，减水剂的掺量为混凝土掺量的70%左右。当掺引气剂时，其掺量应通过试验确定，以含气量达到7%～9%时的掺量为宜。

（4）采用体积法计算每立方米砂浆各项材料用量。

2.砂浆配制强度的确定

（1）砂浆的强度等级应按砂浆设计龄期立方体抗压强度标准值划分。水工砂浆的强度等级采用符号M加设计龄期下角标再加立方体抗压强度标准值表示，如M9015；若设计龄期为28d，则省略下角标，如M15。砂浆设计龄期立方体抗压强度标准值系指按照标准方法制作养护的边长为7.07cm的立方体试件，在设计龄期用标准试验方法测得的具有设计保证率的抗压强度，以N/mm2或MPa计。

（2）砂浆配制抗压强度按式（10-31）计算，即

式中　fm，0——砂浆配制抗压强度，MPa；

　　　fm，k——砂浆设计龄期立方体抗压强度标准值，MPa；

　　　t——概率度系数，由给定的保证率P选定，其值按表10-33选用；

　　　σ——砂浆立方体抗压强度标准差，MPa。

表10-33　保证率和概率度系数关系

（3）当设计龄期为28d时，抗压强度保证率P为95%。其他龄期砂浆抗压强度保证率应符合设计要求。

（4）砂浆抗压强度标准差σ，宜按同品种砂浆抗压强度统计资料确定。

1）统计时，砂浆抗压强度试件总数应不少于25组。

2）根据近期相同抗压强度、相同生产工艺和配合比的同品种砂浆抗压强度资料，砂浆抗压强度标准差σ按式（10-32）计算，即

式中　fm，i——第i组试件抗压强度，MPa；

　　　mfm——n组试件的抗压强度平均值，MPa；

　　　n——试件组数。

3）当无近期同品种砂浆抗压强度统计资料时，σ值可按表10-34取用。施工中应根据现场施工时段抗压强度的统计结果调整σ值。

表10-34　标准差σ选用值

3.砂浆配合比的计算（按照有掺合料的情况设计）

（1）可选择与其接触混凝土的水胶比作为砂浆初选水胶比。(www.xing528.com)

（2）砂浆配合比设计时用水量可按表10-35确定。

表10-35　砂浆参考用水量（稠度40～60mm）

（3）砂浆的胶凝材料用量（mc+mp）、水泥用量（mc）和掺合料用量（mp）按式（10-33）～式（10-35）计算，即

式中　 mc——每立方米砂浆的水泥用量，kg；

　　　mp——每立方米砂浆的掺合料用量，kg；

　　　mw——每立方米砂浆的用水量，kg；

　　　——水胶比；

　　　Pm——掺合料掺量，kg。

（4）砂子用量由已确定的用水量和胶凝材料用量，根据体积法计算，即

式中　Vs——每立方米砂浆中砂的绝对体积，m3；

　　　mw——每立方米砂浆的用水量，kg；

　　　mc——每立方米砂浆的水泥用量，kg；

　　　mp——每立方米砂浆的掺合料用量，kg；

　　　a——含气量，一般为7%～9%；

　　　ρw——水的密度，kg/m3；

　　　ρc——水泥密度，kg/m3；

　　　ρp——掺合料密度，kg/m3；

　　　ρs——砂子饱和面干表观密度，kg/m3；

　　　ms——每立方米砂浆的砂子用量，kg。

（5）列出砂浆各项材料的计算用量和比例。

4.砂浆配合比的试配、调整和确定

（1）按计算的配合比进行试拌，固定水胶比，调整用水量直至达到设计要求的稠度。由调整后的用水量提出进行砂浆抗压强度试验用的配合比。

（2）砂浆抗压强度试验至少应采用3个不同的配合比，其中一个应为上一步确定的配合比，其他配合比的用水量不变，水胶比依次增减，变化幅度为0.05。当不同水胶比的砂浆稠度不能满足设计要求时，可通过增、减用水量进行调整。

（3）测定满足设计要求的浆稠时每立方米砂浆的质量、含气量及抗压强度，根据28d龄期抗压强度试验结果，绘出抗压强度与水胶比（或砂灰比）关系曲线，用作图法或计算法求出与砂浆配制强度（fm，0）相对应的水胶比（或砂灰比）。

（4）按式（10-33）～式（10-37）计算出每立方米砂浆中各项材料用量及比例，并经试拌确定最终配合比。