CN112115408B - 一种利用全再生细骨料制备建筑砂浆的配合比设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于建筑砂浆的技术领域，公开了一种利用全再生细骨料制备建筑砂浆的配合比设计方法。方法：1)计算建筑砂浆试配强度；2)计算每立方米建筑砂浆中水泥用量Qc；3)每立方米建筑砂浆中全再生细骨料用量为干燥状态全再生细骨料的堆积密度值；4)确定外加剂掺量；5)计算每立方米建筑砂浆用水量mw，计算公式如下：mw＝λ·Qc+η，λ、η是回归系数；6)按计算的配合比进行试配，调整用水量使砂浆的稠度满足要求后，根据实测表观密度，校核各材料用量，得到建筑砂浆最终配合比。本发明的方法能够使用全再生细骨料全取代河砂制备建筑砂浆，其性能与河砂建筑砂浆性能相当，水泥用量要少，所制备的建筑砂浆环保，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用全再生细骨料制备建筑砂浆的配合比设计方法，属于建筑垃圾资源化、建筑砂浆配合比设计的领域。
背景技术
目前国内建筑行业正处于快速发展时期，大面积的旧建筑改造和新建筑的开发，也因此带来了建筑垃圾围城和建筑材料资源不足的难题。
另外，我国大部分地区河砂短缺，不仅在用砂高峰时砂的价格偏高，甚至没有天然砂提供，在用砂缺口巨大的情况下，影响了城镇化建设的进程，甚至有些沿海地区使用海砂，严重的影响了建筑的质量安全。
而利用废弃的混凝土，回收生产出再生骨料，减轻了天然砂的开采压力，同时也能很好地处理建筑垃圾。
传统上废弃混凝土制备再生骨料采用同时生产再生粗骨料和再生细骨料的方式，这样再生细骨料主要是混凝土中的砂浆破碎得到，其吸水率高，强度低，性能很差，难以在河砂中全取代河砂使用。这就使得再生细骨料的附加值很低，通常只能作为填方使用。
中国发明专利CN 101099974B中公开了一种建筑废弃物的处理及再生利用方法。将废弃混凝土全部制备为再生细骨料(称为全再生细骨料)，从而极大改善了再生细骨料的物理性能，是一种能够高效利用废弃混凝土的再生骨料制备方法。
但以往全再生细骨料砂浆通常是与河砂砂浆进行对比研究，研究发现全再生细骨料砂浆的配合比参数与河砂有较大区别，以往通过附加水系数的方式调节其与河砂砂浆配比的差异，没有提出针对全再生细骨料砂浆的配合比设计方法，这也严重影响了全再生细骨料砂浆推广应用。
发明内容
本发明的目的是为全再生细骨料应用于建筑砂浆提供一种配合比设计方法，能够全取代河砂在建筑砂浆中应用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种利用全再生细骨料制备建筑砂浆的配合比设计方法，包括：
(1)计算建筑砂浆试配强度fm,0，计算公式如下：fm,0＝k×f2
式中，fm,0是砂浆的试配强度(MPa)，精确至0.1MPa；f2是砂浆强度等级值(MPa)，精确至0.1MPa；k按施工条件取值，优良取1.15，一般取1.20，差取1.25；所述建筑砂浆的强度为M5～M30；
(2)计算每方立方米建筑砂浆中的水泥用量Qc，计算公式如下：Qc＝1000(fm,0-β)/(α·fce)
式中，Qc是每立方米建筑砂浆的水泥用量(kg)，精确至1kg；fce是水泥的实测强度(MPa)，精确至0.1MPa；α、β是砂浆的特征系数；
(3)确定细骨料用量，每立方米建筑砂浆中全再生细骨料用量ms，按干燥状态(含水率小于0.5％)的松散堆积密度值作为计算值(kg)；
(4)确定外加剂掺量；在本发明中外加剂包括砂浆减水剂、砂浆调凝剂等；
(5)计算每立方米建筑砂浆用水量mw，计算公式如下：
mw＝λ·Qc+η
式中，mw是每立方米建筑砂浆的用水量，精确至1kg；λ、η是计算公式的回归系数；
(6)按计算的配合比进行试配，调整用水量使砂浆的稠度满足要求后，根据实测表观密度，校核各材料用量，得到建筑砂浆最终设计配合比。
所述实测表观密度≥1800kg/cm。
步骤(3)中，所述的全再生细骨料是将废弃混凝土全部破碎或碾磨到粒径小于等于4.75mm所形成的再生细骨料，全再生细骨料饱和面干吸水率低于7％。
步骤(2)中所使用的水泥为32.5(R)级别的通用硅酸盐水泥。
步骤(2)中α、β的取值根据所适配的建筑砂浆种类而定：砌筑砂浆中α取1.37，β取-7.49；抹灰砂浆中α取1.44，β取-9.04；地面砂浆中α取2.17，β取-10.87。
步骤(4)中外加剂掺量根据所用外加剂的使用说明试配而定。
步骤(5)中λ、η的取值根据所适配的建筑砂浆种类而定：砌筑砂浆中λ取0.1021，η取230；抹灰砂浆中λ取0.153，η取230；地面砂浆中λ取0.846，η取250。
步骤(6)中所述砂浆的稠度：当建筑砂浆为砌筑砂浆时，稠度为70～80mm；当建筑砂浆为抹灰砂浆时，稠度为90～100mm；当建筑砂浆为地面砂浆时，稠度为45～55mm。
相对于现有技术，本发明具有如下优点和有益效果：
(1)本发明提供了用全再生细骨料全取代河砂制备建筑砂浆的配合比设计方法，该设计方法中不需要对比河砂，不需要设定附加水系数，按照本设计方法的配合比制备的建筑砂浆的性能与河砂制备的建筑砂浆的性能相当，水泥用量更少；
(2)根据全再生细骨料的特点，通过实验得到了水泥用量和砂浆试配强度之间的回归公式以及用水量和水泥用量之间的回归公式，由公式就可以计算得到建筑砂浆配合比中的水泥用量和用水量，使用简单方便；
(3)本发明的配合比设计方法能够使用全再生细骨料全取代河砂制备建筑砂浆，其性能与河砂建筑砂浆性能相当，本发明所制备的建筑砂浆既环保，成本低，有利于再生砂浆的推广应用。
具体实施方式
下面结合实施例对发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例的利用全再生细骨料制备建筑砂浆的配合比设计方法中，所用原材料如下：
水泥：采用P.S.A 32.5R矿渣型水泥，密度为3010kg/m3，28d抗压强度为48.3MPa；
全再生细骨料：表观密度为2470kg/m3，松散堆积密度为1360kg/m3，饱和面干吸水率为6.4％，微粉(粒径≤0.075mm)含量为9.8％；全再生细骨料是将废弃混凝土全部破碎或碾磨到粒径≤4.75mm所形成的再生细骨料；
砂浆减水剂：液体，具有保水增稠等作用，用于改善砂浆工作性能；
砂浆调凝剂：液体，具有调节凝结时间的作用。
实施例
本实施例提供一种利用全再生细骨料制备M10砌筑砂浆的配合比设计方法，具体包括如下步骤：
(1)砂浆试配强度的确定
制备的砌筑砂浆设计强度是M10，即f2＝10，k取1.20，通过公式fm,0＝k×f2计算，则试配强度fm,0为12MPa。
(2)计算每立方米水泥用量Qc
试配的建筑砂浆为砌筑砂浆，则α、β的取值分别为1.37和-7.49，而fce＝48.3MPa，通过公式Qc＝1000(fm,0-β)/(α·fce)计算得Qc等于295kg。
(3)确定细骨料用量
每立方米建筑砂浆中全再生细骨料用量ms以全再生细骨料松散堆积密度数值为计算值，根据全再生细骨料松散堆积密度，得到细骨料用量为1360kg。
(4)确定外加剂掺量
依据产品说明，确定砂浆减水剂掺量为4kg，砂浆调凝剂掺量为2.5kg。
(5)计算每立方米用水量mw
试配的建筑砂浆为砌筑砂浆，则λ、η的取值分别为0.1021和230，根据步骤2得到的水泥用量，通过公式mw＝λ·Qc+η计算得mw等于260kg。
(6)实验室配合比
进行试配，调整用水量使稠度满足要求(稠度70-80mm)，测定砌筑砂浆的表观密度，校核配合比，得到全再生细骨料砌筑砂浆的实验室配合比，同时与河砂M10砌筑砂浆配合比比较，比较结果如表1所示。
表1不同类型细骨料制备砂浆的实验室配合比及性能参数
从表1可以看出，使用本配合比设计方法利用全再生细骨料制备的M10砌筑砂浆与河砂M10砌筑砂浆性能相近，同时可以降低约6％的水泥用量，使得制备砂浆的成本降低，从而有效提高了全再生细骨料的附加值。
以上所述，仅为本发明较佳的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种利用全再生细骨料制备建筑砂浆的配合比设计方法，其特征在于：包括：
（1）计算建筑砂浆试配强度f m,0，计算公式如下：f m,0 =k×f 2
式中，f m,0是砂浆的试配强度，单位为MPa；f 2是砂浆强度等级值，单位为MPa；k按施工条件取值：优良，取1.15；一般，取1.20；差，取1.25；
（2）计算每立方米建筑砂浆中水泥用量Qc，计算公式如下：Qc=1000(f m,0-β)/(α·f ce)；
式中，Qc是每立方米建筑砂浆的水泥用量，单位为kg；f ce是水泥的实测强度，单位为MPa；α、β是砂浆的特征系数；
（3）确定细骨料用量，每立方米建筑砂浆中全再生细骨料用量m s ，按干燥状态的松散堆积密度值作为计算值，即m s =全再生细骨料松散堆积密度数值，ms的单位为kg；
（4）确定外加剂掺量；
（5）计算每立方米建筑砂浆用水量mw，计算公式如下：mw=λ·Qc+η；
式中，mw是每立方米建筑砂浆的用水量，单位为kg；λ、η是计算公式的回归系数；
（6）按计算的配合比进行试配，调整用水量使砂浆的稠度满足要求后，根据实测表观密度，校核各材料用量，得到建筑砂浆最终设计配合比；
步骤（3）中，所述全再生细骨料是将废弃混凝土全部破碎或碾磨到粒径≤4.75mm所形成的再生细骨料，全再生细骨料饱和面干吸水率低于7%；
步骤（2）中α、β的取值根据所适配的建筑砂浆种类而定：砌筑砂浆中α取1.37，β取-7.49；抹灰砂浆中α取1.44，β取-9.04；地面砂浆中α取2.17，β取-10.87；
步骤（5）中λ、η的取值根据所适配的建筑砂浆种类而定：砌筑砂浆中λ取0.1021，η取230；抹灰砂浆中λ取0.153，η取230；地面砂浆中λ取0.846，η取250。
2.根据权利要求1所述利用全再生细骨料制备建筑砂浆的配合比设计方法，其特征在于：步骤（2）中所使用的水泥为32.5（R）级别的通用硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述利用全再生细骨料制备建筑砂浆的配合比设计方法，其特征在于：步骤（6）中所述砂浆的稠度：当建筑砂浆为砌筑砂浆时，稠度为70~80mm；当建筑砂浆为抹灰砂浆时，稠度为90~100mm；当建筑砂浆为地面砂浆时，稠度为45~55mm。
4.根据权利要求1所述利用全再生细骨料制备建筑砂浆的配合比设计方法，其特征在于：所述实测表观密度≥1800 kg/cm；
所述外加剂包括砂浆减水剂和砂浆调凝剂。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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