CN112608076A - 石粉砂浆配合比计算方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开石粉砂浆配合比计算方法,引入砂浆配合比设计参数胶砂比,明确了石粉砂浆中胶砂比的确定方法,确保配合比计算方法合理性与成本的控制,本申请实施例的计算方法可以较大量的使用石粉,不仅可以促进工业废弃物资源化利用,减轻环境污染和生态破坏,还可以有效减少水泥用量,具有良好的经济效益、社会效益及环境效益。
Description
技术领域
本申请实施例涉及建筑材料技术领域,尤其涉及石粉砂浆配合比计算方法。
背景技术
目前,天然石材副产品的平均利用率较低,在石材开采及加工过程中产生了大量的石屑、石粉等废料。如果将这些固体废料随意排放,不仅浪费资源、占用土地,还造成环境污染。大量研究和实践结果表明,在预拌砂浆中掺入石粉可以改善预拌砂浆的性能。将石粉应用于预拌砂浆,不仅可以促进工业废弃物资源化利用,拓宽石粉的消纳渠道,减轻环境污染和生态破坏,还可以有效缓解粉煤灰等传统矿物掺合料供应不足的现状,能促进预拌砂浆行业的可持续发展,具有良好的经济效益、社会效益及环境效益。石粉基本上属于惰性材料,其活性有限,如何确定石粉在砂浆中应用方式和用量是其应用的关键。
目前砂浆配合比设计一般参照现行的行业标准《砌筑砂浆配合比的设计规程》JGJ/T98和现行的行业标准《抹灰砂浆技术规程》JGJ/T220 进行。行业标准《砌筑砂浆配合比设计规程》JGJ/T98-2010中说明M15 以下强度等级砂浆宜采用32.5级水泥,明显不适用于现代砂浆的技术特点。同时规定了“每立方米砂浆中的砂子的用量,应按干燥状态(含水率小于0.5%)的堆积密度作为计算值”,砂浆的抗压强度与胶砂比关系紧密,一般而言,在其他条件相同的情况下,胶砂比越大,砂浆的强度越高。为了达到设计强度,如果保持每立方米砂浆的砂子用量恒定,必然会进一步提高胶凝材料的用量,增加了配合比成本,这样的配合比计算方法显然是不合理的。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种石粉砂浆配合比计算方法,以砂浆胶砂比为切入点,以不同种类石粉的影响系数为契机,使石粉砂浆配合比计算方法更加合理,促进石粉在砂浆中的应用。
本申请实施例解决上述技术问题所采用的技术方案如下:
根据本申请实施例的一个方面,提供一种石粉砂浆配合比计算方法,所述方法包括:
步骤1、根据石粉类型和掺量,确定石粉影响系数,计算砂浆胶砂比;
步骤2、根据堆积密度值计算干砂用量;根据稠度选用用水量;
步骤3、根据所述砂浆胶砂比,确定胶凝材料组分用量,所述胶凝材料包括水泥和石粉;
步骤4、根据不同类型的石粉掺量容重的变化值,计算石粉砂浆配合比调整系数;
步骤5、根据所述胶凝材料、干砂用量和石粉砂浆配合比调整系数计算得到配合比基准值,并根据所述配合比基准值确定砂浆基准配合比。
进一步地,所述方法还包括:
步骤6、以所述砂浆基准配合比进行试配并检测砂浆性能指标是否满足预设要求,所述砂浆性能指标包括:稠度、保水率、容重、28d 抗压强度。
进一步地,所述水泥强度等级为42.5级,所述石粉包括石灰石粉、大理石粉、花岗石粉及其混合石粉,使用45um筛筛余的所述石粉细度为:10%~45%,石粉MB值小于1.4。
本发明提供了石灰石粉、大理石粉、花岗石粉及其混合石粉影响系数的相关技术参数范围及选用规则,为石粉在砂浆中的应用提供技术支持,有利于石粉的推广应用;
进一步地,所述砂浆胶砂比根据下式计算:
ζ=(fm,0―β)/(α·fce·γs) (1)
式中:ζ——砂浆胶砂比;
fm,0——砂浆的试配强度(MPa);
fce——水泥的实测强度(MPa);
γs——石粉影响系数;
α、β——石粉砂浆的特征系数。
进一步地,所述方法包括:
确定掺加的外加剂参数;
根据稠度选用用水量时还参照掺加的外加剂参数计算。
进一步地,所述胶凝材料用量根据下式计算:
mb=msζ (2)
式中:mb——每立方米砂浆胶凝材料用量(kg/m3);
ms——每立方米砂用量(kg/m3)。
进一步地,所述配合比调整系数根据下式计算:
τ=ms,0/ms,η (3)
式中:τ——配合比调整系数;
ms,0——石粉掺量为0%的砂浆干密度(kg/m3);
ms,η——石粉掺量为η的砂浆干密度(kg/m3)。
进一步地,所述根据所述胶凝材料、干砂用量和石粉砂浆配合比调整系数计算得到配合比基准值的步骤,具体包括:
将所述胶凝材料、干砂用量乘以石粉砂浆配合比调整系数计算得到所述配合比基准值。
本申请实施例的提供的石粉砂浆配合比计算方法,引入砂浆配合比设计参数胶砂比,明确了石粉砂浆中胶砂比的确定方法,确保配合比计算方法合理性与成本的控制,本申请实施例的计算方法可以较大量的使用石粉,不仅可以促进工业废弃物资源化利用,减轻环境污染和生态破坏,还可以有效减少水泥用量,具有良好的经济效益、社会效益及环境效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的石粉砂浆配合比计算方法的流程图;
图2为本申请另一实施例提供的石粉砂浆配合比计算方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“固定”等应做广义理解,例如,“固定”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下通过具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。
一种石粉砂浆配合比计算方法,所述方法包括:
步骤1、根据石粉类型和掺量,确定石粉影响系数,计算砂浆胶砂比;
步骤2、根据堆积密度值计算干砂用量;根据稠度选用用水量;
步骤3、根据所述砂浆胶砂比,确定胶凝材料组分用量,所述胶凝材料包括水泥和石粉;
步骤4、根据不同类型的石粉掺量容重的变化值,计算石粉砂浆配合比调整系数;
步骤5、根据所述胶凝材料、干砂用量和石粉砂浆配合比调整系数计算得到配合比基准值,并根据所述配合比基准值确定砂浆基准配合比。
具体地,将所述胶凝材料、干砂用量乘以石粉砂浆配合比调整系数计算得到所述配合比基准值。
本申请实施例的提供的石粉砂浆配合比计算方法,引入砂浆配合比设计参数胶砂比,明确了石粉砂浆中胶砂比的确定方法,确保配合比计算方法合理性与成本的控制,本申请实施例的计算方法可以较大量的使用石粉,不仅可以促进工业废弃物资源化利用,减轻环境污染和生态破坏,还可以有效减少水泥用量,具有良好的经济效益、社会效益及环境效益。
进一步地,所述方法还包括:
步骤6、以所述砂浆基准配合比进行试配并检测砂浆性能指标是否满足预设要求,所述砂浆性能指标包括:稠度、保水率、容重、28d 抗压强度。
在一些实施例中,所述水泥强度等级为42.5级,所述石粉包括石灰石粉、大理石粉、花岗石粉及其混合石粉,使用45um筛筛余的所述石粉细度为:10%~45%,石粉MB值小于1.4。
在一些实施例中,所述石粉掺量不小于10%,石粉影响系数可按表1 取值;石粉细度小于等于15%宜取上限值,其他石粉细度宜取下限值。
表1石粉影响系数
进一步地,所述砂浆胶砂比应按下式计算:
ζ=(fm,0―β)/(α·fce·γs) (1)
式中:ζ——砂浆胶砂比;
fm,0——砂浆的试配强度(MPa);
fce——水泥的实测强度(MPa);
γs——石粉影响系数;
α、β——石粉砂浆的特征系数,其中α取2.41、β取-8.40。
在一些实施例中,所述方法包括:
确定掺加的外加剂参数;
根据稠度选用用水量时还参照掺加的外加剂参数计算。
进一步地,所述胶凝材料用量应按下式计算:
mb=msζ (2)
式中:mb——每立方米砂浆胶凝材料用量(kg/m3);
ms——每立方米砂用量(kg/m3);
进一步地,所述配合比调整系数应按下式计算:
τ=ms,0/ms,η (3)
式中:τ——配合比调整系数;
ms,0——石粉掺量为0%的砂浆干密度(kg/m3);
ms,η——石粉掺量为η的砂浆干密度(kg/m3),η=10%、15%、20%、 25%、30%。
以细度13.2%的石灰石粉配制石粉掺量10%的M10的石粉砂浆。
(1)计算砂浆胶砂比:根据石粉类型、掺量,确定石粉影响系数,计算砂浆胶砂比;
砂浆的试配强度fce=k f2=12.0MPa;
水泥的实测强度fm,0=48.6MPa;
石粉影响系数γs=0.9;
砂浆胶砂比ζ=(fm,0―β)/(α·fce·γs)=0.194
(2)确定砂用量和用水量:砂应采用干砂计量,用量取堆积密度值;用水量根据稠度选用。
砂用量ms,0=1430kg;
实际水用量mw=mw,0(1-τ)=270(1-0.18)=221kg;
(3)计算胶凝材料组分用量:根据胶砂比,确定水泥和石粉用量。
胶凝材料用量mb=ms,0ζ=277
石粉用量mst,=mb·η=28kg;
水泥用量mc,=mb·(1-η)=249kg;
(4)根据不同石粉掺量容重的变化值,计算配合比调整系数:
配合比调整系数τ=ms,0/ms,η=0.984。
(5)砂浆配合比计算值乘以调整系数得到砂浆基准配合比:
外加剂用量ma=Qgβa=4.90kg。
砂浆基准配合比(kg/m3)mc:mst:ms:mw:ma=245:27:1407: 221:4.90。
(6)配合比试配与调整:以砂浆基准配合比进行试配并检测砂浆性能,试验结果:稠度为76mm,保水率为88.6%,容重为1910kg/m3, 28d抗压强度为13.7MPa。
实施例2
以细度13.2%的石灰石粉配制石粉掺量20%的M10的石粉预拌砂浆。
(1)计算砂浆胶砂比:根据石粉类型、掺量,确定石粉影响系数,计算砂浆胶砂比;
砂浆的试配强度fce=k f2=12.0MPa;
水泥的实测强度fm,0=48.6MPa;
石粉影响系数γs=0.8;
砂浆胶砂比ζ=(fm,0―β)/(α·fce·γs)=0.218
(2)确定砂用量和用水量:砂应采用干砂计量,用量取堆积密度值;用水量根据稠度选用。
砂用量ms,0=1430kg;
实际水用量mw=mw,0(1-τ)=270(1-0.18)=221kg;
(3)计算胶凝材料组分用量:根据胶砂比,确定水泥和石粉用量。
胶凝材料用量mb=ms,0ζ=311
石粉用量mst,=mb·η=62kg;
水泥用量mc,=mb·(1-η)=249kg;
(4)根据不同石粉掺量容重的变化值,计算配合比调整系数:
配合比调整系数τ=ms,0/ms,η=0.964。
(5)砂浆配合比计算值乘以调整系数得到砂浆基准配合比:
外加剂用量ma=Qgβa=5.40kg。
砂浆基准配合比(kg/m3)mc:mst:ms:mw:ma=240:60:1379: 221:5.40。
(6)配合比试配与调整:以砂浆基准配合比进行试配并检测砂浆性能,试验结果:稠度为81mm,保水率为89.1%,容重为1905kg/m3, 28d抗压强度为15.5MPa。
实施例3
以细度33.4%的石灰石粉配制石粉掺量20%的M15的石粉预拌砂浆。
(1)计算砂浆胶砂比:根据石粉类型、掺量,确定石粉影响系数,计算砂浆胶砂比;
砂浆的试配强度fce=k f2=18.0MPa;
水泥的实测强度fm,0=48.6MPa;
石粉影响系数γs=0.75;
砂浆胶砂比ζ=(fm,0―β)/(α·fce·γs)=0.301。
(2)确定砂用量和用水量:砂应采用干砂计量,用量取堆积密度值;用水量根据稠度选用。
砂用量ms,0=1430kg;
用水量mw=mwo(1-τ)=275(1-0.18)=226kg;
(3)计算胶凝材料组分用量:根据胶砂比,确定水泥和石粉用量。
胶凝材料用量mb=ms,0ζ=430;
石粉用量mst,=mb·η=86kg;
水泥用量mc,=mb·(1-η)=344kg;
(4)根据不同石粉掺量容重的变化值,计算配合比调整系数:
配合比调整系数τ=ms,0/ms,η=0.942。
(5)砂浆配合比计算值乘以调整系数得到砂浆基准配合比:
外加剂用量ma=Qgβa=7.29kg。
砂浆基准配合比(kg/m3)mc:mst:ms:mw:ma=324:81:1347:226:7.29。
(6)配合比试配与调整:以砂浆基准配合比进行试配并检测砂浆性能,试验结果:稠度为84mm,保水率为90.2%,容重为1990kg/m3, 28d抗压强度为19.2MPa。
实施例4
以细度26.4%的花岗石粉配制石粉掺量20%的M5的石粉预拌砂浆。
(1)计算砂浆胶砂比:根据石粉类型、掺量,确定石粉影响系数,计算砂浆胶砂比;
砂浆的试配强度fce=k f2=6.0MPa;
水泥的实测强度fm,0=49.2MPa;
石粉影响系数γs=0.75;
砂浆胶砂比ζ=(fm,0―β)/(α·fce·γs)=0.162。
(2)确定砂用量和用水量:砂应采用干砂计量,用量取堆积密度值;用水量根据稠度选用。
砂用量ms,0=1430kg;
用水量mw=mwo(1-τ)=265(1-0.18)=217kg;
(3)计算胶凝材料组分用量:根据胶砂比,确定水泥和石粉用量。
胶凝材料用量mb=ms,0ζ=232;
石粉用量mst,=mb·η=46kg;
水泥用量mc,=mb·(1-η)=185kg;
(4)根据不同石粉掺量容重的变化值,计算配合比调整系数:
配合比调整系数τ=ms,0/ms,η=0.965。
(5)砂浆配合比计算值乘以调整系数得到砂浆基准配合比:
外加剂用量ma=Qgβa=4.02kg。
砂浆基准配合比(kg/m3)mc:mst:ms:mw:ma=179:45:1380: 217:4.02。
(6)配合比试配与调整:以砂浆基准配合比进行试配并检测砂浆性能,试验结果:稠度为68mm,保水率为88.4%,容重为1835kg/m3, 28d抗压强度为7.6MPa。
实施例5
以细度14.7%的花岗石粉配制石粉掺量15%的M10的石粉预拌砂浆。
(1)计算砂浆胶砂比:根据石粉类型、掺量,确定石粉影响系数,计算砂浆胶砂比;
砂浆的试配强度fce=k f2=12.0MPa;
水泥的实测强度fm,0=50.8MPa;
石粉影响系数γs=0.80;
砂浆胶砂比ζ=(fm,0―β)/(α·fce·γs)=0.208。
(2)确定砂用量和用水量:砂应采用干砂计量,用量取堆积密度值;用水量根据稠度选用。
砂用量ms,0=1430kg;
用水量mw=mwo(1-τ)=270(1-0.18)=217kg;
(3)计算胶凝材料组分用量:根据胶砂比,确定水泥和石粉用量。胶凝材料用量mb=ms,0ζ=298;
石粉用量mst,=mb·η=45kg;
水泥用量mc,=mb·(1-η)=253kg;
(4)根据不同石粉掺量容重的变化值,计算配合比调整系数:
配合比调整系数τ=ms,0/ms,η=0.966。
(5)砂浆配合比计算值乘以调整系数得到砂浆基准配合比:
外加剂用量ma=Qgβa=5.18kg。
砂浆基准配合比(kg/m3)mc:mst:ms:mw:ma=245:43:1381: 221:5.18。
(6)配合比试配与调整:以砂浆基准配合比进行试配并检测砂浆性能,试验结果:稠度为74mm,保水率为89.1%,容重为1990kg/m3, 28d抗压强度为14.2MPa。
实施例6
以细度14.3%的大理石粉配制石粉掺量30%的M5的石粉预拌砂浆。
(1)计算砂浆胶砂比:根据石粉类型、掺量,确定石粉影响系数,计算砂浆胶砂比;
砂浆的试配强度fce=k f2=6.0MPa;
水泥的实测强度fm,0=49.2MPa;
石粉影响系数γs=0.65;
砂浆胶砂比ζ=(fm,0―β)/(α·fce·γs)=0.187。
(2)确定砂用量和用水量:砂应采用干砂计量,用量取堆积密度值;用水量根据稠度选用。
砂用量ms,0=1430kg;
用水量mw=mwo(1-τ)=265(1-0.18)=217kg;
(3)计算胶凝材料组分用量:根据胶砂比,确定水泥和石粉用量。
胶凝材料用量mb=ms,0ζ=267;
石粉用量mst,=mb·η=80kg;
水泥用量mc,=mb·(1-η)=187kg;
(4)根据不同石粉掺量容重的变化值,计算配合比调整系数:
配合比调整系数τ=ms,0/ms,η=0.945。
(5)砂浆配合比计算值乘以调整系数得到砂浆基准配合比:
外加剂用量ma=Qgβa=4.54kg。
砂浆基准配合比(kg/m3)mc:mst:ms:mw:ma=177:76:1393: 217:4.54。
(6)配合比试配与调整:以砂浆基准配合比进行试配并检测砂浆性能,试验结果:稠度为65mm,保水率为88.6%,容重为1875kg/m3, 28d抗压强度为8.1MPa。
实施例7
以细度40.2%的混合石粉(石灰石粉、花岗石粉、大理石粉质量比为1:1:1)配制石粉掺量30%的M15的石粉预拌砂浆。
(1)计算砂浆胶砂比:根据石粉类型、掺量,确定石粉影响系数,计算砂浆胶砂比;
砂浆的试配强度fce=k f2=18.0MPa;
水泥的实测强度fm,0=50.8MPa;
石粉影响系数γs=0.60;
砂浆胶砂比ζ=(fm,0―β)/(α·fce·γs)=0.359。
(2)确定砂用量和用水量:砂应采用干砂计量,用量取堆积密度值;用水量根据稠度选用。
砂用量ms,0=1430kg;
用水量mw=mwo(1-τ)=275(1-0.18)=226kg;
(3)计算胶凝材料组分用量:根据胶砂比,确定水泥和石粉用量。
胶凝材料用量mb=ms,0ζ=514;
石粉用量mst,=mb·η=154kg;
水泥用量mc,=mb·(1-η)=360kg;
(4)根据不同石粉掺量容重的变化值,计算配合比调整系数:
配合比调整系数τ=ms,0/ms,η=0.894。
(5)砂浆配合比计算值乘以调整系数得到砂浆基准配合比:
外加剂用量ma=Qgβa=8.27kg。
砂浆基准配合比(kg/m3)mc:mst:ms:mw:ma=322:138:1278: 226:8.27。
(6)配合比试配与调整:以砂浆基准配合比进行试配并检测砂浆性能,试验结果:稠度为86mm,保水率为90.8%,容重为1980kg/m3, 28d抗压强度为21.8MPa。
以上所述,仅为本发明较佳实施例而已,故不能依此限定本发明实施的范围,即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰,皆应仍属本发明涵盖的范围内。
Claims (8)
1.一种石粉砂浆配合比计算方法,其特征在于,所述方法包括:
步骤1、根据石粉类型和掺量,确定石粉影响系数,计算砂浆胶砂比;
步骤2、根据堆积密度值计算干砂用量;根据稠度选用用水量;
步骤3、根据所述砂浆胶砂比,确定胶凝材料组分用量,所述胶凝材料包括水泥和石粉;
步骤4、根据不同类型的石粉掺量容重的变化值,计算石粉砂浆配合比调整系数;
步骤5、根据所述胶凝材料、干砂用量和石粉砂浆配合比调整系数计算得到配合比基准值,并根据所述配合比基准值确定砂浆基准配合比。
2.如权利要求1所述的石粉砂浆配合比计算方法,其特征在于,所述方法还包括:
步骤6、以所述砂浆基准配合比进行试配并检测砂浆性能指标是否满足预设要求,所述砂浆性能指标包括:稠度、保水率、容重、28d抗压强度。
3.如权利要求1或2所述的石粉砂浆配合比计算方法,其特征在于,所述水泥强度等级为42.5级,所述石粉包括石灰石粉、大理石粉、花岗石粉及其混合石粉,使用45um筛筛余的所述石粉细度为:10%~45%,石粉MB值小于1.4。
4.如权利要求1或2所述的石粉砂浆配合比计算方法,其特征在于,所述砂浆胶砂比根据下式计算:
ζ=(fm,0―β)/(α·fce·γs) (1)
式中:ζ——砂浆胶砂比;
fm,0——砂浆的试配强度(MPa);
fce——水泥的实测强度(MPa);
γs——石粉影响系数;
α、β——石粉砂浆的特征系数。
5.如权利要求4所述的石粉砂浆配合比计算方法,其特征在于,所述方法包括:
确定掺加的外加剂参数;
根据稠度选用用水量时还参照掺加的外加剂参数计算。
6.如权利要求5所述的石粉砂浆配合比计算方法,其特征在于,所述胶凝材料用量根据下式计算:
mb=msζ (2)
式中:mb——每立方米砂浆胶凝材料用量(kg/m3);
ms——每立方米砂用量(kg/m3)。
7.如权利要求6所述的石粉砂浆配合比计算方法,其特征在于,所述配合比调整系数根据下式计算:
τ=ms,0/ms,η (3)
式中:τ——配合比调整系数;
ms,0——石粉掺量为0%的砂浆干密度(kg/m3);
ms,η——石粉掺量为η的砂浆干密度(kg/m3)。
8.如权利要求7所述的石粉砂浆配合比计算方法,其特征在于,所述根据所述胶凝材料、干砂用量和石粉砂浆配合比调整系数计算得到配合比基准值的步骤,具体包括:
将所述胶凝材料、干砂用量乘以石粉砂浆配合比调整系数计算得到所述配合比基准值。
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