实践技术：一种对砂浆配合比中用砂量的理解和应用的方法

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本文选自《商品混凝土》杂志2024年第5期

一种对砂浆配合比中用砂量的理解和应用的方法

向丛海，孙凡成

［摘要］本文根据笔者多年的研究和实践经验，总结了对砂浆配合比中用砂量的理解并提出了应用方法。

［关键词］砂浆；用砂量；应用方法

笔者从事混凝土和砂浆行业的技术管理多年，明白每个行业都存在着相应行业的理﹑法、方，明白自己如不潜心努力的学习研究和认识了解其中的运行规律，或照搬教条，出问题的概率相当大。笔者对砂浆配合比进行了很长时间的跟踪学习﹑研究对比和生产实践总结，极力地想从中得到行业真经，然而水平始终还是有限。现笔者把对砂浆配合比中用砂量的部分理解和应用，总结了几条，并写出来，希望行业前辈和同仁指导或交流。

对砂浆用砂量的依据理解和应用

GB/T 17671—2021《水泥胶砂强度检验方法》试验标准中规定的灰砂配比，即水泥450g＋标准砂1350g（13），是经过无数专家验证的，确定水泥强度并上升为国标的成熟比例，也是调整混凝土强度和实现普通砂浆用砂量的关键比例，是确保砂浆强度和使用性能的关键数据来源。生产中如过分偏离这个比例，砂浆强度的计算就应该是没有任何参考价值和规律的，砂浆使用性能和质量保证更无从谈起。

（1）下面笔者对水泥胶砂强度试验中的灰砂配比，分析如下：

标准砂情况：表观密度2640kg/m，细度模数2.3，筛分级配见表1。

从表中看出，标准砂中基本不含0.08mm以下的细粉，杜绝了细粉对胶砂的不确定影响。而0.08mm以上砂粒主要起骨架作用，相当于混凝土中的粗骨料，计算砂用量应以0.08mm以上的体积占比为主，来用于计算总用砂量。标准胶砂用量体积占干粉胶砂总体积比，计算如下：

(1350/2640)/[(1350/2640)+(450/3000)]×100%

= 0.5114/0.6614×100% = 77.3%

注：数据3000为水泥密度，单位kg/m

同理，在砂浆中，砂为骨料，生产砂浆时的砂，0.08mm以上砂粒才能计入砂用量，而0.08mm以下砂粒只能算作无活性的混合粉材，仅起填充作用，0.08mm以上的砂用量体积占干粉胶砂总体积的77.3%，可不少于77.3%，才能保持与胶砂试验性能的一致性。

）由胶砂强度试验中，砂用量体积占干粉胶砂总体积的77.3%，作为砂浆生产的理论依据。笔者在砂浆设计和砂浆生产过程中，实际把砂中0.08mm以上砂粒砂体积占干粉砂浆比，控制在80%±2%（77.3%），砂浆体积的稳定性很好，此时砂浆施工性好、保水性好，粘聚性合适，强度及粘结强度都稳定且达到设计计算目标值。

）砂细度模数和砂最大粒径，是影响砂浆用砂的一个重要因素。通常，在使用部位和砂浆厚度不一样时，其细度模数和最大粒径亦可不一样。如粉墙，砂浆用砂细度模数一般为2.4～2.7，抹粉时，砂粒在砂浆中会滚动着填充空隙，最大粒度不宜超过砂浆厚度的1/4，否则施工抹面时砂粒易被拉动和露出，不容易整洁；如地面砂浆和大于M15的砂浆，这时浆量足够，则用砂可粗些，因为地面砂浆要求厚度一般会厚一些，砂粗点则强度高一些；其它类型砂浆亦是同理。为了研究和控制及调整砂的最大粒度和最大粒度的含量占比，笔者在试验室除了配备常规的、符合国家标准要求的一套砂筛外，还专门委托厂家订制了其它规格的300砂筛（2.8mm3.0mm3.2mm3.5mm4.0mm4.5mm）。通常笔者在生产砂浆时，会安排2～3种不同规格的砂进行调整，使砂浆性能达到最优，得到良好的应用。

）如果砂只有一种，需换另一种砂。砂细度模数改变了或需要换不同细度模数的砂，除了按规程中的方砂浆用方砂（堆积密度）的规定外，有没有其它方法计算验证砂用量呢？笔者考虑到标准砂是类圆型，可以用0.08mm以上砂粒计算砂用量，而机制砂的形状是不规则型，其空隙率会更大，应该会有所区别，故改用0.15mm以上砂粒计算砂用量，并做堆积密度试验进行对比验证，试验及计算如表2（用同一种材质的干砂进行调整不同级配）。

通过统计中的回归方程式发现，砂细度模数和砂浆配砂中0.15mm以上砂粒体积的相关系数达到惊人的99.6%，几乎是一条直线关系。且得到了砂细度模数与配砂中0.15mm以上砂粒体积的关系式：

＝14.1-28.2V；V= (14.1－)/28.2

从而推算出砂浆中配干砂总重量M的公式：

/[1-A](14.1)/28.2 /(1-A)(1)

因此，只要把变化后的用砂的细度模数﹑砂表观密度及0.15mm以下砂粒含量，代入式(1)，就可以得到砂浆中配干砂总重量M。笔者在生产中遇到砂变化时，经常使用此推导公式调整砂浆生产中的总用砂量，并与生产后的整车砂浆过磅量进行对比，误差在规定的设计范围内，这也证明了此推导公式的合理性。

）砂浆用砂，其砂中含粉量也很重要，也必须要控制。其原因：

1）如果砂中含粉量少了，会使砂浆总浆量变少，其包裹性和保水性会变差，不易施工，也必会增加其它胶凝材料的用量。因砂粉也有微级配，和易性效果其实比同等量的胶凝材料更好用，性价比也合理些。

2）砂含粉量过高，会使砂浆浆量也过高，其缺点有：拌合物太软，会粘抹子，竖向结构上施工抹压不好着力，造成基料粘结易松脱落；实际粘结强度还不高；会影响抗压强度；体积稳定性差，易收缩开裂；浆量过多，使砂浆在施工时透气性变差，更容易空鼓。

3）把砂中的含砂粉看作非活性混合材料算到胶材量中，按照砂浆有关标准和规程中的各等级对应的总粉量范围，进行质量控制配料，砂浆各方面性能都能满足要求。

）防止砂堆放过程中分层，尤其是对湿拌砂浆用砂，进行的合理水份控制很有必要。砂过干则在堆放砂时，易分层而影响质量，砂灰尘大；砂太湿则易堵仓，影响生产。笔者通过多年大量的生产对比试验总结，认为控制砂含水份在1.2%～1.8%，堆砂时不易结板﹑不分层﹑不扬灰尘，有利于环保。

对砂浆体积稳定性的理解

除上述以外，还可用“浆体膜厚度”这一指标进行比较。浆体膜厚度比较理论化，但也可在设计和生产时，作为一个重要的参数进行比较和控制。笔者在材料多变时调整配合比，当常用方法出现怀疑时，浆体膜厚度这一指标常被作为重要的参考，效果也很好。下面简单地介绍下计算浆体膜厚度方法：

（1）所用到的概念

砂的比粒度B^[1]这个概念是建立在相邻砂筛之间孔径成倍数，而由砂筛分后以2.5～5.0mm颗粒为1倍的基础上，进行倍数计算得来。2.5～5.0mm颗粒砂子每公斤的表面积约为1^{2 [1]}

砂中0.08mm以上的砂粒总表面积S (

砂中0.08mm以上的砂重量M1 (kg)

砂中0.08mm以下的砂粉重量M2 (kg)

胶凝材料重量M (kg)

胶凝材料密度(kg)

砂表观密度(kg/m³)

用水量的水体积V(L)

含气量V(L)

（2）砂中0.08mm以上的砂粒总表面积S＝M1×B

（3）浆体膜的总浆量V(L)

（4）浆体膜的厚度H，是指砂浆中0.08mm以上的砂粒与砂粒之间被净浆填充的平均厚度。

（5）计算浆体膜的厚度

＝V/ S

=[+V+1000×M2/+M/)]/(M1×B

砂浆中含气量

这个指标，虽然现行标准GB/T 25181—2019《预拌砂浆》中不作为出厂依据，但是其对砂浆的使用性能和强度影响很大，在生产内控中，也应该掌握并控制。笔者曾花大量时间试验探索，研究砂浆中含气量对施工和强度影响，知道了含气量的一些问题，总结了几条：

（1）不同强度等级的砂浆，在保证施工性时，其对应的所需含气量不应相同，且差别较大，过多过少都会影响其它内在数据的性能和效果，甚至后果很严重。

）在不影响性能和效果的前提下，当砂浆和易性变差时，轻微调整砂浆中的含气量，会明显改善施工效果。但尽管微调整，也变化大，影响也大，所以笔者不建议作为常用数据的调整手段。

参考文献

[1] 傅沛兴．比粒度研究的新进展[J]．商品混凝土，2010(11): 26-29

供稿人：向丛海，孙凡成

编辑员：李海亮

审核人：孙继成，宁夏

【标准规范】

《建筑固废再生砂粉应用技术规范》行标

《建筑物绿色拆除与建筑垃圾综合利用技术规程》CECS

《预拌混凝土使用说明书》团标

《砂浆和混凝土用石屑》团标

《预拌混凝土产品质量追溯规范》团标

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