《普通混凝土配合比设计规程》修订.doc

普通混凝土配合比设计规程修订张秀芳，许鹤力，韩素芳根据建设部建标1999第309号文下达的任务要求，我们从2000年2月开始对JGJ56-96普通混凝土配合比设计规程(以下简称规程)进行修订工作。修订的主要目的是为适应水泥新标准的实施和近10年来混凝土新技术的迅速发展的需要。为全面了解目前我国混凝土及其配合比的现状，以便科学、合理地对规程进行修订，我们有意识地组织我国东北、华北、华东、中南、西南、西北六大区31个单位进行了水泥及混凝土系统试验和混凝土配合比及其相应强度的调查工作。1 规程修订的主要内容 (1)对大体积混凝土的定义进行了修改，既保留了定量部分，又吸收了当今国际流行的定性部分，以使其符合我国国情。提出了“实体最小尺寸”的“部位”概念，使某些开孔的或变截面结构能比较确切地予以判别，混凝土最小尺寸达不到1m但预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差较大而导致裂缝的结构也应按大体积混凝土考虑。(2)在塑性混凝土用水量选用表中增加了粗骨料最大粒径为31.5mm的选用值。(3)在表4.0.4注中增加了“配制C15级及其以下强度等级的混凝土，可不受本表限制。” (4)在5.0.3条中，鲍罗米公式仅适合C60级以下的混凝土。保留水泥的强度等级值富余系数c，增加了根据已有的3d强度或快测强度推定28d强度关系式推定fce值内容。 (5)由于我国水泥胶砂强度检验方法即将全面采用ISO国际标准，采用新老不同的方法测定同一个样本水泥得出的强度不同，这就直接影响到混凝土配合比的确定。在整个试验工作中，共用84个品牌水泥进行了1184次水泥强度和3698次混凝土强度试验，对其28d强度试验结果进行统计分析，求出在使用水泥新标准条件下鲍罗米公式中的回归系数a和b。 (6)在6.1.6条中规定了以标养混凝土28d强度或现行国家及行业标准等规定龄期强度的检验结果作为调整、确定设计配合比的依据，考虑到施工生产中用混凝土28d强度作为配合比设计依据的时间较长，目前多数单位以快速试验或较早龄期(3d或7d)强度作依据，并对混凝土强度进行动态控制，本条增加“需要时可同时制作一组或几组试件，供快速检验或较早龄期试压，以便提前定出混凝土配合比供施工使用”。 (7)第6.2.3条中增加了混凝土配合比的使用、调整及重新设计混凝土配合比的原则。 (8)第7.1.2条中砂率不宜过小，本次修订将砂率提高到45%；抗渗混凝土的灰砂比以前一直规定为12.012.5，但近年来由于混凝土强度等级不断提高，合理灰砂比的范围有所变化，尤其对水泥用量较大的高强混凝土，灰砂比有时接近11.0，而且这类混凝土抗渗性能很好，因此，本次修订取消了对灰砂比的限制。 (9)规定宜用水灰比最大的配合比混凝土作抗渗试验，即亦可用基准配合比混凝土作抗渗试验。 (10)在高强混凝土一节中取消了对水泥活性的限制；一些对普通强度等级的混凝土影响不大的因素对高强混凝土强度的影响往往比较显著，因此规定高强混凝土设计配合比提出后尚应经过不少于6次重复试验进行验证，并具体提出了指标要求即其平均值应不低于配制强度。 (11)泵送混凝土的水泥和矿物掺合料的总量不宜小于300kg/m3，强调了水泥和矿物掺合料的总量；根据今年来的实际情况将泵送混凝土最小适宜砂率由38%降为35%。2 主要试验工作2.1 水泥试验 水泥标号325号625号，品种有P.、P.、P.O、P.S、PC，共计4个标号、5个品种。水泥厂家对所提供的水泥共进行了224组新旧标准方法的对比试验，其中新方法115组，旧方法109组，28d抗压强度的统计汇总见表1；混凝土试验单位对所用水泥进行新旧标准方法的对比试验共1082组，其中新方法600组，旧方法482组，28d抗压强度的统计汇总如表1所示。有42个品牌46个厂家试验结果与试验单位一一对应，水泥28d抗压强度统计结果和新旧方法测得的强度差值如表2所示。由表2可见，两个水泥标号强度差的加权平均值，水泥厂家为10.21MPa，混凝土试验单位为8.38MPa。水泥厂家和混凝土试验单位采用新旧方法测出的28d抗压强度差显然不同，水泥厂家的强度差值平均高出混凝土试验单位1.83MPa。表1 水泥厂家与试验单位水泥对比试验28d抗压强度汇总 MPa试验单位试验方法325425525625P.SP.SP.CP.OP.SP.P.P.OP.P.P.Onmfcunmfcunmfcunmfcunmfcunmfcunmfcunmfcunmfcu水泥ISO636.72145.5-2947.0-1056.84653.0-351.7厂家GB443.61955.8-2957.2-1066.84463.2-365.4试验ISO4038.18047.7338.815548.81552.94657.023753.0359.32159.5单位GB2244.97354.0349.29756.11554.54264.520860.91692165.9表2 水泥厂家与混凝土试验单位对应试验结果 MPa试验单位425差值差值ISO法GB法ISO法GB法nmfcunmfcunmfcunmfcu水泥厂家5046.374856.6410.275653.175463.8610.15混凝土试验单位8346.688354.577.8915551.7215560.608.88表3 碎石(含卵碎石)混凝土28d强度回归分析结果序号类别回归方程公式编号nrs WCminmax1全部数据fcu/fce=0.35(C/W+0.43)19460.82430.15850.250.862空白fcu/fce=0.54(C/W-0.35)4050.90110.10340.390.843单掺fcu/fce=0.32(C/W+0.83)6130.82580.14650.250.864双掺fcu/fce=0.36(C/W+0.26)9100.81810.17210.250.765空白与单掺fcu/fce=0.36(C/W+0.46)10180.84300.14060.250.866空白与单掺fcu/fce=0.46(C/W-0.07)118530.86520.11300.3180.86f注：n为试件组数；r为相关系数；s为混凝土水泥抗压强度比与灰水比回归的剩余标准差；式11在2s范围以内、水灰比大于0.32条件下，碎石混凝土水泥抗压强度比与灰水比的回归方程。表4 卵石混凝土28天强度回归分析结果序号类别回归方程公式编号nrs WCminmax1全部数据fcu/fce=0.51(C/W-0.40)9770.90100.17740.240.702空白fcu/fce=0.45(C/W-0.24)3390.92560.07180.380.703单掺fcu/fce=0.46(C/W-0.20)1660.89380.12250.300.684双掺fcu/fce=0.50(C/W-0.26)4720.83290.23170.240.655空白与单掺fcu/fce=0.47(C/W-0.27)5050.93050.09190.300.706空白与单掺fcu/fce=0.48(C/W-0.33)124460.94140.07270.340.70注：式12为在2s范围以内、水灰比大于0.32条件下，卵石混凝土水泥抗压强度比与灰水比的回归方程。2.2 混凝土试验 混凝土试验与水泥试验同步进行，试验所用原材料均为就地取材，共拌制各种混凝土2923盘，其中：碎石混凝土982盘，卵碎石混凝土964盘，卵石混凝土977盘。水泥用量范围为170630kg/m3，砂率为23%60%，混凝土坍落度为40250mm。每盘混凝土制作3组(或2组)试件分别于3d、7d、28d(或7d、28d)试压，仅对28d抗压强度进行统计分析，绘制散点图并分类建立回归方程，碎石与卵石混凝土28d强度的回归分析如表3、4所示。 (1)表中式和式为按碎石和卵石分别建立的全部混凝土28d抗压强度的回归方程。全部混凝土是指按混凝土组分分有空白混凝土、单掺化学外加剂的单掺混凝土、既掺化学外加剂又掺矿物掺合料的双掺混凝土；按混凝土拌合物的工作性分为塑性混凝土、流动性混凝土和大流动性混凝土。 (2)表中式和式为按碎石和卵石分别建立的空白混凝土28d抗压强度的回归方程。空白混凝土是指混凝土中不掺化学外加剂和矿物掺合料的混凝土，只有基本的四组分。其中混凝土的水灰比范围0.380.86，混凝土坍落度40100mm。 (3)表中式和式为按碎石和卵石分别建立的单掺化学外加剂的混凝土28d抗压强度的回归方程。采用单掺普通减水剂或高效减水剂，碎石混凝土的水灰比为0.250.86，卵石混凝土的水灰比为0.300.68。 (4)表中式和式为按碎石和卵石分别建立的双掺混凝土28d抗压强度的回归方程。掺合料种类有粉煤灰、矿渣、硅灰以及复合型掺合料。通过对试验数据的分析发现，由于各单位采用的矿物掺合料品种不同、级别不同、性能不等，因此试验结果的分散性很大，在建立强度计算式的回归分析时未采用掺矿物掺合料混凝土的强度数据。 (5)表中式和式是将空白与单掺混凝土的强度数据合在一起按碎石、卵石分别建立的28d抗压强度的回归方程。经过对各类混凝土的强度与灰水比关系的散点图以及回归分析的相关性、分散性的反复比较，空白和单掺混凝土的强度与灰水比的线性关系较好。灰水比不小于3.125的强度数据点约有70%在回归直线的下方，因此，采用灰水比小于3.125的强度试验数据回归分析的结果用于建立规程的强度计算式，即式11和式12。由此确定的鲍罗米公式的回归系数为：对碎石混凝土：a取0.46，b取0.07；对卵石混凝土：a取0.48，b取0.33(回归系数A和B不符合无量