普通混凝土配合比设计(新)

普通混凝土配合比设计 2011年12月1日实施 JGJ55 2011 普通混凝土配合比设计规程 1总则 1 1为规范普通混凝土配合比设计方法 满足设计和施工要求 保证混凝土工程质量 并且达到经济合理 制定本规程 1 2本规程适用于工业与民用建筑及一般构筑物所采用的普通混凝土配合比设计 除一些专业工程以及特殊构筑物的混凝土1 3普通混凝土配合比设计除应符合本规程的规定外 尚应符合国家现行有关标准的规定 2需要求出的几个量 2 1胶凝材料 混凝土中水泥和矿物掺合料的总称 2 2胶凝材料用量 混凝土中水泥用量和矿物掺合料用量之和 胶凝材料和胶凝材料用量的术语和定义在混凝土工程技术领域已被广泛接受 2 3水胶比 混凝土中用水量与胶凝材料用量的质量比 代替水灰比 2 4矿物掺合料掺量 矿物掺合料用量占胶凝材料用量的质量百分比 2 5外加剂掺量 外加剂用量相对于胶凝材料用量的质量百分比 3术语 符号 fb 胶凝材料28d胶砂抗压强度实测值 MPa m0 计算 基准 配合比每立方米混凝土的用量 kg f 粉煤灰影响系数 s 粒化高炉矿渣粉影响系数 Pt 六个试件中不少于4个未出现渗水时的最大水压值 MPa 3术语 符号 P 设计要求的抗渗等级值 Tt 试配时要求的坍落度值 mm Tp 入泵时要求的坍落度值 mm T 试验测得的预计出机到泵送时间段内的坍落度经时损失值 mm 4基本规定 4 1混凝土配合比设计应满足混凝土配制强度 拌合物性能 力学性能 长期性能和耐久性能的设计要求 普通混凝土拌合物性能试验方法标准 GB T5008 普通混凝土力学性能试验方法标准 GB T50081 普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准 GB T50082的规定 强调混凝土配合比设计应满足耐久性能要求这是本次规程修订的重点之一 4基本规定 4 2混凝土配合比设计应采用工程实际使用的原材料 并应满足国家现行标准的有关要求 配合比设计应以干燥状态骨料为基准 细骨料含水率应小于0 5 粗骨料含水率应小于0 2 4基本规定 最大水胶比 4 3混凝土的最大水胶比应符合 混凝土结构设计规范 GB50010的规定 控制水胶比是保证耐久性的重要手段 水胶比是配比设计的首要参数 混凝土结构设计规范 对不同环境条件的混凝土最大水胶比作了规定 混凝土结构暴露的环境类别 混凝土结构暴露的环境类别 4基本规定 4 4混凝土的最小胶凝材料用量应符合表1的规定 配制C15及其以下强度等级的混凝土 可不受表1的限制 4基本规定 GB T50476 2008混凝土结构耐久性设计规范中有关胶凝材料用量条款 4基本规定 矿物掺合料最大掺量 4 5矿物掺合料在混凝土中的掺量应通过试验确定 钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表4 5 1的规定 预应力钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表4 5 2的规定 规定矿物掺合料最大掺量主要是为了保证混凝土耐久性能 矿物掺合料在混凝土中的实际掺量是通过试验确定的 在本规程配合比调整和确定步骤中规定了耐久性试验验证 以确保满足工程设计提出的混凝土耐久性要求 当采用超出表4 5 1和表4 5 2给出的矿物掺合料最大掺量时 全然否定不妥 通过对混凝土性能进行全面试验论证 证明结构混凝土安全性和耐久性可以满足设计要求后 还是能够采用的 钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量4 5 1 预应力混凝土中矿物掺合料最大掺量4 5 2 4基本规定 水溶性氯离子最大含量 4 6混凝土拌合物中水溶性氯离子最大含量应符合表4 6的要求 混凝土拌合物中水溶性氯离子含量应按照现行行业标准 水运工程混凝土试验规程 JTJ270中混凝土拌合物中氯离子含量的快速测定方法进行测定 按环境条件影响氯离子引起钢锈的程度简明地分为四类 并规定了各类环境条件下的混凝土中氯离子最大含量 采用测定混凝土拌合物中氯离子的方法 与测试硬化后混凝土中氯离子的方法相比 时间大大缩短 有利于配合比设计和控制 表4 6中的氯离子含量系相对混凝土中水泥用量的百分比 与控制氯离子相对混凝土中胶凝材料用量的百分比相比 偏于安全 表4 6 4基本规定 最小含气量 4 7长期处于潮湿或水位变动的寒冷和严寒环境 以及盐冻环境的混凝土应掺用引气剂 引气剂掺量应根据混凝土含气量要求经试验确定 掺用引气剂的混凝土最小含气量应符合表4 7的规定 最大不宜超过7 0 掺加适量引气剂有利于混凝土的耐久性 尤其对于有较高抗冻要求的混凝土 掺加引气剂可以明显提高混凝土的抗冻性能 引气剂掺量要适当 引气量太少作用不够 引气量太多混凝土强度损失较大 表4 7 4基本规定 最大碱含量 4 8对于有预防混凝土碱骨料反应设计要求的工程 混凝土中最大碱含量不应大于3 0kg m3 并宜掺用适量粉煤灰等矿物掺合料 对于矿物掺合料碱含量 粉煤灰碱含量可取实测值的1 6 粒化高炉矿渣粉碱含量可取实测值的1 2 掺加适量粉煤灰和粒化高炉矿渣粉等矿物掺合料 对预防混凝土碱骨料反应具有重要意义 混凝土中碱含量是测定的混凝土各原材料碱含量计算之和 而实测的粉煤灰和粒化高炉矿渣粉等矿物掺合料碱含量并不是参与碱骨料反应的有效碱含量 对于矿物掺合料中有效碱含量 粉煤灰碱含量取实测值的1 6 粒化高炉矿渣粉碱含量取实测值的1 2 已经被混凝土工程界采纳 5混凝土配合比计算 5 1混凝土配制强度应按下列规定确定 1 当混凝土的设计强度等级小于C60时 配制强度应按下式计算 2 当设计强度等级不小于C60时 配制强度应按下式计算 新增 5混凝土配合比计算 混凝土强度标准差应按照下列规定确定 1 当具有近1个月 3个月的同一品种 同一强度等级混凝土的强度资料时 其混凝土强度标准差 应按下式计算 n 试件组数 n值应大于或者等于30 5混凝土配合比计算 对于强度等级不大于C30的混凝土 当 计算值不小于3 0MPa时 应按照计算结果取值 当 计算值小于3 0MPa时 应取3 0MPa 对于强度等级大于C30且不大于C60的混凝土 当 计算值不小于4 0MPa时 应按照计算结果取值 当 计算值小于4 0MPa时 应取4 0MPa 5混凝土配合比计算 2 当没有近期的同一品种 同一强度等级混凝土强度资料时 其强度标准差 可按表4 0 2取值 C20C25 C45C50 C554 05 06 0 5混凝土配合比计算 遇有下列情况时应提高混凝土配制强度 A 现场条件与试验室条件有显著差异时 B C30等级及其以上强度等级的混凝土 采用非统计方法评定时 即 配制强度计算公式中的 大于 符号的使用条件 5混凝土配合比计算 2 水胶比1 混凝土强度等级不大于C60等级时 混凝土水胶比宜按下式计算 fb 胶凝材料 水泥与矿物掺合料按使用比例混合 28d胶砂抗压强度 MPa 5混凝土配合比计算 注解 1 当胶凝材料28d胶砂抗压强度无实测值时 可按下式计算 b f sfce f s 粉煤灰 flyash 影响系数和粒化高炉矿渣粉 slag 影响系数 fce 水泥 cement 28d胶砂抗压强度 MPa 可实测 采用 级粉煤灰宜取上限值 采用S75级粒化高炉矿渣粉宜取下限值 采用S95级粒化高炉矿渣粉宜取上限值 采用S105级粒化高炉矿渣粉可取上限值加0 05 当超出表中的掺量时 粉煤灰和粒化高炉矿渣粉影响系数应经试验确定 5混凝土配合比计算 注解2 当水泥28d胶砂抗压强度无实测值时 公式 5 1 1 2 中的fce值可按下式计算 ce cfce g c 水泥强度等级值的富余系数 可按实际统计资料确定 当缺乏实际统计资料时 也可按表5 1 1 2选用 增加 fce g 水泥强度等级值 MPa 水泥强度等级32 542 552 5富余系数1 121 161 10 5混凝土配合比计算 注解3 回归系数 a和 b宜按下列规定确定 1 根据工程所使用的原材料 通过试验建立的水胶比与混凝土强度关系式来确定 2 当不具备上述试验统计资料时 可按表5 1 2选用 碎石卵石 a0 530 49 b0 200 13 5混凝土配合比计算 3 用水量和外加剂用量每立方米干硬性或塑性混凝土的用水量 mw0 应符合下列规定 1 混凝土水胶比在0 40 0 80范围时 可按表5 2 1 1和表5 2 1 2选取 2 混凝土水胶比小于0 40时 可通过试验确定 干硬性或塑性混凝土掺外加剂后的用水量在以上数据的基础上通过试验进行调整 5混凝土配合比计算 5 2 2掺外加剂时 每立方米流动性或大流动性混凝土的用水量 mwo 可按下式计算 mw0 计算配合比每立方米混凝土的用水量 kg mw0 未掺外加剂时推定的满足实际坍落度要求的每立方米混凝土用水量 kg 以表5 2 1 2中90mm坍落度的用水量为基础 按每增大20mm坍落度相应增加5kg用水量来计算 外加剂的减水率 应经混凝土试验确定 5混凝土配合比计算 5 2 3每立方米混凝土中外加剂用量 ma0 应按下式计算 ma0 计算配合比每立方米混凝土中外加剂用量 kg mb0 计算配合比每立方米混凝土中胶凝材料用量 kg 计算应符合本规程5 3 1条的规定 a 外加剂掺量 应经混凝土试验确定 也可结合经验并经试验确定流动性或大流动性混凝土的外加剂用量和用水量 5混凝土配合比计算 5 3胶凝材料 矿物掺合料和水泥用量5 3 1每立方米混凝土的胶凝材料用量 mb0 应按下式计算 并应进行试拌调整 在拌合物性能满足的情况下 取经济合理的胶凝材料用量 5混凝土配合比计算 5 3 2每立方米混凝土的矿物掺合料用量 mf0 应按下式计算 f 矿物掺合料掺量 可结合本规程3 0 5条和5 1 1条的规定确定 5 3 3每立方米混凝土的水泥用量 mc0 应按下式计算 计算得出的计算配合比中的用量 还要在试配过程中调整验证 5混凝土配合比计算 5 4砂率5 4 1砂率应根据骨料的技术指标 混凝土拌合物性能和施工要求 参考既有历史资料确定 5 4 2当缺乏砂率的历史资料可参考时 混凝土砂率的确定应符合下列规定 1 坍落度小于10mm的混凝土 其砂率应经试验确定 干硬性混凝土 2 坍落度为10mm 60mm的混凝土 其砂率可根据粗骨料品种 最大公称粒径及水胶比按表5 4 2选取 3 坍落度大于60mm的混凝土 其砂率可经试验确定 也可在表5 4 2的基础上 按坍落度每增大20mm 砂率增大1 的幅度予以调整 表5 4 2 5混凝土配合比计算 5 5粗 细骨料用量5 5 1采用质量法计算粗 细骨料用量时 应按下列公式计算 mg0 计算配合比每立方米混凝土的粗骨料用量 kg ms0 计算配合比每立方米混凝土的细骨料用量 kg s 砂率 mcp 每立方米混凝土拌合物的假定质量 kg 可取2350kg 2450kg 5混凝土配合比计算 5 5 2采用体积法计算粗 细骨料用量时 应按下列公式计算 5混凝土配合比计算 配合比表示方式 1m3砼中各材料的用量如 mf 100Kg mC 300Kg mS 720Kg mg 1200Kg mW 180Kg水泥质量为1时 各材料间质量比如 mf mC mS mg mW 0 33 1 2 40 4 00 0 60 5混凝土配合比计算 施工配合比调整 砂含水a 石含水b C Cf fS S Sxa G G GXb W W SXa GXb 6混凝土配合比的试配 调整与确定 6 1试配6 1混凝土试配应采用强制式搅拌机进行搅拌 搅拌方法宜与施工采用的方法相同 6 2试验室成型条件应符合GB T50080的规定 6 3每盘混凝土试配的最小搅拌量应符合表6 1 3的规定 并不应小于搅拌机公称容量的1 4且不应大于搅拌机公称容量 表6 1 3 6混凝土配合比的试配 调整与确定 6 4首先试拌 宜保持计算水胶比不变 以节约胶凝材料为原则 调整胶凝材料用量 用水量 外加剂用量和砂率等 直到混凝土拌合物性能符合设计和施工要求 然后修正计算配合比 提出试拌配合比 6混凝土配合比的试配 调整与确定 6 5应在试拌配合比的基础上 进行混凝土强度试验 并应符合下列规定 1 应采用三个不同的配合比 其中一个应为试拌配合比 另外两个配合比的水胶比宜较试拌配合比分别增加和减少0 05 用水量应与试拌配合比相同 砂率可分别增加和减少1 外加剂掺量也做减少和增加的微调 2 进行混凝土强度试验时 拌合物性能应符合设计和施工要求 3 进行混凝土强度试验时 每个配合比应至少制作一组试件 并标准养护到28d或设计规定龄期时试压 也可同时多制作几组试件 按 早期推定混凝土强度试验方法标准 JGJ T15早期推定混凝土强度 用于配合比调整 但最终应满足标准养护28d或设计规定龄期的强度要求 6混凝土配合比的试配 调整与确定 6 6配合比的调整与确定6 6 1通过绘制强度和胶水比关系图 按线性比例关系 采用略大于配制强度的强度对应的胶水比做进一步配合比调整偏于安全 也可以直接采用前述至少3个水胶比混凝土强度试验中一个满足配制强度的胶水比做进一步配合比调整 虽然相对比较简明 但有时可能强度富余较多 经济代价略高 6混凝土配合比的试配 调整与确定 6 6 2配合比应按以下规定进行校正校正系数 实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的2 时 配合比可维持不变 当二者之差超过2 时 应将配合比中每项材料用量均乘以校正系数 6混凝土配合比的试配 调整与确定 6 2 3配合比调整后 应测定拌合物水溶性氯离子含量 试验结果应符合本规程表3 0 6的规定 6 2 4配合比调整后 应对设计要求的混凝土耐久性能进行试验 符合设计规定的耐久性能要求的配合比方可确定为设计配合比 6混凝土配合比的试配 调整与确定 6 6 5生产单位可根据常用材料设计出常用的混凝土配合比备用 并应在启用过程中予以验证或调整 遇有下列情况之一时 应重新进行配合比设计 1 对混凝土性能有特殊要求时 2 水泥 外加剂或矿物掺合料等原材料品种 质量有显著变化时 课堂练习 设计配制强度为C30砼 坍落度为50 70cm 新出厂水泥42 5 普通水泥 c 3 0g cm3 砂为中砂 级配良好 s 2 5g cm3 石为卵石 5 40mm g 2 5g cm3 水为自来水 求初步配合比 7 1抗渗混凝土 7 1 1抗渗混凝土的原材料应符合下列规定 1 水泥宜采用普通硅酸盐水泥4 粉煤灰等级应为 级或 级 大量抗渗混凝土用于地下工程 为了提高抗渗性能和适合地下环境特点 掺加外加剂和矿物掺合料十分有利 在以胶凝材料最小用量作为控制指标的情况下 采用普通硅酸盐水泥有利于提高混凝土耐久性能和进行质量控制 骨料粒径太大和含泥 包括泥块 较多都对混凝土抗渗性能不利 7 2抗冻混凝土 7 2 1抗冻混凝土的原材料应符合下列规定6 在钢筋混凝土和预应力混凝土中不得掺用含有氯盐的防冻剂 在预应力混凝土中不得掺用含有亚硝酸盐或碳酸盐的防冻剂 采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制抗冻混凝土是一个基本做法 骨料含泥 包括泥块 较多和骨料坚固性差都对混凝土抗冻性能不利 一些混凝土防冻剂中掺用氯盐 如果采用会引起混凝土中钢筋锈蚀 导致严重的结构混凝土耐久性问题 混凝土外加剂应用技术规范 GB50119规定含亚硝酸盐或碳酸盐的防冻剂严禁用于预应力混凝土结构 7 2抗冻混凝土 7 2 2抗冻混凝土配合比应符合下列规定 1 最大水胶比和最小胶凝材料用量 增加的 应符合表7 2 2 1的规定2 复合矿物掺合料掺量宜符合表7 2 2 2的规定 其它矿物掺合料掺量宜符合本规程表3 0 5 1的规定 增加 在通常水胶比情况下 混凝土中掺入过量矿物掺合料也对混凝土抗冻性能不利 混凝土中掺用引气剂是提高混凝土抗冻性能的有效方法之一 7 3高强混凝土 7 3 1高强混凝土的原材料应符合下列规定1 水泥应选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥 既胶砂强度较高 适合配制高强度等级混凝土 又混合材较少 可掺加较多的矿物掺合料来改善高强混凝土的施工性能 2 粗骨料宜采用连续级配 对于C60混凝土粗骨料最大粒径不大于31 5 其最大公称粒径不宜大于25 0mm 针片状颗粒含量不宜大于5 0 含泥量不应大于0 5 泥块含量不应大于0 2 3 细骨料的细度模数宜为2 6 3 0 大于2 6 含泥量不应大于2 0 泥块含量不应大于0 5 7 3高强混凝土 4 宜采用减水率不小于25 的高性能减水剂 高效减水剂或缓凝高效减水剂 5 宜复合掺用粒化高炉矿渣粉 粉煤灰和硅灰等矿物掺合料 粉煤灰等级不应低于 级 对强度等级不低于C80的高强混凝土宜掺用硅灰 硅灰掺量一般为3 8 应掺用活性较好的矿物掺合料 且宜复合使用矿物掺合料 7 3高强混凝土 7 3 2高强混凝土配合比应经试验确定 在缺乏试验依据的情况下 配合比设计宜符合下列要求 增加 1 水胶比 胶凝材料用量和砂率可按表7 3 2选取 并应经试配确定 2 外加剂和矿物掺合料的品种 掺量 应通过试配确定 矿物掺合料掺量宜为25 40 硅灰掺量不宜大于10 3 水泥用量不宜大于500kg m3 水泥不大于550kg m3 胶凝材料总量不大于600kg m3 7 3高强混凝土 7 3 3在试配过程中 应采用三个不同的配合比进行混凝土强度试验 其中一个可为依据表7 3 2计算后调整拌合物的试拌配合比 另外两个配合比的水胶比 宜较试拌配合比分别增加和减少0 02 7 3 4高强混凝土设计配合比确定后 尚应采用该配合比进行不少于三盘混凝土的重复试验 每盘混凝土应至少成型一组试件 每组混凝土的抗压强度不应低于配制强度 7 3 5高强混凝土抗压强度宜采用标准试件通过试验测定 使用非标准尺寸试件时 尺寸折算系数应由试验确定 7 4泵送混凝土 7 4 2泵送混凝土配合比应符合下列规定 1 胶凝材料用量不宜小于300kg m3 2 砂率宜为35 45 3 泵送混凝土的用水量与水泥和矿物掺合料的总量之比不宜大于0 60 删除内容 如果胶凝材料用量太少 水胶比大则浆体太稀 黏度不足 混凝土容易离析 水胶比小则浆体不足 混凝土中骨料量相对过多 这些都不利于混凝土的泵送 7 4泵送混凝土 7 4 3泵送混凝土试配时要求的坍落度值应按下式计算 Tt 试配时要求的坍落度值 mm Tp 入泵时要求的坍落度值 mm T 试验测得的预计