水泥混凝土配合比设计新规程讲义

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,水泥混凝土配合比设计讲义,水泥混凝土配合比设计相关标准,水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法：GB/T1346-2001(2012-03-01实施GB/T1346-2011),水泥胶砂强度检验方法（ISO法）：GB 17671-1999,通用硅酸盐水泥：GB 175-2007,公路工程,公路工程集料试验规程：,JTGE42-2005,建筑用砂：,GB14684-2001（2012-02-01实施GB14684-2011，标准名称改为：建设用砂）,建筑用卵石、碎石：,GB14685-2001（2012-02-01实施GB14685-2011，标准名称改为：建设用,卵石、碎石,）,普通混凝土配合比设计规程：,JGJ 55-2011,水泥混凝土配合比设计相关标准,公路桥涵施工技术规范：,JTG/T F 50-2011,公路工程水泥及水泥混凝土试验规程：,JTG E30-2005,用于水泥和混凝土中的粉煤灰：,GB/T 1596-2005,用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉：,GB/T 18046-2008,水泥化学分析方法：,GB/T 176-2008,混凝土结构设计规范：,GB50010-2010,水运工程混凝土试验规程：,JTJ270-98,水泥水化热测定方法：,GBT 12959-2008,水泥混凝土的定义,混凝土：简称为“砼（tng）”：是指由胶凝材料将集料胶结成整体，经养护、硬化后具有一定强度的工程复合材料的统称。,水泥混凝土：是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料；与水（加或不加外加剂和掺合料）按一定比例配合，经搅拌、成型、养护、硬化而得的具有一定结构强度的结构或者构件，也称普通混凝土，它广泛应用于土木工程。,水泥混凝土配合比设计概述,1、混凝土配合比：是指单位体积的混凝土中各组成材料的,质量比例。,确定这种数量比例关系的工作,称为混凝土配合比设计。,2、混凝土配合比的表示方法:,（1）相对用量表示法：,水泥：砂：石子：水=,（2）单位用量表示法：,水泥混凝土配合比设计的四项基本原则,1、满足结构设计的强度等级要求；,2、满足混凝土施工所要求的坍落度,（工作度）、和易性要求；,3、满足工程所处环境对混凝土耐久性,的要求；,4、符合经济原则，即节约水泥，以降,低混凝土成本。,混凝土配合比设计的基本步骤,1.计算初步配合比,2.试拌调整，提出基准配合比,3.检验强度，确定试验室配合比,4.换算施工配合比（工地配合比）,混凝土配合比设计的基本规定,1、混凝土配合比设计应采用工程实际使用的原材料；配,合比设计所采用的细骨料含水率应小于0.5%，粗骨料,含水率应小于0.2%。,2、除配制C15及其以下强度等级的混凝土外，混凝土的,最小胶凝材料用量应符合下表规定：,混凝土的最小胶凝材料用量,最大水胶比,最小胶凝材料用量（kg/m,3,）,素混凝土,钢筋混凝土,预应力混凝土,0.60,250,280,300,0.55,280,300,300,0.50,320,0.45,330,3、,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，混凝土最小含气量应符合,下表规定，最大不宜超过7.0%。,混凝土最小含气量,说明：含气量为气体占混凝土体积的百分比。,粗骨料最大公称粒径,（mm）,混凝土最小含气量（%）,潮湿或水位变动的,寒冷和严寒环境,盐冻环境,40.0,4.5,5.0,25.0,5.0,5.5,20.0,5.5,6.0,4、对于有预防混凝土碱骨料反应设计要求的工程，宜掺,用适量粉煤灰或其他矿物掺合料，混凝土中最大碱含,量不应大于3.0kg/m,3,；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.,普通混凝土配合比设计方法（抗压强度为指标）,初步配合比设计计算：,一、确定试配强度（fcu,0）,1、当混凝土的设计强度等级小于C60时，配制强度应按下式确定：,2、当混凝土的设计强度等级不小于C60时，配制强度应按下式确定：,式中：混凝土配制强度（MPa）；,混凝土立方体抗压强度标准值，这里取混凝土的设计强度等级值（MPa）；,混凝土强度标准差（MPa）。,混凝土强度标准差应按下列规定确定：,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，且试件组数不小于30时，其混凝土强度标准差应按下式计算：,式中：混凝土强度标准差；,第i组的混凝土试件强度（MPa）；,n组试件的强度平均值（MPa）；,n 试件组数,对于强度等级不大于C30的混凝土,当混凝土强度标准差计算值不小于3.0MPa时,应按上式计算结果取值；当混凝土强度标准差计算值小于3.0MPa时，应取3.0MPa。对于强度等级大于C30且小于C60的混凝土,当混凝土强度标准差计算值不小于4.0MPa时,应按上式计算结果取值；当混凝土强度标准差计算值小于4.0MPa时，应取4.0MPa。,当没有近期的同一品种、同一强度等级混凝土强度资料时，其强度标准差可按下表取值：,混凝土强度标准值,C20,C25C45,C50C55,4.0,5.0,6.0,二、,计算水胶比,1、当混凝土强度等级小于C60时，混凝土水胶比宜按下式计算：,式中：,W/B混凝土水胶比；,a,b,回归系数，可按下表规定取值；,胶凝材料28d胶砂抗压强度（MPa），可实测，也可以按下表确定。,回归系数（,a,b,）取值表,粗骨料品种,系数,碎石,卵石,a,0.53,0.49,b,0.20,0.13,当胶凝材料28d胶砂抗压强度值（）无实测值时，可按下式计算：,式中：,f,、,s,粉煤灰影响系数和粒化高炉矿渣粉影,响系数，可按下表选用。,水泥28d胶砂抗压强度（MPa），可实,测，无实测值时，可按下式计算：,式中：,c,水泥强度等级富余系数，可按实际统计资料确定；,当缺乏实际统计资料时，可按下表选用。,水泥强度等级值（MPa）,不同水泥强度等级值的富余系数（,c,）,水泥强度等级,32.5,42.5,52.5,富余系数,1.12,1.16,1.10,粉煤灰影响系数（,f,）和粒化高炉矿渣粉影响系数（,s,）,说明：1、采用级粉煤灰宜取上限值；,2、采用,s,75级粒化高炉矿渣粉宜取下限值，采用,s,95级粒化高炉矿渣粉,宜取上限值；采用,s,105级粒化高炉矿渣粉可取上限值加0.05；,3、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,种类,掺量（%）,粉煤灰影响系数,f,粒化高炉矿渣粉影响系数,s,0,1.00,1.00,10,0.850.95,1.00,20,0.750.85,0.951.00,30,0.650.75,0.901.00,40,0.550.65,0.800.90,50,0.700.85,混凝土结构的环境类别及所对应的条件（GB50010-2010混凝土结构设计规范）,环境类别,条件,一,室内干燥环境；无侵蚀性静水浸没环境。,二a,室内潮湿环境；非严寒和非寒冷地区的露天环境；,非严寒和非寒冷地区与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境；,严寒和寒冷地区的冰冻线以下与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境。,二b,干湿交替环境；水位频繁变动环境；严寒和寒冷地区的露天环境；,严寒和寒冷地区冰冻线以上与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境。,三a,严寒和寒冷地区冬季水位变动区环境；受除冰盐影响环境；,海风环境,三b,盐渍土环境；受除冰盐作用环境；海岸环境,四,海水环境,五,受人为或自然的侵蚀性物质影响的环境。,说明：1、室内潮湿环境是指构件表面经常处于结露或湿润,状态的环境；,2、严寒和寒冷地区的划分应符合现行国家标准民,用建筑热工设计规范GB50176的有关规定；,3、海岸环境和海风环境宜根据当地情况，考虑主导,风向及结构所处迎风、背风部位等因素的影响，,由调查研究和工程经验确定；,4、受除冰盐影响环境是指受到除冰盐、盐雾影响的,环境；受除冰盐作用环境是指被除冰盐溶液溅射,的环境以及使用除冰盐地区的洗车房、停车楼等,建筑。,5、暴露的环境是指混凝土结构表面所处的环境。,设计年限为50年结构混凝土材料的耐久性基本要求,环境等级,最大水胶比,最低强度等级,最大氯离子含量,（%）,最大碱含量,（kg/m3）,一,0.60,C20,0.30,不限制,二a,0.55,C25,0.20,0.30,二b,0.50 (0.55),C30 (C25),0.15,三a,0.45 (0.50),C35 (C30),0.15,三b,0.40,C40,0.10,说明：,1、氯离子含量系指其占胶凝材料总量的百分比；,2、预应力构件混凝土中的最大氯离子含量为0.06%，最低混,凝土强度较上表提高两个等级。,3、素混凝土构件水胶比及最低强度等级可适当放宽。,4、有可靠工程经验时，二类环境中的最低混凝土强度等级可,降低一个等级；,5、处于严寒和寒冷地区二b、三a类环境中的混凝土应使用引,气剂，并可采用括号中的有关参数；,6、当使用非碱活性骨料时，对混凝土中的碱含量不作限制。,非碱活性骨料：用砂浆长度法进行试验，对于砂料，当砂浆半年膨胀率超过0.1或3个月的膨胀率越过0.05时(只在缺少半年膨胀率时才有效)，即评为具有危害性的活性集料。反之，如低于上述数值时，则评为非活性集料。对于粗集料，当砂浆半年膨胀率低于0.1或3个月的膨胀率低于0.05时(只在缺少半年膨胀率时才有效)，即评为非活性集料。如超过上述数值时，尚不能作最后结论，应根据混凝土的试验结果作出最后的评定。,混凝土拌合物中水溶性氯离子最大含量（JGJ 55-2011普通混凝土配合比设计规程）,混凝土拌合物中水溶性氯离子测试方法：JTJ270水运工程混凝土试验规程,混凝土拌合物氯离子含量的快速测定方法。,环境条件,水溶性氯离子最大含量,（%，水泥用量的质量百分比）,钢筋混凝土,预应力混凝土,素混凝土,干燥环境,0.30,0.06,1.00,潮湿但不含氯离子的环境,0.20,潮湿且含有氯离子的环境、盐渍土环境,0.10,除冰盐等侵蚀性物资的腐蚀环境,0.06,三、确定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（m,w0,）应符合下列规定：,1、混凝土水胶比在0.400.80范围时，可按下表选取。,2、混凝土水胶比小于0.40时，可通过试验确定。,干硬性混凝土的用水量（kg/m,3,）,拌合物稠度,卵石最大公称粒径（mm）,碎石最大公称粒径（mm）,项目,指标,10.0,20.0,40.0,16.0,20.0,40.0,维勃稠度（s）,1620,175,160,145,180,170,155,1115,180,165,150,185,175,160,510,185,170,155,190,180,165,塑性混凝土的用水量（kg/m,3,）,说明：1、上表用水量系采用中砂时的取值。采用细砂时，每立方米混凝土用水,量可增加5kg10kg；采用粗砂时，可减少5kg10kg；,2、掺用矿物掺合料和外加剂时，用水量应相应调整。,拌合物稠度,卵石最大公称粒径（mm）,碎石最大公称粒径（mm）,项目,指标,10.0,20.0,31.5,40.0,16.0,20.0,31.5,40.0,坍落度（mm）,1030,190,170,160,150,200,185,175,165,3550,200,180,170,160,210,195,185,175,55-70,210,190,180,170,220,205,195,185,7590,215,195,185,175,230,215,205,195,掺外加剂时，每立方米流动性或大流动性混凝土的用水量（m,w0,）可按下式计算：,m,w0,=m,w0,（1-）,式中：m,w0,计算配合比每立方米混凝土的用水量（kg/m,3,）；,m,w0,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/m,3