普通混凝土配合比设计

普通混凝土配合比设计前言2011年12月1日JGJ55-2011正式实施，同时JGJ55-2000废止新旧规范的比较与2000年后颁布的标准进行协调增加并突出了耐久性的规定修订了混凝土试配强度计算公式和标准差修订了水胶比计算公式中的胶砂强度取值修订了水胶比计算公式中回归系数增加了高强砼试配强度计算公式增加了高强砼水胶比、胶材用量和砂率推荐表基本术语普通砼：干表观密度在2000-2800kg/m3的混凝土；干硬性砼：拌合物坍落度小于10mm需用维勃稠度表示稠度的混凝土；塑性砼：拌合物坍落度在10-90mm的混凝土；流动性砼：拌合物坍落度在100-150mm的混凝土；大流动性砼：拌合物坍落度不低于160mm的砼；抗渗砼：抗渗等级不低于P6的混凝土；抗冻砼：抗冻等级不低于F50的混凝土；高强砼：强度等级不低于C60的混凝土；泵送砼：可在施工现场通过压力泵及输送管道进行浇筑的混凝土；大体积砼：体积较大的、可能由胶凝材料水化热引起的温度应力导致有害裂缝的结构混凝土；胶凝材料：砼中水泥和活性矿物掺合料的总称；胶材用量：每方砼中水泥和活性掺合料用量之和；水胶比：混凝土中用水量和胶材用量之比；矿物掺合料掺量：矿物掺合料占胶凝材料用量的质量百分比；外加剂掺量：外加剂用量相对于胶材用量的质量百分比。设计理念满足四个要求：设计要求的强度等级与使用环境相适应的耐久性与实际施工条件相适应的和易性尽量降低成本—经济性确定好三个参数：

水胶比----强度、耐久性

砂率----和易性

单位用水量----耐久性、和易性、经济性特点：1.以浆体为中心；2.三个参数互不干涉、互不影响。配合比设计步骤

1.信息收集（强度、耐久性、和易性要求，原材的性质等）；2.初步配比的计算（计算、查表）；3.计算配比的试拌与和易调整—试拌配比；4.强度和耐久性调整得到强度、和易性、耐久性符合要求的配比----实验室配比；5.大样试拌----施工配比；6.调整含水率----计量配比。基本规定：1.引用标准：GB/T50080《普通混凝土拌合物试验方法标准》GB/T50081《普通混凝土力学性能试验方法标准》

GB/T50082《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》2.骨料含水率：细骨料≤0.5%；粗骨料≤0.2%。3.最大水胶比符合《混凝土结构设计规范》。4.除C15混凝土外，最小胶材用量应符合下表：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/m3素混凝土钢筋混凝土预应力混凝土0.602502803000.552803003000.50320≤0.453305.矿物掺合料用量：掺量应通过试验确定，采用硅酸盐或普通硅酸盐水泥时掺量应符合下表规定：钢筋混凝土中矿物掺合料的最大掺量掺合料种类水胶比最大掺量，%采用硅酸盐水泥采用普通硅酸盐水泥粉煤灰≤0.404535＞0.404030粒化高炉矿渣≤0.406555＞0.405545钢渣粉--3020磷渣粉--3020硅灰--1010复合掺合料≤0.406555＞0.405545预应力混凝土中矿物掺合料的最大掺量掺合料种类水胶比最大掺量，%采用硅酸盐水泥采用普通硅酸盐水泥粉煤灰≤0.403530＞0.402520粒化高炉矿渣≤0.405545＞0.404535钢渣粉--2010磷渣粉--2010硅灰--1010复合掺合料≤0.405545＞0.4045356.拌合物中水溶性氯离子最大含量应符合下表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0.30.061.00潮湿但不含氯离子的环境0.2潮湿且含有氯离子的环境、盐渍土环境0.1除冰盐等侵蚀性物质的腐蚀环境0.067.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混凝土应掺用引气剂，含气量应符合下表：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40.04.05.025.05.05.520.05.56.08.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/m3。矿物掺合料的碱含量计算，粉煤灰取实测值的1/6;粒化高炉矿渣粉取1/2。初步配比的计算一、配制强度的确定

1.当设计强度等级小于C60时，配制强度按下式计算：fcu,0≥fcu,k+1.645σ2.设计强度等级不小于C60时，按下式计算：fcu,0≥1.15fcu,k3.标准差的确定1）当具有近期1-3个月同品种、同强度等级混凝土强度资料，且试件组数不小于30时，按下式计算：式中σ—强度标准差fcu,i---第i组的试件强度mfcu---n组试件的强度平均值n—试件组数σ

注：对于强度等级不大于C30的混凝土，计算值小于3.0MPa，应取3.0MPa；对于强度等级大于C30且小于C60的混凝土，计算值小于4.0MPa，应取4.0MPa。2）当没有近期同品种、同强度等级混凝土强度资料时，标准差可按下表确定：混凝土强度标准值≤C20C25~C45C50~C55标准差4.05.06.0二、水胶比的确定

1.小于C60的混凝土，水胶比按下式计算：W/B=αa、αb----意义同前；

fb----胶材28d强度，可实测也可通过计算确定。

αafbfcu,0+αaαbfb2.回归系数αa、αb：1）意义

αa—胶材强度转化为混凝土强度的换算系数，主要反映混凝土的内聚力，包括水泥石内部的内聚力和水泥石与骨料之间的粘结力；αb---混凝土强度等于零时的水胶比，反映了水化强度和骨料的骨架作用对混凝土强度的影响。2）确定方法：----试验确定；----查表选用：系数骨料碎石卵石αa0.530.49αb0.200.133.胶材强度fb的确定

1）实测2）计算fb=γfγsfce式中γf、γs为粉煤灰和矿粉的影响系数，按下表选用；γf、γs为粉煤灰和矿粉的影响系数注：采用一、二级灰宜取上限；S75矿粉取下限，S95取上限，S105宜在上限加0.05.

种类掺量粉煤灰的影响系数矿粉的影响系数01.001.00100.85~0.951.00200.75~0.850.95~1.00300.65~0.750.95~1.00400.55~0.650.80~0.9050---0.70~0.85fce---水泥的28d胶砂强度，可实测也可计算。

fce=γcfce,g

fce,g---水泥的强度等级；fc—富裕系数，可统计也可按下表确定。水泥强度等级32.542.552.5富裕系数1.121.161.10三、用水量和外加剂用量的确定1.水胶比小于0.40时，通过试验确定；2.水胶比在0.40~0.80之间时按下表选取：

（选取依据：流动性、粗骨料种类与规格）干硬性混凝土按下表选取注：表中用水为中砂取值，若为粗砂减水5-10kg，细砂加水5-10kg。拌合物稠度卵石最大公称粒径碎石最大公称粒径项目指标10.020.040.016.020.040.0维勃稠度16~2017516014518017015511~151801651501851751605~10185170155190180165混凝土按下表选取拌合物稠度卵石最大公称粒径碎石最大公称粒径项目指标10.020.031.540.016.020.031.540.0坍落度10~3019017016015020018517516535~5020018017016021019518517555~7021019018017022020519518575~902151951851752302152051953.掺外加剂时，用水量按下式计算：mw0=m’w0（1-β）

式中β为减水率，m’w0不掺外加剂时用水量，在上表中，以90mm坍落度为基础，每增大20mm用水增加5kg，当超过180mm时，用水量增加幅度应减少。

外加剂用量=胶材用量×掺量掺量应经试验确定。

四、各胶材用量的确定

1.胶材总量：mb0=mw0/（W/B）在满足拌合物和易性的情况下，取经济合理的胶材用量（浆量，一般泵送300-330L，大流动性高强330-360L）2.掺合料mf0=mb0βf0

3.水泥mc0=mb0-mf0五、砂率的确定

考虑因素：骨料性质、拌合物性能、施工要求1.坍落度小于10mm时，试验确定；2.坍落度在10~60mm时按下表选取：注：表中数据为中砂，细砂和粗砂可分别减少和增加砂率。水胶比卵石最大公称粒径碎石最大公称粒径10.020.040.016.020.040.00.4026~3225~3124~3030~3529~3427~320.5030~3529~3428~3333~3832~3730~350.6033~3832~3731~3636~4135~4033~380.7036~4135~4034~3939~4438~4336~413.坍落度大于60mm时可通过试验确定，或在上表中坍落度每增加20mm砂率增加1%。六、粗细骨料用量的确定

1.质量法

mf0+mc0+mg0+ms0+mw0=mcpβs=ms0/（ms0+mg0）2.体积法mf0/ρf+mc0/ρc+mg0/ρg+ms0/ρs+mw0/ρw+0.01α=1试配、调整与确定1.试拌配合比的确定按照计算配合比试拌，并保持水胶比不变，调整其他参数使拌合物性能符合设计施工要求，然后修订计算配比，得到试拌配比。2.强度调整在试拌配比的基础上，保持用水量不变改变水胶比（调整水泥），砂率适当增减至满足设计要求。制作试件、养护、抗压。3.配合比的调整与确定做胶水比强度值线图----确定水胶比确定胶材用量骨料用量确定试拌-拌合物表观密度的测量配合比修正系数的确定δ=ρct/ρcc测定拌合物水溶性氯离子含量耐久性试验验证实验室配比的确定施工配比和计量配比的确定1.施工配比用现场料堆大料现场试拌并调整至符合设计要求。2.计量配比根据现场骨料含水率随时调整。有特殊要求的混凝土一、抗渗混凝土1、原材料要求：宜采用普通硅酸盐水泥；粗骨料宜采用连续级配，最大公称粒径不宜大于40mm，含泥量不大于1.0%，泥块含量不大于0.5%；细骨料宜采用中砂，含泥量不宜大于3.0%，泥块含量不大于1.0%；宜掺加外加剂和矿物掺合料，粉煤灰宜为Ⅰ级或Ⅱ级。2.配合比应符合下列要求：最大水胶比应符合下表规定抗渗等级最大水胶比C20~30C30以上P60.60.55P8~P120.550.50＞P120.500.45胶材用量不低于320kg；砂率宜为35~45。3.其他要求抗渗水压值应比设计值提高0.2MPa；抗渗实验结果Pt≥P/10+0.2

Pt，6个试件中不少于4个未出现渗水时的最大水压

掺用引气剂或引气型外加剂含气量以控制在3~5.二、抗冻混凝土1.原材料要求宜采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥；粗骨料宜采用连续级配，含泥量不大于1.0，泥块含量不大于0.5%；含泥量不宜大于3.0%，泥块含量不大于1.0；粗细骨料均应进行坚固性试验；抗冻等级不小于F100宜掺用引气剂；钢筋和预应力砼不得掺氯盐类防冻剂，预应力砼不得掺用亚硝酸盐和碳酸盐防冻剂。2.配比要求：最大水胶比、最小胶凝材料用量符合下表抗冻等级最大水胶比最小胶材用量无引气剂掺引气剂F500.550.60300F1000.500.55320不低于F150--0.50350三、高强混凝土1.原材要求宜采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥；粗骨料宜采用连续级配，最大公称粒径不宜大于25mm，针片状颗粒不大于5.0，含泥量不大于,0.5，泥块含量不大于0.2%；细骨料细度模数2.6~3.0，含泥量不宜大于2.0%，泥块含量不大于0.5；宜采用减水率不小于25的高性能减水剂；宜复合掺用矿粉、粉煤灰和硅灰，C80以上的宜掺硅灰。2.配合比应试验确定，缺乏依据时符合下述要求水胶比、胶材用量、砂率按下表选取，并实验强度等级水胶比胶材用量砂率≥C60，＜C800.28~0.34480~56035~42≥C60，＜C800.26~0.28520~580C1000.24~0.26550~600外加剂和矿物掺合料品种、掺量应通过试验确定，掺合