普通混凝土参考配合比设计作业规程.doc

一般混凝土配合比设计规程
《JGJ 55-》
3  基础要求
3.0.1 混凝土配合比设计应满足混凝土配制强度、拌合物性能、力学性能和耐久性能设计要求。混凝土拌合物性能、力学性能和耐久性能试验方法应分别符合现行国家标准《一般混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080、《一般混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081和《一般混凝土长久性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082要求。
3.0.2 混凝土配合比设计应采取工程实际使用原材料，并应满足国家现行标准相关要求；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%。
3.0.3 混凝土最大水胶比应符合《混凝土结构设计规范》GB50010要求。
3.0.4 混凝土最小胶凝材料用量应符合表3.0.4要求，配制C15及其以下强度等级混凝土，可不受表3.0.4限制。
表3.0.4  混凝土最小胶凝材料用量
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
0.60        250        280        300
0.55        280        300        300
0.50        320
≤0.45        330
3.0.5矿物掺合料在混凝土中掺量应经过试验确定。钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表3.0.5-1要求；预应力钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表3.0.5-2要求。
表3.0.5-1  钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量
矿物掺合料种类        水胶比        最大掺量（%）
                硅酸盐水泥        一般硅酸盐水泥
粉煤灰        ≤0.40        ≤45        ≤35
        ＞0.40        ≤40        ≤30
粒化高炉矿渣粉        ≤0.40        ≤65        ≤55
        ＞0.40        ≤55        ≤45
钢渣粉        －        ≤30        ≤20
磷渣粉        －        ≤30        ≤20
硅灰        －        ≤10        ≤10
复合掺合料        ≤0.40        ≤60        ≤50
        ＞0.40        ≤50        ≤40
        注：① 采取硅酸盐水泥和一般硅酸盐水泥之外通用硅酸盐水泥时，混凝土中水泥混合材和矿物掺合料用量之和应小于按一般硅酸盐水泥用量20%计算混合材和矿物掺合料用量之和；
        ② 对基础大致积混凝土，粉煤灰、粒化高炉矿渣粉和复合掺合料最大掺量可增加5％；
        ③ 复合掺合料中各组分掺量不宜超出任一组分单掺时最大掺量。

表3.0.5-2  预应力钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量
矿物掺合料种类        水胶比        最大掺量（%）
                硅酸盐水泥        一般硅酸盐水泥
粉煤灰        ≤0.40        ≤35        ≤30
        ＞0.40        ≤25        ≤20
粒化高炉矿渣粉        ≤0.40        ≤55        ≤45
        ＞0.40        ≤45        ≤35
钢渣粉        －        ≤20        ≤10
磷渣粉        －        ≤20        ≤10
硅灰        －        ≤10        ≤10
复合掺合料        ≤0.40        ≤50        ≤40
        ＞0.40        ≤40        ≤30
        注：①粉煤灰应为Ⅰ级或Ⅱ级F类粉煤灰；
        ②在复合掺合料中，各组分掺量不宜超出单掺时最大掺量。
3.0.6 混凝土拌合物中水溶性氯离子最大含量应符合表3.0.6要求。混凝土拌合物中水溶性氯离子含量应根据现行行业标准《水运工程混凝土试验规程》JTJ 270中混凝土拌合物中氯离子含量快速测定方法进行测定。
表3.0.6 混凝土拌合物中水溶性氯离子最大含量
环境条件        水溶性氯离子最大含量（%，水泥用量质量百分比）
        钢筋混凝土        预应力混凝土        素混凝土
干燥环境        0.3        0.06        1.0
潮湿但不含氯离子环境        0.2               
潮湿而含有氯离子环境、盐渍土环境        0.1               
除冰盐等侵蚀性物质腐蚀环境        0.06               
3.0.7 长久处于潮湿或水位变动严寒和严寒环境、和盐冻环境混凝土应掺用引气剂。引气剂掺量应依据混凝土含气量要求经试验确定；掺用引气剂混凝土最小含气量应符合表3.0.7要求，最大不宜超出7.0%。
        表 3.0.7  掺用引气剂混凝土最小含气量
粗骨料最大公称粒径（mm）        混凝土最小含气量（％）
        潮湿或水位变动严寒和严寒环境        盐冻环境
40.0        4.5        5.0
25.0        5.0        5.5
20.0        5.5        6.0
        注：含气量为气体占混凝土体积百分比。
3.0.8 对于有预防混凝土碱骨料反应设计要求工程，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1/6，粒化高炉矿渣粉碱含量可取实测值1/2。

4  混凝土配制强度确实定
4.0.1 混凝土配制强度应按下列要求确定：
        1．当混凝土设计强度等级小于C60时，配制强度应按下式计算：
                                （4.0.1-1）
式中，fcu,o——混凝土配制强度（MPa）；
        fcu,k——混凝土立方体抗压强度标准值，这里取设计混凝土强度等级值（MPa）；
        σ——混凝土强度标准差（MPa）。
        2．当设计强度等级大于或等于C60时，配制强度应按下式计算：
                              （4.0.1-2）
4.0.2 混凝土强度标准差应根据下列要求确定：
        1．当含有近1个月～3个月同一品种、同一强度等级混凝土强度资料时，其混凝土强度标准差σ应按下式计算：
                      （4.0.2）
式中， fcu,i——第i组试件强度（MPa）；
        mfcu——n组试件强度平均值（MPa）；
        n——试件组数，n值应大于或等于30。
        对于强度等级小于C30混凝土：当σ计算值大于3.0MPa时，应根据计算结果取值；当σ计算值小于3.0MPa时，σ应取3.0MPa。对于强度等级大于C30且小于C60混凝土：当σ计算值大于4.0MPa时，应根据计算结果取值；当σ计算值小于4.0MPa时，σ应取4.0MPa。
        2．当没有近期同一品种、同一强度等级混凝土强度资料时，其强度标准差σ可按表4.0.2取值。
表4.0.2   标准差σ值（MPa）
混凝土强度标准值        ≤C20        C25~C45        C50~ C55
σ        4.0        5.0        6.0

5  混凝土配合比计算
5.1  水胶比
5.1.1 混凝土强度等级小于C60等级时，混凝土水胶比宜按下式计算：
                 （5.1.1-1）
式中  a、b——回归系数，取值应符合本规程5.1.2要求；
         fb——胶凝材料（水泥和矿物掺合料按使用百分比混合）28d胶砂强度（MPa），试验方法应按现行国家标准《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》GB/T 17671实施；当无实测值时，可按下列要求确定：
        1．依据3d胶砂强度或快测强度推定28d胶砂强度关系式推定fb值；
        2．当矿物掺合料为粉煤灰和粒化高炉矿渣粉时，可按下式推算fb值：
                    （5.1.1-2）
式中  f、s ——粉煤灰影响系数和粒化高炉矿渣粉影响系数，可按表5.1.1选择；
        fce,g——水泥强度等级值（MPa）。
表5.1.1粉煤灰影响系数f和粒化高炉矿渣粉影响系数s
掺量（%）                  种类        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        0.90～0.95        1.00
20        0.80～0.85        0.95～1.00
30        0.70～0.75        0.90～1.00
40        0.60～0.65        0.80～0.90
50        -        0.70～0.85
        注：① 本表应以P·O 42.5水泥为准；如采取一般硅酸盐水泥以外通用硅酸盐水泥，可将水泥混合材掺量20%以上部分计入矿物掺合料。
        ② 宜采取Ⅰ级或Ⅱ级粉煤灰；采取Ⅰ级灰宜取上限值，采取Ⅱ级灰宜取下限值。
        ③ 采取S75级粒化高炉矿渣粉宜取下限值，采取S95级粒化高炉矿渣粉宜取上限值，采取S105级粒化高炉矿渣粉可取上限值加0.05。
         当超出表中掺量时，粉煤灰和粒化高炉矿渣粉影响系数应经试验确定。
5.1.2 回归系数a和b宜按下列要求确定：
        1．依据工程所使用原材料，经过试验建立水胶比和混凝土强度关系式来确定；
        2．当不含有上述试验统计资料时，可按表5.1.2采取。
表 5.1.2  回归系数a、b选择表
                粗骨料品种
        系数        碎石        卵石
a        0.53           0.49
b        0.20        0.13

5.2  用水量和外加剂用量
5.2.1 每立方米干硬性或塑性混凝土用水量（mwo）应符合下列要求：
        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选择；
        2．混凝土水胶比小于0.40时，可经过试验确定。
        表 5.2.1-1  干硬性混凝土用水量（kg/m3）
拌合物稠度        卵石最大公称粒径（mm）        碎石最大粒径（mm）
项目        指标        10.0        20.0        40.0        16.0        20.0        40.0
维勃稠度
（s）        16～20        175        160        145        180        170        155
        11～15        180        165        150        185        175        160
        5～10        185        170        155        190        180        165
        表 5.2.1-2  塑性混凝土用水量（kg/m3）
拌合物稠度        卵石最大粒径（mm）        碎石最大粒径（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）        10～30        190        170        160        150        200        185        175        165
        35～50        200        180        170        160        210        195        185        175
        55～70        210        190        180        170        220        105        195        185
        75～90        215        195        185        175        230        215        205        195
        注：① 本表用水量系采取中砂时取值。采取细砂时，每立方米混凝土用水量可增加5～10kg；采取粗砂时，可降低5～10kg。
        ② 掺用矿物掺合料和外加剂时，用水量应对应调整。
5.2.2 每立方米流动性或大流动性混凝土用水量（mwo）可按下式计算：
                     （5.2.2）
        式中  mwo’——满足实际坍落度要求每立方米混凝土用水量（kg），以本规程表5.2.1-2中90mm坍落度用水量为基础，按每增大20mm坍落度对应增加5kg用水量来计算；
        β——外加剂减水率（％），应经混凝土试验确定。
5.2.3 每立方米混凝土中外加剂用量应按下式计算：
                           （5.2.3）
式中： mao ——每立方米混凝土中外加剂用量（kg）；
        mbo ——每立方米混凝土中胶凝材料用量（kg）；
        βa——外加剂掺量（%）,应经混凝土试验确定。
5.3  胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量
5.3.1 每立方米混凝土胶凝材料用量（mbo）应按下式计算：
                                    （5.3.1）
5.3.2 每立方米混凝土矿物掺合料用量（mfo）计算应符合下列要求：
    1．按本标准3.0.5条和5.1.1条确定符合强度要求矿物掺合料掺量βf；
    2．矿物掺合料用量（mfo）应按按下式计算：
                                   （5.3.2）
式中：mfo ——每立方米混凝土中矿物掺合料用量（kg）；
        βf——计算水胶比过程中确定矿物掺合料掺量（%）。
5.3.3 每立方米混凝土水泥用量（mco）应按下式计算：
                                  （5.3.3）
式中：mco ——每立方米混凝土中水泥用量（kg）
5.4  砂率
5.4.1 当无历史资料可参考时，混凝土砂率确实定应符合下列要求：
        1．坍落度小于10mm混凝土，其砂率应经试验确定。
        2．坍落度为10～60mm混凝土砂率，可依据粗骨料品种、最大公称粒径及水灰比按表5.4.1选择。
        3．坍落度大于60mm混凝土砂率，可经试验确定，也可在表5.4.1基础上，按坍落度每增大20mm、砂率增大1％幅度给予调整。
        表 5.4.1  混凝土砂率（％）
水胶比
（W/B）        卵石最大公称粒径（mm）        碎石最大粒径（mm）
        10.0        20.0        40.0        16.0        20.0        40.0
0.40        26～32        25～31        24～30        30～35        29～34        27～32
0.50        30～35        29～34        28～33        33～38        32～37        30～35
0.60        33～38        32～37        31～36        36～41        35～40        33～38
0.70        36～41        35～40        34～39        39～44        38～43        36～41
        注：  本表数值系中砂选择砂率，对细砂或粗砂，可对应地降低或增大砂率；
         采取人工砂配制混凝土时，砂率可合适增大；
         只用一个单粒级粗骨料配制混凝土时，砂率应合适增大；
         对薄壁构件，砂率宜取偏大值。
5.4.2 砂率应按公式5.5.1-2计算。

5.5  粗、细骨料用量
5.5.1 采取质量法计算粗、细骨料用量时，应按下列公式计算：
                       （5.5.1-1）
                        （5.5.1-2）
式中  mg0——每立方米混凝土粗骨料用量（kg）；
        ms0——每立方米混凝土细骨料用量（kg）；
        mw0——每立方米混凝土用水量（kg）；
        βs——砂率（％）；
        mcp——每立方米混凝土拌合物假定质量（kg），可取2350～2450kg。
        5.5.2 采取体积法计算粗、细骨料用量时，应按公式5.5.1-2和下列公式计算：
                      （5.5.2）
        式中  ρc——水泥密度（kg/m3），应按《水泥密度测定方法》GB/T 208测定，也可取2900 kg/m3～3100kg/m3；
        ρf——矿物掺合料密度（kg/m3），可按《水泥密度测定方法》GB/T 208测定；
        ρg——粗骨料表观密度（kg/m3），应按现行行业标准《一般混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52测定；
        ρs——细骨料表观密度（kg/m3），应按现行行业标准《一般混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52测定；
        ρw——水密度（kg/m3），可取1000 kg/m3；
        α——混凝土含气量百分数，在不使用引气型外加剂时，α可取为1。
表5.1.1粉煤灰影响系数f和粒化高炉矿渣粉影响系数s
掺量（%）                  种类        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        0.90～0.95        1.00
20        0.80～0.85        0.95～1.00
30        0.70～0.75        0.90～1.00
40        0.60～0.65        0.80～0.90
50        -        0.70～0.85