監(jiān)理檢測網 公路養(yǎng)護網 監(jiān)理檢測網論壇 監(jiān)理檢測人才網 水泥混凝土配合比設計講義 水泥混凝土配合比設計相關標準 水泥標準稠度用水量 凝結時間 安定性檢驗方法 gb t1346 2001 2012 03 01實施gb t1346 2011 水泥膠砂強度檢驗方法 iso法 gb17671 1999通用硅酸鹽水泥 gb175 2007公路工程公路工程集料試驗規(guī)程 jtge42 2005建筑用砂 gb14684 2001 2012 02 01實施gb14684 2011 標準名稱改為 建設用砂 建筑用卵石 碎石 gb14685 2001 2012 02 01實施gb14685 2011 標準名稱改為 建設用卵石 碎石 普通混凝土配合比設計規(guī)程 jgj55 2011 水泥混凝土配合比設計相關標準 公路橋涵施工技術規(guī)范 jtg tf50 2011公路工程水泥及水泥混凝土試驗規(guī)程 jtge30 2005用于水泥和混凝土中的粉煤灰 gb t1596 2005用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉 gb t18046 2008水泥化學分析方法 gb t176 2008混凝土結構設計規(guī)范 gb50010 2010水運工程混凝土試驗規(guī)程 jtj270 98水泥水化熱測定方法 gb t12959 2008 水泥混凝土的定義 混凝土 簡稱為 砼 t ng 是指由膠凝材料將集料膠結成整體 經養(yǎng)護 硬化后具有一定強度的工程復合材料的統(tǒng)稱 水泥混凝土 是指用水泥作膠凝材料 砂 石作集料 與水 加或不加外加劑和摻合料 按一定比例配合 經攪拌 成型 養(yǎng)護 硬化而得的具有一定結構強度的結構或者構件 也稱普通混凝土 它廣泛應用于土木工程 水泥混凝土配合比設計概述 1 混凝土配合比 是指單位體積的混凝土中各組成材料的質量比例 確定這種數量比例關系的工作 稱為混凝土配合比設計 2 混凝土配合比的表示方法 1 相對用量表示法 水泥 砂 石子 水 2 單位用量表示法 水泥混凝土配合比設計的四項基本原則 1 滿足結構設計的強度等級要求 2 滿足混凝土施工所要求的坍落度 工作度 和易性要求 3 滿足工程所處環(huán)境對混凝土耐久性的要求 4 符合經濟原則 即節(jié)約水泥 以降低混凝土成本 混凝土配合比設計的基本步驟 1 計算初步配合比2 試拌調整 提出基準配合比3 檢驗強度 確定試驗室配合比4 換算施工配合比 工地配合比 混凝土配合比設計的基本規(guī)定 1 混凝土配合比設計應采用工程實際使用的原材料 配合比設計所采用的細骨料含水率應小于0 5 粗骨料含水率應小于0 2 2 除配制c15及其以下強度等級的混凝土外 混凝土的最小膠凝材料用量應符合下表規(guī)定 混凝土的最小膠凝材料用量 3 長期處于潮濕或水位變動的寒冷和嚴寒環(huán)境以及鹽凍環(huán)境的混凝土應摻用引氣劑 引氣劑摻量應根據混凝土含氣量要求經試驗確定 混凝土最小含氣量應符合下表規(guī)定 最大不宜超過7 0 混凝土最小含氣量說明 含氣量為氣體占混凝土體積的百分比 4 對于有預防混凝土堿骨料反應設計要求的工程 宜摻用適量粉煤灰或其他礦物摻合料 混凝土中最大堿含量不應大于3 0kg m3 對于礦物摻合料堿含量 粉煤灰堿含量可取實測值的1 6 粒化高爐礦渣粉堿含量可取實測值的1 2 普通混凝土配合比設計方法 抗壓強度為指標 初步配合比設計計算 一 確定試配強度 fcu 0 1 當混凝土的設計強度等級小于c60時 配制強度應按下式確定 2 當混凝土的設計強度等級不小于c60時 配制強度應按下式確定 式中 混凝土配制強度 mpa 混凝土立方體抗壓強度標準值 這里取混凝土的設計強度等級值 mpa 混凝土強度標準差 mpa 混凝土強度標準差應按下列規(guī)定確定 1 當具有近1個月 3個月的同一品種 同一強度等級混凝土的強度資料 且試件組數不小于30時 其混凝土強度標準差應按下式計算 式中 混凝土強度標準差 第i組的混凝土試件強度 mpa n組試件的強度平均值 mpa n 試件組數 對于強度等級不大于c30的混凝土 當混凝土強度標準差計算值不小于3 0mpa時 應按上式計算結果取值 當混凝土強度標準差計算值小于3 0mpa時 應取3 0mpa 對于強度等級大于c30且小于c60的混凝土 當混凝土強度標準差計算值不小于4 0mpa時 應按上式計算結果取值 當混凝土強度標準差計算值小于4 0mpa時 應取4 0mpa 當沒有近期的同一品種 同一強度等級混凝土強度資料時 其強度標準差可按下表取值 二 計算水膠比1 當混凝土強度等級小于c60時 混凝土水膠比宜按下式計算 式中 w b 混凝土水膠比 a b 回歸系數 可按下表規(guī)定取值 膠凝材料28d膠砂抗壓強度 mpa 可實測 也可以按下表確定 回歸系數 a b 取值表 當膠凝材料28d膠砂抗壓強度值 無實測值時 可按下式計算 式中 f s 粉煤灰影響系數和粒化高爐礦渣粉影響系數 可按下表選用 水泥28d膠砂抗壓強度 mpa 可實測 無實測值時 可按下式計算 式中 c 水泥強度等級富余系數 可按實際統(tǒng)計資料確定 當缺乏實際統(tǒng)計資料時 可按下表選用 水泥強度等級值 mpa 不同水泥強度等級值的富余系數 c 粉煤灰影響系數 f 和粒化高爐礦渣粉影響系數 s 說明 1 采用 級粉煤灰宜取上限值 2 采用s75級粒化高爐礦渣粉宜取下限值 采用s95級粒化高爐礦渣粉宜取上限值 采用s105級粒化高爐礦渣粉可取上限值加0 05 3 當超出表中的摻量時 粉煤灰和粒化高爐礦渣粉影響系數應經試驗確定 混凝土結構的環(huán)境類別及所對應的條件 gb50010 2010混凝土結構設計規(guī)范 說明 1 室內潮濕環(huán)境是指構件表面經常處于結露或濕潤狀態(tài)的環(huán)境 2 嚴寒和寒冷地區(qū)的劃分應符合現行國家標準 民用建筑熱工設計規(guī)范 gb50176的有關規(guī)定 3 海岸環(huán)境和海風環(huán)境宜根據當地情況 考慮主導風向及結構所處迎風 背風部位等因素的影響 由調查研究和工程經驗確定 4 受除冰鹽影響環(huán)境是指受到除冰鹽 鹽霧影響的環(huán)境 受除冰鹽作用環(huán)境是指被除冰鹽溶液濺射的環(huán)境以及使用除冰鹽地區(qū)的洗車房 停車樓等建筑 5 暴露的環(huán)境是指混凝土結構表面所處的環(huán)境 設計年限為50年結構混凝土材料的耐久性基本要求 說明 1 氯離子含量系指其占膠凝材料總量的百分比 2 預應力構件混凝土中的最大氯離子含量為0 06 最低混凝土強度較上表提高兩個等級 3 素混凝土構件水膠比及最低強度等級可適當放寬 4 有可靠工程經驗時 二類環(huán)境中的最低混凝土強度等級可降低一個等級 5 處于嚴寒和寒冷地區(qū)二b 三a類環(huán)境中的混凝土應使用引氣劑 并可采用括號中的有關參數 6 當使用非堿活性骨料時 對混凝土中的堿含量不作限制 非堿活性骨料 用砂漿長度法進行試驗 對于砂料 當砂漿半年膨脹率超過0 1 或3個月的膨脹率越過0 05 時 只在缺少半年膨脹率時才有效 即評為具有危害性的活性集料 反之 如低于上述數值時 則評為非活性集料 對于粗集料 當砂漿半年膨脹率低于0 1 或3個月的膨脹率低于0 05 時 只在缺少半年膨脹率時才有效 即評為非活性集料 如超過上述數值時 尚不能作最后結論 應根據混凝土的試驗結果作出最后的評定 混凝土拌合物中水溶性氯離子最大含量 jgj55 2011普通混凝土配合比設計規(guī)程 混凝土拌合物中水溶性氯離子測試方法 jtj270 水運工程混凝土試驗規(guī)程 混凝土拌合物氯離子含量的快速測定方法 三 確定用水量和外加劑用量每立方米干硬性或塑性混凝土的用水量 mw0 應符合下列規(guī)定 1 混凝土水膠比在0 40 0 80范圍時 可按下表選取 2 混凝土水膠比小于0 40時 可通過試驗確定 干硬性混凝土的用水量 kg m3 塑性混凝土的用水量 kg m3 說明 1 上表用水量系采用中砂時的取值 采用細砂時 每立方米混凝土用水量可增加5kg 10kg 采用粗砂時 可減少5kg 10kg 2 摻用礦物摻合料和外加劑時 用水量應相應調整 摻外加劑時 每立方米流動性或大流動性混凝土的用水量 mw0 可按下式計算 mw0 m w0 1 式中 mw0 計算配合比每立方米混凝土的用水量 kg m3 m w0 未摻外加劑時推定的滿足實際坍落度要求的每立方米混凝土用水量 kg m3 以上表塑性混凝土的用水量中坍落度90mm坍落度的用水量為基礎 按每增大20mm坍落度相應增加5kg m3用水量來計算 當坍落度增大到180mm以上時 隨坍落度相應增加的用水量可減少 外加劑的減水率 應經混凝土試驗確定 每立方米混凝土中外加劑用量 ma0 應按下式計算 ma0 mb0 a式中 ma0 計算配合比每立方米混凝土中外加劑用量 kg m3 mb0 計算配合比每立方米混凝土中膠凝材料用量 kg m3 a 外加劑摻量 應經混凝土試驗確定 四 確定膠凝材料 礦物摻合料和水泥用量 每立方米混凝土的膠凝材料用量 mb0 應按下式計算 并應進行試拌調整 在拌合物性能滿足的情況下 取經濟合理的膠凝材料用量 式中 mb0 計算配合比每立方米混凝土中膠凝材料用量 kg m3 mw0 計算配合比每立方米混凝土中水的用量 kg m3 w b 混凝土水膠比 每立方米混凝土中礦物摻合料用量 mf0 應按下式計算 mf0 mb0 f式中 mf0 計算配合比每立方米混凝土中礦物摻合料用量 kg m3 f 礦物摻合料摻量 可參照下表確定 每立方米混凝土中水泥用量 mc0 應按下式確定 mc0 mb0 mf0式中 mc0 計算配合比每立方米混凝土水泥的用量 kg m3 鋼筋混凝土中礦物摻合料最大摻量 說明 1 采用其他通用硅酸鹽水泥時 宜將水泥混合材摻量20 以上的混合材量計入礦物摻合料 2 復合摻合料各組分的摻量不宜超過單摻時的最大摻量 3 在混合使用兩種或者兩種以上礦物摻合料時 礦物摻合料總摻量應符合表中復合摻合料的規(guī)定 預應力混凝土中礦物摻合料最大摻量 說明 1 采用其他通用硅酸鹽水泥時 宜將水泥混合材摻量20 以上的混合材量計入礦物摻合料 2 復合摻合料各組分的摻量不宜超過單摻時的最大摻量 3 在混合使用兩種或者兩種以上礦物摻合料時 礦物摻合料總摻量應符合表中復合摻合料的規(guī)定 五 確定混凝土配合比的砂率 混凝土配合比的砂率 s 應根據骨料的技術指標 混凝土拌合物性能和施工要求 參考既有歷史確定 當缺乏砂率的歷史資料時 混凝土砂率的確定應符合下列規(guī)定 1 坍落度小于10mm的混凝土 其砂率應經試驗確定 2 坍落度為10mm 60mm的混凝土 其砂率可根據粗骨料品種 最大公稱粒徑及水膠比按下表選取 3 坍落度大于60mm的混凝土 其砂率可經試驗確定 也可在下表的基礎上 按坍落度每增大20mm 砂率增大1 的幅度予以調整 混凝土砂率選取參照表 說明 1 上表數值系中砂的選用砂率 對細砂或粗砂 可相應地減少或增大砂率 2 當采用人工砂配制混凝土時 砂率可適當增大 3 當只用一個單粒級粗骨料配制混凝土時 砂率應適當增大 六 計算粗 細骨料的用量 當采用質量法計算混凝土配合比時 粗 細骨料用量應按下式計算 f0 c0 g0 s0 w0 cp式中 f0 計算配合比每立方米混凝土礦物摻合料用量 kg m3 c0 計算配合比每立方米混凝土的水泥用量 kg m3 g0 計算配合比每立方米混凝土的粗骨料用量 kg m3 s0 計算配合比每立方米混凝土的細骨料用量 kg m3 w0 計算配合比每立方米混凝土的用水量 kg m3 s 砂率 cp 每立方米混凝土拌合物的假定質量 kg 可取2350kg m3 2450kg m3 當采用體積法計算混凝土配合比時 粗 細骨料用量應按下式計算 式中 c 水泥密度 kg 3 可實測 也可取2900kg 3 3100kg 3 f 礦物摻合料密度 kg 3 可按gb t208實測 g 粗骨料的表觀密度 kg 3 s 細骨料的表觀密度 kg 3 w 水的密度 kg 3 可取1000kg 3 s 砂率 混凝土的含氣量百分數 在不使用引氣劑或引氣型外加劑時 可取 混凝土配合比的試配 調準與確定 一 試配1 進行混凝土配合比試配時應采用工程中實際使用的原材料 混凝土試配應采用強制式攪拌機進行攪拌 并應符合現行行業(yè)標準 混凝土試驗用攪拌機 jg244的規(guī)定 攪拌方法宜與施工采用的方法相同 2 試驗室成型條件應符合現行國家標準 普通混凝土拌合物性能試驗方法標準 gb t50080的規(guī)定 3 每盤混凝土試配的最小攪拌量應符合下表的規(guī)定 并不應小于攪拌機公稱容量的1 4 且不應大于攪拌機公稱容量 混凝土試配的最小攪拌量 4 在計算配合比的基礎上應進行試拌 以檢查拌合物的性能 當試拌得出的拌合物坍落或維勃稠度不能滿足要求 或粘聚性和保水性不好時 應在保證水膠比不變的條件下相應調整用水量或砂率 直到混凝土拌合物性能符合設計和施工要求 然后修正計算配合比 提出試拌配合比 5 在試拌配合比的基礎上應進行混凝土強度試驗 并應符合下列規(guī)定 1 應采用三個不同的配合比 其中一個應為本規(guī)程第4條確定的試拌配合比 另外兩個配合比的水膠比宜試拌配合比分別增加和減少0 05 用水量應與試拌配合比相同 砂率可分別增加和減少1 2 進行混凝土強度試驗時 拌合物性能應符合設計和施工要求 3 進行混凝土強度試驗時 每個配合比應至少制作一組 三塊 試件 并應標準護到28d或設計規(guī)定齡期時試壓 一般制作7d 28d2組試件 6 配合比調整應符合下列規(guī)定 1 根據第5條混凝土強度試驗結果 宜繪制強度和水膠比的線性關系圖或插值法確定略大于配制強度對應的膠水比2 在試拌配合比的基礎上 用水量 mw 和外加劑用量 ma 應根據確定的水膠比作調整 3 膠凝材料用量 mb 應以用水量乘以確定的膠水比計算得出 4 粗骨料和細骨料用量 mg和ms 應根據用水量和膠凝材料用量進行調整 7 混凝土拌合物表觀密度和配合比配合比校正系數的計算應符合以下規(guī)定 1 配合比調整后的混凝土拌合物的表觀密度應按下式計算 c c mc mf mg ms mw式中 c c 混凝土拌合物的表觀密度計算值 kg m3 mc 每立方米混凝土的水泥用量 kg m3 mf 每立方米混凝土的礦物摻合料用量 kg m3 mg 每立方米混凝土的粗骨料用量 kg m3 ms 每立方米混凝土的細骨料用量 kg m3 mw 每立方米混凝土的水用量 kg m3 2 混凝土配合比校正系數應按下式計算 式中 混凝土配合比校正系數 c t 混凝土拌合物表觀密度實測值 kg m3 8 當混凝土拌合物表觀密度實測值與計算值之差的絕對值不超過計算值的2 時 按本第6條確定的配合比可維持不變 當二者之差超過2 時 應將配合比中每項材料用量均乘以校正系數 9 配合比調整后 應測定拌合物水溶性氯離子含量 試驗結果應符合上表要求 10 對設計有耐久性要求的混凝土應進行相關耐久性試驗驗證 11 生產單位可根據常用材料設計出常用的混凝土配合比備用 并應在啟用過程中予以驗證或者調整 遇有下列情況之一時 應重新進行配合比設計 1 對混凝土性能指標有特殊要求時 2 水泥 外加劑或礦物摻合料等原材料品種 質量有顯著變化時 有特殊要求的混凝土 一 抗?jié)B混凝土抗?jié)B透混凝土所用原材料應符合下列規(guī)定 1 水泥宜采用普通硅酸鹽水泥 2 粗骨料宜采用連續(xù)級配 其最大粒徑不宜大于40 0mm 含泥量不得大于1 0 泥塊含量不得大于0 5 3 細骨料宜采用中砂 含泥量不得大于3 0 泥塊含量不得大于1 0 4 抗?jié)B混凝土宜摻用外加劑和礦物摻合料 粉煤灰等級應為 級或 級 抗?jié)B混凝土配合比應符合下列規(guī)定 1 最大水膠比應符合下表規(guī)定 2 每立方米混凝土中的膠凝材料用量不宜小于320kg 3 砂率宜為35 45 抗?jié)B混凝土最大水膠比配合比設計中混凝土抗?jié)B技術要求應符合下列規(guī)定 1 配制抗?jié)B混凝土要求的抗?jié)B水壓值應比設計值提高0 2mpa 2 抗?jié)B試驗結果應滿足下式要求pt p 10 0 2式中pt 6個試件中不少于4個未出現滲水時最大水壓值 mpa p 設計要求的抗?jié)B等級值 摻用引氣劑或引氣型外加劑的抗?jié)B混凝土 應進行含氣量試驗 含氣量宜控制在3 0 5 0 二 抗凍混凝土抗凍混凝土所用原材料應符合下列規(guī)定 1 水泥應采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥 2 粗骨料宜選用連續(xù)級配 其含泥量不得大于1 0 泥塊含量不得大于0 5 3 細骨料含泥量不得大于3 0 泥塊含量不得大于1 0 4 粗 細骨料均應進行堅固性試驗 并應符合現行行業(yè)標準 普通混凝土用砂 石質量及檢驗方法標準 jgj52的規(guī)定 5 抗凍等級不小于f100的抗凍混凝土宜摻用摻引氣劑 6 在鋼筋混凝土和預應力混凝土中不得摻用含有氯鹽的防凍劑 在預應力混凝土中不得摻用含有亞硝酸鹽或碳酸鹽的防凍劑 抗凍混凝土配合比應符合下列規(guī)定 1 最大水膠比應符合下表規(guī)定 2 復合礦物摻合料摻量宜符合下表規(guī)定 其他礦物摻合料摻量宜符合本規(guī)程相關規(guī)定 抗凍混凝土最大水膠比和最小膠凝材料用量 復合礦物摻合料最大摻量說明 1 采用其他通用硅酸鹽水泥時 可將水泥混合材料摻量20 以上的混合材料計入礦物摻合料 2 復合礦物摻合料中各礦物摻合料組分的摻量不宜超過表 鋼筋混凝土中礦物摻合料最大摻量中規(guī)定的單摻時的限量 3 摻用引氣劑的混凝土最小含氣量應符合以下要求 長期處于潮濕或水位變動的寒冷和嚴寒環(huán)境以及鹽凍環(huán)境的混凝土應摻用引氣劑 引氣劑摻量應根據混凝土含氣量要求經試驗確定 混凝土最小含氣量應符合下表規(guī)定 最大不宜超過7 0 混凝土最小含氣量說明 含氣量為氣體占混凝土體積的百分比 三 高強度混凝土高強度混凝土所用原材料應符合下列規(guī)定 1 水泥應采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥 2 粗骨料宜選用連續(xù)級配 其最大公稱粒徑不宜大于25 0mm 針片狀顆粒含量不宜大于5 0 含泥量不應大于0 5 泥塊含量不應大于0 2 3 細骨料的細度模數宜為2 6 3 0 含泥量不應大于2 0 泥塊含量不應大于0 5 4 宜采用減水率不小于25 的高性能減水劑 5 宜復合摻用粒化高爐礦渣粉 粉煤灰和硅灰等礦物摻合粉 粉煤灰等級不應低于 級 對強度等級不低于c80的高強混凝土宜摻用硅灰 高強度混凝土配合比應經試驗確定 在缺乏試驗依據的情況下 配合比設計宜符合下列規(guī)定 1 水膠比 膠凝材料用量和砂率可按下表選取 并應經試配確定 高強度混凝土水膠比 膠凝材料用量和砂率2 外加劑和礦物摻合料的品種 摻量 應通過試配確定 礦物摻合料摻量宜為25 40 硅灰摻量不宜大于10 3 水泥用量不宜大于500kg m3 高標號混凝土在試配過程中應采用三個不同的配合比進行混凝土強度試驗 其中一個可為依據上表計算后調整拌合物的試拌配合比 另外兩個配合比的水膠比 宜較試拌配合比分別增加和減少0 02 高強混凝土設計配合比確定后 尚應采用該配合比進行不少于三盤混凝土的重復試驗 每盤混凝土應至少成