混凝土配合比设计新规范学习体会.docx
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混凝土配合比设计新规范学习体会
普通混凝土配合比设计规程JGJ55—2011
--学习体会
第一节基本规定与配制强度的确定
一、基本规定
混凝土配合比设计应满足技术经济两方面要求：
技术要求有：
①使用性能---配制强度及其他力学性能
②工艺性能---拌合物性能
③长期性能和耐久性能。
以下是有关具体规定：
1、耐久性设计要求---最大水胶比、最大氯离子含量、最大碱含量
应符合现行国家标准〖混凝土结构设计规范〗GB50010的规定。
GB50010有关内容如下：
3.5耐久性设计
1、新规范规定，耐久性设计按正常使用极限状态控制，耐久性问题表现为钢筋混凝土构件表面锈渍或锈胀裂缝；预应力筋开始锈蚀；结构表面混凝土出现酥裂、粉化等。
它可能引起构件承载力破坏，甚至结构倒塌。
（3.1.3）
2、目前结构耐久性设计只能采用经验方法解决。
根据调研及我国国情，新规范规定了混凝土使用环境类别
的7条基本内容（3.5.2）。
设计者可根据实际条件选择。
混凝土结构耐久性设计的环境类别（规范表3.5.2）
环境类别
条件
一
室内干燥环境；永久的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直接接触的环境；寒冷和寒冷地区的冰冻线以下与无侵蚀性的水或土直接接触的环境。
B
干湿交替环境；水位频频变动区环境；严寒和寒冷地区的露天环境；严寒和寒冷地区的冰冻线以上与无侵蚀性的水或土直接接触的环境。
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。
B
盐渍土环境；受除冰盐作用环境；海岸环境。
四
海洋环境
五
受人为或自然的侵蚀性物质影响的环境。
注：
①室内潮湿环境是指经常暴露在湿度大于75%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】JGJ24的有关规定。
③海岸环境为距海岸线100米以内；室内潮湿环境为距海岸线100米以外、300米以内，但应考虑主导风向及结构所处迎风、背风部位等因素的影响。
④受除冰盐影响环境为受除冰盐盐雾影响的环境；受除冰盐作用环境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。
混凝土结构耐久性影响因素之二是设计使用年限，使用年限的主要内因是材料抵抗性能退化的能力，本规范对设计年限为50年的混凝土结构材料作出了规定：
混凝土结构的耐久性基本要求（规范表3.5.3）
环境类别
最大水胶比
最低强度等级
最大氯离子含量（%）
最大碱含量（㎏/m3）
一
0.60
C20
0.30
不限制
二
A
0.55
C25
0.20
3.0
B
0.50（0.55）
C30（C25）
0.15
三
A
0.45（0.50）
C35（C30）
0.15
B
0.40
C40
0.10
注：
①预应力构件混凝土中氯离子含量不得超过0.06%,最低混凝土强度等级应按表中规定提高二个等级。
②素混凝土构件的水胶比及最低强度等级的要求可适当放松。
③有可靠的工程经验时，二类环境中的最低混凝土强度等级可降低一个等级。
④处于严寒和寒冷地区二b、三a类环境中的的混凝土应使用引气剂，并可采用括号中的有关参数；
⑤当使用非碱活性骨料时，对混凝土中的碱含量可不作限制。
2、混凝土最小胶凝材料用量
除配制C15及其以下强度等级的混凝土外，混凝土最小胶凝材料用量应符合表3.0.4的规定：
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（㎏/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、矿物掺合料最大掺量
矿物掺合料在混凝土中的掺量应通过试验确定。
采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥时，钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表3.0.5-1的规定，预应力混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表3.0.5-2的规定。
对于基础大体积混凝土，粉煤灰、粒化高炉矿渣和复合掺合料最大掺量可增加5%。
采用大于30%的C类粉煤灰的混凝土应以实际使用的水泥和粉煤灰掺量进行安定性检验。
表3.0.5-1钢筋混凝土矿物掺合料最大掺量
矿物掺合料种类
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
≦0.40
45
35
﹥0.40
40
30
粒化高炉矿渣
≦0.40
65
55
﹥0.40
55
45
复合掺合料
≦0.40
65
55
﹥0.40
55
45
①采用其他通用硅酸盐水泥时，宜将水泥混合材掺量20%以上的混合材量计入矿物掺合料。
②复合掺合料各组分的掺量不宜超过单掺时的最大掺量；
③在混合使用两种或两种以上矿物掺合料时，矿物掺合料总掺量应符合表中复合掺合料的规定。
表3.0.5-2预应力混凝土矿物掺合料最大掺量
矿物掺合料种类
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
≦0.40
35
30
﹥0.40
25
20
粒化高炉矿渣
≦0.40
55
45
﹥0.40
45
35
复合掺合料
≦0.40
55
45
﹥0.40
45
35
①采用其他通用硅酸盐水泥时，宜将水泥混合材掺量20%以上的混合材量计入矿物掺合料。
②复合掺合料各组分的掺量不宜超过单掺时的最大掺量；
③在混合使用两种或两种以上矿物掺合料时，矿物掺合料总掺量应符合表中复合掺合料的规定。
4、混凝土拌合物中水溶性氯离子最大含量
混凝土拌合物中水溶性氯离子最大含量应符合表3.0.6的规定，其测试方法应符合现行行业标准【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的规定。
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
潮湿且含氯离子的环境、盐渍土环境
0.10
除冰盐等侵蚀性物质的腐蚀环境
0.06
5、掺引气剂……
6、预防碱骨料反应
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3.0㎏/m3；对于矿物掺合料碱含量，粉煤灰含量可取实测量的1/6，粒化高炉矿渣粉碱含量可取实测值的1/2.
归纳起来，基本规定主要有：
最大水胶比、最大氯离子含量、最大碱含量；混凝土最小胶凝材料用量；矿物掺合料最大掺量；混凝土拌合物中水溶性氯离子最大含量等内容。
其中，最大水胶比、混凝土最小胶凝材料用量；矿物掺合料最大掺量；混凝土拌合物中水溶性氯离子最大含量四项必查，其他根据设计要求而定。
二、配制强度确定
1、当混凝土的设计强度等级小于C60时，配制强度按下式确定：
式中——混凝土配制强度
——设计的混凝土强度标准值，取设计强度等级值。
——混凝土强度标准差，
当混凝土的设计强度等级不小于C60时，配制强度按下式确定：
≧1.15
2、当混凝土的设计强度等级小于C60时，混凝土强度标准差取值
①当具有近1～3个月的同一品种、同一强度值混凝土强度资料，，且组数不小于30时，其混凝土强度标准差应进行统计计算。
此法有一个最低值限制：
对于强度等级不大于C30的混凝土，取3.0Mpa。
对于强度等级大于C30且小于C60的混凝土，取4.0Mpa。
②当没有近期同一品种、同一强度值混凝土强度资料，按下表取值。
混凝土强度标准值
≦C20
C25～C45
C50～C55
σ
4.0
5.0
6.0
第二节计算配合比的计算步骤及方法
以下是C60以下的混凝土配合比计算步骤及方法
一、根据混凝土强度标准差计算混凝土配制强度：
式中——混凝土施工配制强度
——设计的混凝土强度标准值，取设计强度等级值。
——混凝土强度标准差。
系数1.645为保证的保证率为95%时的概率度；
二、根据水胶比公式计算水胶比W/B：
1、计算水胶比
W/B=
式中，
⑴αa、αb—回归系数
按下列规定取值：
根据工程所用原材料，通过试验建立的水胶比与混凝土强度关系式来确定。
当不具备上述试验统计资料时，可按表5.1.2选用。
表5.1.2回归系数取值表
碎石
卵石
αa
0.53
0.49
αb
0.20
0.13
⑵fb---胶凝材料28天胶砂抗压强度值（Mpa）
A、可实测，且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/T17671执行。
B、当胶凝材料28天胶砂抗压强度值fb无实测值时，可按下式计算：
fb=粉煤灰影响系数×粒化高炉矿渣影响系数×水泥28d胶砂抗压强度（Mpa），
其中，粉煤灰影响系数和粒化高炉矿渣粉影响系数可按表5.1.3选用：
表5.1.3粉煤灰影响系数和粒化高炉矿渣粉影响系数
掺量
粉煤灰影响系数
粒化高炉矿渣粉影响系数
O
1.00
1.00
10
0.85～0.95
1.00
20
0.75～0.85
0.95～1.00
30
0.65～0.75
0.90～1.00
40
0.55～0.65
0.80～0.90
50
—
0.70～0.85
注：
①采用Ⅰ级、Ⅱ级粉煤灰宜取上限值；
②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级粒化高炉矿渣粉宜取上限值加0.05。
③当超过表中掺量时，粉煤灰和粒化高炉矿渣粉影响系数应经试验确定。
水泥28d胶砂抗压强度
可实测，
当水泥28d胶砂抗压强度无实测值时，可按下式计算：
水泥28d胶砂抗压强度=水泥强度等级富裕系数×水泥强度等级值。
水泥强度等级富裕系数，可按实际统计资料确定，当缺乏实际统计资料时，也可按表5.1.4选用。
表5.1.4水泥强度等级富裕系数
水泥强度等级
325
425
525
水泥强度等级富裕系数
1.12
1.16
1.10
2、耐久性复核，
最大水胶比应符合现行国家标准〖混凝土结构设计规范〗GB50010的规定，即第一节基本规定1，规范表3.5.3。
从计算水胶比、耐久性复核最大水胶比二者之中，取小者作为混凝土配合比设计的水胶比。
三、根据坍落度及粗骨料最大粒径计算混凝土单位用水量mwo
1、确定坍落度
泵送混凝土试配时要求的坍落度值应按下式计算：
试配时要求的坍落度值=入泵时要求的坍落度值＋试验测得在预计时间内的坍落度经时损失值。
一般在正常情况下，在水泥加水后的最初半小时内，水化产物的体积很小，坍落度的损失可以忽略不计。
此后，混凝土的坍落度即开始以一定速率减小，其快慢决定于水化时间、温度、水泥组成以及所掺外加剂。
经时损失应进行试验。
2、初定单位用水量
掺外加剂时，流动性或大流动性混凝土单位用水量按以下确定：
mwa=/（1－β）
mwa----计算配合比每立方米混凝土用水量（㎏/m3）
/--未掺外加剂时用水量
/未掺外加剂时推定的满足坍落度要求的每立方米混凝土用水量（适用于中砂，碎石）（㎏/m3）：
表5.2.1-2塑性混凝土的用水量（㎏/m3）
拌合物稠度
碎石最大公称粒径（㎜）
项目
指标
16.0
20.0
31.5
40.0
坍落度（㎜）
10～3
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