普通混凝土配合比设计.docx
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普通混凝土配合比设计
普通混凝土配合比设计
1、混凝土配制强度的确定
1.1混凝土配制强度应按下式计算：
fcu,0≥fcu,k＋1.645σ
式中：
fcu,0混凝土配制强度（MPa）；
fcu,k：
混凝土立方体抗压强度标准值（MPa）；
σ：
混凝土强度标准差（MPa）。
1.2遇有下列情况时应提高混凝土配制强度：
a）现场条件与试验室条件有显著差异时；
b）C30级及其以上强度等级的混凝土，采用非统计方法评定时。
1.3混凝土强度标准差宜根据同类混凝土统计资料计算确定，并应符合下列规定：
a）计算时，强度试件组数不应少于25组；
b）当混凝土强度等级为C20和C25级，计算配制强度用的标准差应取不小于2.5MPa；当混凝土强度等级等于或大于C30级，计算配制强度用的标准差应取不小于3.0MPa；
c）当无统计资料计算混凝土强度标准差时，其值按下表计算：
混凝土强度等级
低于C20
C20～C25
高于C35
σ
4.0
5.0
6.0
2、混凝土配合比设计中的基本参数
2.1每立方米混凝土用水量的确定，应符合下列规定：
2.1.1干硬性和塑性混凝土用水量的确定：
a）水灰比在0.40～0.80范围时，根据粗骨料的品种、粒径及施工要求的混凝土拌合物稠度，其用水量可按下表选取：
干硬性混凝土的用水量（㎏／m3）
拌合物稠度
卵石最大粒径（㎜）
碎石最大粒径（㎜）
项目
指标
10
20
40
16
20
40
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
塑性混凝土的用水量（㎏／m3）
拌合物稠度
卵石最大粒径（㎜）
碎石最大粒径（㎜）
项目
指标
10
20
31.5
40
16
20
31.5
40
坍落度（㎜）
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
205
195
185
75～90
215
195
185
175
230
215
205
195
注：
1本表用水量系采用中砂时的平均取值。
采用细砂时，每立方米混凝土用水量可增加5～lOkg；采用粗砂时，则可减少5～1Okg。
2掺用各种外加剂或掺合料时，用水量应相应调整。
b）水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土用水量通过试验确定。
2.1.2流动性和大流动性混凝土的用水量按下列步骤计算：
a）以坍落度为90mm的用水量为基础，按坍落度每增加20mm用水量增加5㎏，计算出未掺加外剂时的混凝土的用水量；
b）掺外加剂时的混凝土用水量按下式计算：
mwa=mw0（1-β）
式中:
mwa:
掺外加剂混凝土每立方米混凝土的用水量（kg）
mw0:
未掺外加剂混凝土每立方米混凝土的用水量（kg）
β:
外加剂的减水率（％）
c）外加剂的减水率应经试验确定。
2.2当无历史资料可参考时，混凝土砂率的确定应符合下列规定：
2.2.1坍落度为10～60㎜的混凝土砂率，可根据粗骨料品种、粒径及水灰比按下表选取。
水灰比（W/C）
卵石最大粒径（㎜）
碎石最大粒径（㎜）
10
20
40
16
20
40
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：
①本表数值系中砂的选用砂率，对细砂或粗砂，可相应地减少或增大砂率
②只用一个单粒级粗骨料配制混凝土时，砂率应适当增大；
③对薄壁构件，砂率取偏大值；
④本表中的砂率系指砂与骨料总量的重量比。
2.2.2坍落度大于60mm的混凝土砂率，可经试验确定，或按坍落度每增大20mm，砂率增大1％的幅度予以调整。
2.2.3坍落度小于10㎜的混凝土，其砂率应经试验确定。
2.3外加剂和掺合料的掺量应通过试验确定，并应符合国家现行标准《混凝土外加剂应用技术规范》（GBJll9）、《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程》（JGJ28）、《粉煤灰混凝土应用技术规程》（GBJl46）、《用于水泥与混凝土中粒化高炉矿渣粉》（GB／T18046）等的规定。
2.4当进行混凝土配合比设计时，混凝土的最大水灰比和最小水泥用量，应符合下表的规定。
环境条件
结构物类别
最大水灰比
最小水泥用量（㎏）
素混凝土
钢筋
混凝土
预应力混凝土
素混凝土
钢筋
混凝土
预应力混凝土
干燥环境
正常的居住或办公房屋内部件
不作规定
0.65
0.60
200
260
300
潮
湿
环
境
无冻害
高湿度的室内部件、室外部件、在非侵蚀性土和（或）水中的部件
0.70
0.60
0.60
225
280
300
有冻害
经受冻害的室外件、在非侵蚀性土和（或）水中且经受冻害的部件、高湿度且经受冻害的室内部件
0.55
0.55
0.55
250
280
300
有冻害和除冰剂的潮湿环境
经受冻害和除冰剂作用的室内和室外部件
050
0.50
0.50
300
300
300
2.5长期处于潮湿和严寒环境中的混凝土，应掺用引气剂或引气减水剂。
引气剂的掺入量应根据混凝土的含气量并经试验确定，混凝土的最小含气量应符合下表规定；混凝土的含气量亦不宜超过7％。
混凝土中的粗骨料和细骨料应作坚固性试验。
粗骨料最大粒径（㎜）
最小含气量（％）
40
4.5
25
5.0
20
5.5
注：
含气量的百分比为体积比。
3、混凝土配合比的计算
3.1进行混凝土配合比计算时，其计算公式和有关参数表格中的数值均系以干燥状态骨料为基准。
当以饱和面干骨料为基准进行计算时，则应做相应的修正。
注：
干燥状态骨料系指含水率小于0.5％的细骨料或含水率小于0.2％的粗骨料。
3.2混凝土配合比应按下列步骤进行计算：
a）计算配制强度fcu,0并求出相应的水灰比；
b）选取每立方米混凝土的用水量，并计算出每立方米混凝土的水泥用量；
c）选取砂率，计算粗骨料和细骨料的用量，并提出供试配用的计算配合比。
3.3混凝土强度等级小于C60级时，混凝土水灰比宜按下式计算：
W／C=αa·fce/（fcu,0＋αa·αb·fce）
式中：
αa、αb：
回归系数；
fce：
水泥28d抗压强度实测值（MPa）。
a）当无水泥28d抗压强度实测值时，fce值按下式确定：
fce=γc·fce,g
式中：
γc：
水泥强度等级值的富余系数，可按实际统计资料确定；
fce,g：
水泥强度等级值（MPa）。
b）fce值也可根据3d强度或快测强度推定28d强度关系式推定得出。
3.4回归系数αa和αb宜按下列规定确定：
a）回归系数αa和αb应根据工程所使用的水泥、骨料，通过试验由建立的水灰比与混凝土强度关系式确定；
b）当不具备上述试验统计资料时，其回归系数可按下表确定。
碎石
卵石
αa
0.46
0.48
αb
0.07
0.33
3.5每立方米混凝土的用水量（mwo）可按本方法第2条的规定确定。
3.6每立方米混凝土的水泥用量（mc0）可按下式计算：
mc0=mw0/（W/C）
3.7混凝土的砂率可按本方法第2条的规定选取。
3.8粗骨料和细骨料用量的确定，应符合下列规定：
a）当采用重量法时，应按下列公式计算：
mc0+mg0+ms0+mwo=mcp
βS=ms0/（mg0+ms0）×100%
式中：
mc0：
每立方米混凝土的水泥用量（kg）；
mg0：
每立方米混凝土的粗骨料用量（kg）；
ms0：
每立方米混凝土的细骨料用量（ks）；
mw0：
每立方米混凝土的用水量（kg）；
βS：
砂率（％）；
mcp：
每立方米混凝土拌合物的假定重量（kg），其值可取2350～2450kg。
b）当采用体积法时，应按下列公式计算：
mc0/ρc＋mg0/ρg＋mw0/ρs＋mw0/ρw＋0.01α=1
βS=ms0/（mg0+ms0）×100%
式中：
ρc:
水泥密度（㎏/m3）,可取2900～3100㎏/m3
ρg：
粗骨料的表观密度（㎏/m3）
ρs：
细骨料的表观密度（㎏/m3）
ρw：
水的密度（㎏/m3）,可取1000㎏/m3
α：
混凝土的含气量百分数，在不使用引气型外加剂时，α可取为1。
c）粗骨料和细骨料的表观密度（ρg、ρs）按《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》和《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》测定。
4、混凝土配合比的试配、调整与确定
4.1试配
4.1.1进行混凝土配合比试配时应采用工程中实际使用的原材料。
混凝土的搅拌方法，宜与生产时使用的方法相同。
4.1.2混凝土配合比试配时，每盘混凝土的最小搅拌量应符合下表的规定；当采用机械搅拌时，其搅拌量不应小于搅拌机额定搅拌量的1／4。
骨料最大粒径
拌合物数量（L）
31.5及以下
15
40
25
4.1.3按计算的配合比进行试配时，首先应进行试拌，以检查拌合物的性能。
当试拌得出的拌合物坍落度或维勃稠度不能满足要求，或粘聚性和保水性不好时，应在保证水灰比不变的条件下相应调整用水量或砂率，直到符合要求为止。
然后提出供混凝土强度试验用的基准配合比。
4.1.4混凝土强度试验时至少应采用三个不同的配合比。
当采用三个不同的配合比时，其中一个应为基准配合比，另外两个配合比的水灰比，宜较基准配合比分别增加和减少0.05；用水量应与基准配合比相同，砂率可分别增加和减少1℅。
当不同水灰比的混凝土拌合物坍落度与要求值的差超过允许偏差时，可通过增、减用水量进行调整。
4.1.5制作混凝土强度试验试件时，应检验混凝土拌合物的坍落度或维勃稠度、粘聚性、保水性及拌合物的表观密度，并以此结果作为代表相应配合比的混凝土拌合物的性能。
4.1.6进行混凝土强度试验时，每种配合比至少应制作一组（三块）试件，标准养护到28d时试压。
需要时可同时制作几组试件，供快速检验或较早龄期试压，以便提前定出混凝土配合比供施工使用。
但应以标准养护28d强度或按现行国家标准《粉煤灰混凝土应用技术规程》（GBJl46）、现行行业标准《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程》（JGJ28）等规定的龄期强度的检验结果为依据调整配合比。
4.2配合比的调整与确定
4.2.1根据试验得出的混凝土强度与其相对应的灰水比（C／W）关系，用作图法或计算法求出与混凝土配制强度（fcu,0）相对应的灰水比，并应按下列原则确定每立方米混凝土的材料用量：
a）用水量（mw）应在基准配合比用水量的基础上，根据制作强度试件时测得的坍落度或维勃稠度进行调整确定；
b）水泥用量（mc）应以用水量乘以选定出来的灰水比计算确定；
c）粗骨料和细骨料用量（mg和ms）应在基准配合比的粗骨料和细骨料用量的基础上，按选定的灰水比进行调整后确定。
4.2.2经试配确定配合比后，尚应按下列步骤进行校正：
a）应根据确定的材料用量按下式计算混凝土的表观密度计算值ρc,c:
ρc,c=mc＋mg＋ms＋mw
b）应按下式计算混凝土配合比校正系数δ：
δ=ρc,t/ρc,c
式中:
ρc,t:
混凝土表观密度实测值（kg／m3）；
ρc,c:
混凝土表观密度计算值（kg／m3）。
4.2.3当混凝土表观密度实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的2%时，按4.2.1条确定的配合比即为确定的设计配合比；当二者之差超过2%时，应将配合比中每项材料用量均乘以校正系数δ，即为确定的设计配合比。
5、有特殊要求的混凝土配合比设计
5.1抗渗混凝土
5.1.1抗渗混凝土所用原材料应符合下列规定：
a）粗骨料宜采用连续级配，其最大粒径不宜大于40mm，含泥量不得大于1.0%，泥块含量不得大于0.5%；
b）细骨料的含泥量不得大于3.0%，泥块含量不得大于1.0%；
c）外加剂宜采用防水剂、膨胀剂、引气剂、减水剂或引气减水剂；
d）抗渗混凝土宜掺用矿物掺合料。
5.1.2抗渗混凝土配合比的计算方法和试配步骤还应符合下列规定：
a）每立方米混凝土中的水泥和矿物掺合料总量不宜小于320kg；
b）砂率宜为35％～45％；
c）供试配用的最大水灰比应符合下表规定：
抗渗等级
最大水灰比
C20～C30混凝土
C30以上混凝土
P6
P8～P12
P12以上
0.60
0.55
0.50
0.55
0.50
0.45
5.1.3掺用引气剂的抗渗混凝土，其含气量宜控制在3％～5％。
5.1.4进行抗渗混凝土配合比设计时，尚应增加抗渗性能试验；并符合下列规定：
a）试配要求的抗渗水压值应比设计值提高0.2MPa；
b）试配时，宜采用水灰比最大的配合比作抗渗试验，其试验结果应符合下式要求：
Pt≥P/10＋0.2
式中：
Pt：
6个试件中4个未出现渗水时的最大水压值（MPa）
P:
设计要求的抗渗等级值
c）掺引气剂的混凝土还应进行含气量试验，试验结果应符合要求。
5.2高强混凝土
5.2.1配制高强混凝土所用原材料应符合下列规定：
a）应选用质量稳定、强度等级不低于42．5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥；
b）对强度等级为C60级的混凝土，其粗骨料的最大粒径不应大于31．5mm，对强度等级高于C60级的混凝土，其粗骨料的最大粒径不应大于25mm；针片状颗粒含量不宜大于5．0％，含泥量不应大于0.5％。
泥块含量不宜大于0.2％；其他质量指标应符合现行行业标准《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》（JGJ53）的规定；
c）细骨料的细度模数宜大于2.6，含泥量不应大于2.0％，泥块含量不应大于0.5％。
其他质量指标应符合现行行业标准《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》（JGJ52）的规定；
d）配制高强混凝土时应掺用高效减水剂或缓凝高效减水剂；
e）配制高强混凝土时应掺用活性较好的矿物掺合料，且宜复合使用矿物掺合料。
5.2.2高强混凝土配合比的计算方法和步骤还应符合下列规定：
a）基准配合比中的水灰比，可根据现有试验资料选取；
b）配制高强混凝土所用砂率及所采用的外加剂和矿物掺合料的品种、掺量，应通过试验确定；
c）计算高强混凝土配合比时，其用水量可按本方法的规定确定；
d）高强混凝土的水泥用量不应大于550㎏／m3；水泥和矿物掺合料的总量不应大于600㎏／m3。
5.2.3高强混凝土配合比的试配与确定的步骤应按本方法进行：
当采用三个不同的配合比进行混凝土强度试验时，其中一个应为基准配合比，另外两个配合比的水灰比，宜较基准配合比分别增加和减少0.02～0.03；
5.2.4高强混凝土设计配合比确定后，尚应用该配合比进行不少于6次的重复试验进行验证，其平均值不应低于配制强度。
5.3泵送混凝土
5.3.1泵送混凝土所采用的原材料应符合下列规定:
a）泵送混凝土应选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥，不宜采用火山灰质硅酸盐水泥；
b）粗骨料宜采用连续级配，其针片状颗粒含量不宜大于10％；粗骨料的最大粒径与输送管径之比宜符合下表的规定：
石子品种
泵送高度（m）
粗骨料最大粒径与输送管径比
碎石
＜50
≤1：
3.0
50～100
≤1：
4.0
＞100
≤1：
5.0
卵石
＜50
≤1：
2.5
50～100
≤1：
3.0
＞100
≤1：
4.0
c）泵送混凝土宜采用中砂，其通过0.315mm筛孔的颗粒含量不应少于15％；
d）泵送混凝土应掺用泵送剂或减水剂，并宜掺用粉煤灰或其他活性矿物掺合料，其质量应符合国家现行有关标准的规定。
5.3.2泵送混凝土试配时要求的坍落度值应按下式计算：
Tt=Tp+⊿T
式中：
Tt：
试配时要求的坍落度值；
Tp：
入泵时要求的坍落度值；
⊿T：
试验测得在预计时间内的坍落度经时损失值。
5.3.3泵送混凝土配合比的计算和试配步骤还应符合下列规定：
a）泵送混凝土的用水量与水泥和矿物掺合料的总量之比不宜大0.60；
b）泵送混凝土的水泥和矿物掺合料的总量不宜小于300kg／m3；
c）泵送混凝土的砂率宜为35％～45％；
d）掺用引气型外加剂时，其混凝土含气量不宜大于4％。
5.4大体积混凝土
5.4.1大体积混凝土所用的原材料应符合下列规定：
a）水泥应选用水化热低和凝结时间长的水泥，如低热矿渣硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等；当采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥时，应采取相应措施延缓水化热的释放；
b）粗骨料宜采用连续级配，细骨料宜采用中砂；
d）大体积混凝土应掺用缓凝剂、减水剂和减少水泥水化热的掺合料。
5.4.2大体积混凝土在保证混凝土强度及坍落度要求的前提下，应提高掺合料及骨料的含量，以降低每立方米混凝土的水泥用量。
5.4.3大体积混凝土配合比的计算和试配步骤按本方法的规定进行，并宜在配合比确定后进行水化热的验算或测定。
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