普通混凝土配合比设计.docx
《普通混凝土配合比设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《普通混凝土配合比设计.docx(14页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
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。