五强两比培训班.docx

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五强两比培训班

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混凝土配合比设计

概述

混凝土是一种由水泥、砂、石骨料、水及其它外加材料按一定比例均匀拌和，经一定时间硬化而形成的人造石材。

在混凝土中，砂石起骨架作用称为骨料，水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙。

在硬化前，水泥浆起润滑作用，赋予拌和物一定的和易性，便于施工。

水泥浆硬化后，则将骨料胶结成一个坚实的整体。

混凝土的分类

（一）按照混凝土表观密度分类

（二）按照不同工程的用途分类

（三）按照胶凝材料的种类不同分类

（四）按照施工工艺的不同分类

不同表观密度

1、特重混凝土：

干表观密度大于2800kg/m3的混凝土。

2、普通混凝土：

干密度为2000～2800kg/m3的混凝土。

3、轻骨料混凝土：

干密度小于1900kg/m3的混凝土。

不同胶凝材料

水泥混凝土、石膏混凝土、沥青混凝土、聚合物混凝土等。

不同施工工艺

泵送混凝土、喷射混凝土、自流平混凝土等。

砼基本性能

砼拌合物性能（工作性能）

1、稠度

干硬性砼：

维勃稠度坍落度

塑性砼：

坍落度

流动性砼：

坍落度流动度

2、凝结时间

3、保水性（泌水率）

4、含气量

砼力学性能

1、抗压强度

2、抗折强度

3、劈拉强度

4、疲劳强度

砼耐久性能

1、抗渗等级

2、抗冻融等级

3、体积变化（收缩率、膨胀率等）

4、抗碳化性能

5、抗腐蚀性能

a、电通量、氯离子渗透系数

b、硫酸盐侵蚀

普通砼配合比设计规程

JGJ55-2011

一、新旧标准的主要区别 

二、总则

三、配合比设计的基本资料

四、设计方法和步骤

五、有特殊要求的混凝土配合比设计

六、粉煤灰混凝土配合比设计

七、配合比计算实例

新旧标准的主要区别

1、增加了混凝土耐久性要求的规定（氯离子、含气量、碱含量等）；

2、修订了普通混凝土试配强度的计算公式和强度标准差；

3、修订混凝土水胶比计算公式中胶砂强度取值和回归系数αa和αb；

4、在混凝土试配中增加了耐久性试验验证的内容；

5、增加了高强混凝土试配强度计算公式、水胶比、胶凝材料用量和砂率推荐表。

总则

    为规范普通混凝土配合比设计方法，满足设计和施工要求，确保混凝土工程质量且达到经济合理，制定本规程。

本规程适用于工业与民用建筑及一般构筑物所采用的普通混凝土配合比设计。

配合比设计的基本资料

1、混凝土设计要求：

满足砼结构设计的强度要求、砼拌和物具有适应施工的流动性和良好的和易性、耐久性的要求、经济、节约的要求；

2、工程特征（工程所处环境、结构断面、钢筋最小净距等）；

3、水泥品种和强度等级；

4、砂、石的种类规格、表观密度及石子最大粒径；

5、施工方法。

设计方法和步骤

（一）    基本参数

（二）    理论配合比（计算配合比）的设

计与计算

（三）    试配

（四）配合比的调整与确定

基本参数

1、水胶比W/B；

2、每立方米砼用水量mw；

3、每立方米砼胶凝材料用量mb；

4、每立方米砼水泥用量mC；

5、每立方米砼矿物掺合料用量mf；

6、砂率βS：

砂与骨料总量的重量比；

7、每立方米砼砂用量mS；

8、每立方米砼石用量mg。

理论配合比的设计与计算

1、  混凝土配制强度的确定；

2、  计算水胶比；

3、    确定每立方米混凝土用水量；

4、计算每立方米混凝土胶凝材料、矿物

掺合料和水泥用量；

5、    确定每立方米混凝土外加剂用量；

6、确定混凝土砂率；

7、    计算粗骨料和细骨料用量。

混凝土配制强度的确定

 当混凝土设计强度等级小于C60时

fcu.0≥fcu.k+1.645σ

fcu.k——混凝土立方体抗压强度标准值

1.645——强度保证率为95%

σ——混凝土强度标准差

σ的取值

1、有近1～3个月同品种、同等级混凝土资料时（≥30组数据）按式4.0.2统计计算≤C30σ≥3.0MPa

＞C30且＜C60σ≥4.0MPa

2、无统计资料时,按表4.0.2取值

≤C20C25~C45C50~C55

4.0MPa5.0MPa6.0MPa

计算水胶比W/B

近年来水泥中多加入不同的掺合料，有效胶凝材料含量不确定性较大，故配合比设计的水灰比难以反映有效成分的影响。

因此改用胶凝材料总量作水胶比及各种含量的控制。

计算水胶比W/B

当混凝土强度等级小于C60时

W/B=（αa·fb）/（fcu.0＋αa·αb·fb）

砼强度与胶水比成正比（fcu=A×B/W＋C），大等于C60时由于胶凝材料的水化程度不同，强度与胶水比的关系不能再延伸,即线性关系较差，分散性较大，故该公式仅适用于强度等级小于C60的混凝土。

1、fb为胶凝材料28天胶砂抗压强度实测值或按式5.1.3计算

fb=γf·γs·fce

γf、γs分别为粉煤灰和矿渣粉影响系数，按表5.1.3选用

2、fce为28天抗压强度实测值或富余系数乘以水泥抗压强度标准值，富余系数按表5.1.4选用。

fce=γc·fceg

3、回归系数αa、αb可通过试验建立水胶比与混凝土强度关系式确定，当无统计资料时可按表5.1.2选取

水胶比限值

根据混凝土使用时所处的环境条件，考虑其满足耐久性要求所必要的水胶比，在进行混凝土配合比设计时混凝土的最大水胶比应符合《混凝土结构设计规范》GB50010的规定。

确定每立方米混凝土用水量mw0

1、 混凝土水胶比在0.40～0.80范围时，根据砼的坍落度（维勃稠度）、粗骨料品种及最大粒径查本标准表5.2.1-1 和5.2.1-2；

2、数值修正 

1）根据砂的细度修正

细砂 +（5～10kg）

粗砂－（5～10kg）

2）根据坍落度值修正

以表中坍落度90mm的用水量为基础，坍落度每增加20mm，用水量增加5kg。

95～110mm+5kg

115～130mm+10kg

135～150mm+15kg

155～170mm+20kg

坍落度大于等180mm以上时，随坍落度相应增加的用水量可减少。

3）根据外加剂和掺和料修正

mw0=m’w0（1－β）

β—外加剂减水率应经试验确定

m’w0—未掺外加剂时每立方米混凝土用水量

计算每立方米混凝土胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量

1、胶凝材料用量mb0=mw0/（W/B）

考虑混凝土满足耐久性要求所必要的最小胶凝材料用量，除C15及其以下等级外，应符合本标准中表3.0.4的规定。

2、矿物掺合料用量mf0=mb0βf

βf—矿物掺合料掺量（%），可按表3.0.5确定

3、水泥用量mc0=mb0﹣mf0

确定每立方米砼外加剂用量ma0

ma0=mb0βa

βa—外加剂掺量（%），应经试验确定。

确定混凝土砂率βS

1、坍落度小于10mm的砼，其砂率应经试验确定；

2、坍落度为10~60mm的砼,根据粗骨料品种、粒径、水胶比按本标准表5.4.2选取；

3、坍落度大于60mm的砼，其砂率可经试验确定，也可在表5.4.2基础上，进行数值修正：

1）坍落度每增加20mm，砂率增加1%；

2）根据砂的细度修正

细砂：

砂率减小

粗砂：

砂率提高

3）采用人工砂时，砂率增大；

4）骨料级配较差时，砂率增大。

例题

1、当配制水泥混凝土用砂由粗砂改为中砂时，其砂率（）。

A．应适当减小；B．不变；

C．应适当增加；D．无法判定

答案：

A

2、水泥混凝土配合比设计时，砂率是依据（）确定的。

A． 粗骨料种类 B．混凝土设计强度  

C．粗骨料最大粒径 D．混凝土水胶比

答案：

A、C、D

3、判断：

砂率越大，拌合物流动性越好。

答案：

错误

当砂率过大时，骨料的总表面积和空隙率均增大，当混凝土中水泥浆量一定的情况下，包裹骨料颗粒表面的水泥浆层相对减薄，拌合物就显得干稠，流动性就变小。

计算粗骨料和细骨料用量

粗骨料用量：

mg0

细骨料用量：

ms0

1、重量法——假定容重法

2、体积法——以1立方米混凝土计算

重量法

1、假定混凝土拌合物容重为2350～2450kg/m3

2、则mf0＋mc0＋mg0＋ms0＋mw0=mcp

βs=［ms0/（ms0＋mg0）］×100%

体积法

mc0/ρc＋mf0/ρf＋mg0/ρg＋ms0/ρs＋mw0/ρw＋0.01α=1

βs=［ms0/（ms0＋mg0）］×100%

ρc：

2900-3100kg/m3；

ρf：

矿物掺合料密度，按GB/T208测定；

ρg：

按JGJ52-2006测定，约2650kg/m3；

ρs：

按JGJ52-2006测定，约2650kg/m3；

ρw：

1000kg/m3；

α：

含气量百分数，使用非引气型外加剂时α=1

试配

1、试配时应采用与工程现场相同的原材料和搅拌方法，且每盘最小搅拌量不少于搅拌机额定量的25%；

2、按理论配合比试拌，并根据拌合物性能作出调整（保证水胶比不变，调整用水量或砂率），使混凝土拌合物性能符合设计和施工要求，得出强度试验用的试拌配合比；

３、应采用三个水胶比进行试配，水胶比在试拌配合比基础上±0.05，用水量相同，砂率可相应增减1%；

（A）试拌配合比（B）（C）

W/B+0.05W/BW/B-0.05

www

βs+1%βsβs-1%

４、在进行混凝土强度试验时，拌合物性能应符合设计和施工要求；

5、每个配比至少制作一组试件，标养至28天或设计规定龄期时抗压。

例题1、试拌时，当发现砼拌合物坍落度或粘聚性、保水性不佳时，可通过下列哪一种手段调整配合比？

（）

（A）保持水泥用量不变，增加用水量

（B）保持用水量不变，增加水泥用量

（C）保持用水量不变，调整砂率

（D）保持水胶比不变，调整砂率

答案：

D

2、判断：

为了增加混凝土拌和物流动性，可直接加水。

答案：

错

配合比的调整与确定

1、确定胶水比

2、确定每立方米混凝土的材料用量

3、校正

确定胶水比

根据得出的各组砼强度结果，绘制强度和胶水比的线性关系图或插值法确定略大于砼配制强度（fcu.0）相对应的胶水比数值。

或者选三个（或多个）强度中的一个所对应的胶水比，该强度大等于配制强度。

确定每立方米混凝土的材料用量

1、在试拌配合比基础上，用水量和外加剂用量应根据确定的水胶比进行调整；

2、胶凝材料用量应以用水量乘以选定的胶水比；

3、粗、细骨料用量应根据用水量和胶凝材料用量进行调整。

校正

当容重实测值与计算值之差的绝对值超过计算值2%时，应进行调整，各类材料用量应乘以校正系数。

校正系数δ=ρc，t/ρc，c

即实测值/计算值

耐久性验证

1、混凝土配合比调整后，应测定拌合物水溶性氯离子含量，测试方法应符合《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，试验结果应符合表3.0.6的规定。

2、对耐久性有要求的混凝土应进行相关的耐久性试验验证，包括抗渗、抗冻、抗氯离子渗透等试验验证。

重新进行配合比设计的情况

下列情况应重新设计：

1、砼性能指标有特殊要求

2、水泥、外加剂、掺合料品种、质量有显著变化

有特殊要求的混凝土配合比设计

（一）抗渗混凝土

（二）抗冻混凝土

（三）高强混凝土

（四）泵送混凝土

（五）大体积混凝土

抗渗砼

一、对原材料的要求

1、水泥宜采用普通硅酸盐水泥；

2、粗骨料宜连续级配，最大粒径不宜大于40mm，细骨料宜采用中砂，骨料的含泥量和泥块含量给予限制；

3、宜采用膨胀剂、防水剂、引气剂、减水剂等，掺用矿物掺合料，粉煤灰应为Ⅰ级或Ⅱ级。

二、对配合比的要求

1、胶凝材料不小于320kg；

2、砂率宜为35%-45%；

3、最大水胶比符合表7.1.2的要求；

4、宜采用最大水灰比的配合比作抗渗试验

Pt≥P/10+0.2

5、掺引气型外加剂时应测定含气量，控制在3.0%～5.0%。

高强砼

二、混凝土配合比设计

1、混凝土配制强度的确定

fcu.0≥1.15fcu.k；

2、水胶比、胶凝材料用量和砂率按表7.3.2选取，并应经试配确定；

3、外加剂和矿物掺合料品种和掺量应通过试配确定，矿物掺合料掺量宜为25%～40%，硅灰掺量不宜大于10%；

4、水泥用量不宜大于500kg/m3。

三、试配及配合比确定

1、强度试验用配合比除试拌配合比（依据表7.3.2计算并调整拌合物性能的试拌配合比）外其余水胶比应分别增加和减少0.02；

2、配合比确定后，应采用该配合比进行不少于三盘混凝土的重复试验，且每组抗压强度不应低于配制强度；

3、宜采用标准尺寸试件测抗压强度，非标尺寸折算系数应经试验确定。

泵送混凝土

一、对原材料的要求

1、水泥不宜用火山灰质硅酸盐水泥；

2、粗骨料宜连续级配，针片状不大于10%，最大粒径的要求；

3、宜采用中砂，通过0.315mm筛孔的颗粒含量不应小于15%。

4、应掺用泵送剂或减水剂、以及粉煤灰或其它活性矿物掺合料。

二、对配合比的要求

1、试配时应考虑坍落度损失Tt=Tp+ΔT；

2、胶凝材料宜≥300kg/m3；

3、砂率宜为35%~45%。

大体积混凝土

一、对原材料的要求

1、应选用中、低热水泥，采用硅酸盐水泥或普硅水泥时应掺矿物掺合料，且胶凝材料的3d和7d水化热分别不宜大于240kJ/kg和270kJ/kg；

2、粗骨料连续级配，最大粒径和含泥量限制；细骨料宜采用中砂，含泥量限制；

3、掺缓凝型减水剂和矿物掺合料。

二、对配合比的要求

1、水胶比不宜大于0.55，用水量不宜大于175kg/m3；

2、在保证坍落度和强度要求的前提下，应提高掺合料及粗细骨料的含量，尽可能降低每立方米砼的水泥用量；

3、试配调整时，控制混凝土绝热升温不宜大于50℃。

粉煤灰混凝土配合比设计

掺粉煤灰目的：

节省水泥、改善混凝土性能（拌合物和易性、混凝土耐久性等）。

《粉煤灰混凝土应用技术规范》

GBJ146-90

1、超量取代法：

等强条件下，粉煤灰量超过取代的水泥量。

一部分取代水泥，另一部分取代砂。

2、等量取代法：

粉煤灰量取代等量的水泥。

调节超强砼的强度以节省水泥。

3、外加法：

额外加入混凝土中，仅为改善混凝土和易性。

新标准中关于粉煤灰混凝土配合比的计算

1、目前采用《JGJ55-2011》中方法计算，但应注意《GBJ146-90》中为“粉煤灰取代率”，《JGJ55-2011》中为“矿物掺合料掺量”；

2、矿物掺合料最大掺量应按《JGJ55-2011》中表3.0.5取值。

配合比计算实例

1、计算试配强度

当无统计数据时，C25砼σ=5.0MPa

fcu.o=fcu.k+1.645×σ=25+1.645×5.0

=33.2MPa

2、计算水胶比

W/B=αa·fb/（fcu.o+αa·αb·fb）=0.49×1.16×42.5/（33.2+0.49×0.13×1.16×42.5）

=0.66

（干燥环境钢砼最大水胶比要求为0.60，因此取水胶比为0.60）

3、计算每立方米水泥用量

mw0=170kg/m3

mc0=mw0/（W/B）=170/0.60=283kg/m3

（满足钢砼最小水泥用量280kg/m3要求）

4、重量法计算各材料用量

mc0+mw0+ms0+mg0=2400

ms0/（ms0+mg0）=33%

解得：

mw0=170kg/m3mc0=283kg/m3

ms0=643kg/m3mg0=1304kg/m3

mw0：

mc0：

ms0：

mg0=0.60：

1：

2.27：

4.61

例题二

某工程室内柱欲配C35砼，坍落度为80mm，工程中使用炼石Ｐ.Ｏ42.5水泥（富余系数1.16）；闽江细砂，细度模数为2.2；河卵石，粒级5~40.0mm。

查表后，经调整得出用水量为175kg/m3，砂率为32%，试计算试拌25L各材料用量，已知三组配合比28天砼强度分别为48.7MPa、45.1MPa、40.7MPa，求配合比。

1、计算试配强度

当无统计数据时，C35砼σ=5.0MPa

fcu.o=fcu.k+1.645×σ=35+1.645×5.0

=43.2MPa

2、计算水胶比

W/B=αa·fb/（fcu.o+αa·αb·fb）=0.49×1.16×42.5/（43.2+0.49×0.13×1.16×42.5）

=0.52

3、用水量mw0=175kg/m3。

4、计算水泥用量

mc0=mw0/（W/B）=175/0.52=337kg/m3

（水胶比及水泥用量均符合标准要求）

5、按重量法计算基准配合比

2400=mc0+mw0+ms0+mg0

βs=ms0/（ms0+mg0）=32%

解得：

ms0=604kg/m3

mg0=1284kg/m3

6、计算试拌配合比

7、计算每盘材料用量

每盘搅拌25L，则各材料用量为：

8、作图求对应试配强度的B/W

经作图得出试配强度为43.2MPa时B/W=2.14

9、计算配合比

mw=175kg/m3βs=32%

W/B=1/2.14=0.47

mc=mw/（W/B）=372kg/m3

ms0=593kg/m3

mg0=1260kg/m3

例题三

某工程设计室内潮湿砼等级为C30，采用泵送施工，坍落度要求为160mm，使用的原材料如下：

水泥为42.5级，富余系数1.16，碎石0.5~2cm，中砂、掺减水率为18%的高效减水剂（掺量为胶凝材料的0.5%），粉煤灰为II级灰（掺量为15%，影响系数0.90），试设计该工程的砼配合比。

1、计算试配强度

无统计数据时，C30砼σ=5.0MPa

fcu.o=fcu.k+1.645×σ=30+1.645×5.0

=38.2MPa

2、计算水胶比

W/B=αa·fb/（fcu.o+αa·αb·fb）

=0.53×0.90×1.16×42.5/

（38.2+0.53×0.20×0.90×1.16×42.5）

=0.54

符合室内潮湿混凝土水胶比限值要求。

3、查表，当坍落度为90mm时，mw0=215kg/m3

则坍落度为160mm时，

m’w0=215+20=235kg/m3

mw0=m’w0×（1－β）=193kg/m3

mb0=mw0/（W/B）=193/0.54=357kg/m3

符合泵送砼最小胶凝材料用量要求。

4、粉煤灰及水泥用量

mf0=mb0βf=357×15%=54kg/m3

mc0=mb0-mf0=303kg/m3

5、外加剂用量

ma0=mb0βa=357×0.5%=1.78kg/m3

6、查表坍落度为60mm时砂率为35%（采用线性插入法），则坍落度为160mm时

βs=35%+5%=40%

符合泵送混凝土砂率要求。

7、体积法计算基准配合比

（mc0/ρc+mf0/ρf+mw0/ρw+mg0/ρg+ms0/ρs）

+0.01α=1

ms0/（ms0+mg0）=βs

（303/3100+54/2200+193/1000+（ms0+mg0）/2650）+0.01×1=1

ms0/（ms0+mg0）=40%

得ms0=715kg/m3mg0=1073kg/m3

8、砼配合比为：

mw：

mc：

ms：

mg：

mf：

ma

=193：

303：

715：

1073：

54：

1.78

JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》

第一节概述

第二节质量要求

第三节验收、取样与缩分

第四节砂的检验方法

第五节石的检验方法

第一节概述

一.总则

1.本标准适用于一般工业与民用建筑和构筑物中的普通混凝土用砂和石的要求和质量检验。

对于港口、水工、道路等工程的砂和石，除按照各行业相应标准执行外，也可参照执行。

2.对于长期处于潮湿环境的重要混凝土结构所用的砂、石，应进行碱活性检验。

二.术语

1、天然砂:

自然形成，公称粒径小于5.00mm的岩石颗粒，分为山砂、河砂、海砂。

2、人工砂：

岩石经开采、机械破碎、筛分公称粒径小于5.00mm的岩石颗粒。

3、混合砂：

天然砂与人工砂按一定比例组合而成。

4、碎石：

由天然岩石或卵石破碎成，公称粒径大于5.00mm的岩石颗粒。

5、卵石：

自然形成，公称粒径大于5.00mm的岩石颗粒。

6、含泥量：

砂、石中公称粒径小于0.080mm的颗粒含量。

7、砂的泥块含量：

砂中公称粒径大于1.25mm，经水洗、手捏后变成小于630μm颗粒的含量。

8、石的泥块含量：

石中公称粒径大于5.00mm，经水洗、手捏后变成小于2.50mm颗粒的含量。

9、石粉含量：

人工砂中公称粒径小于80μm，且其矿物质和化学成分与被加工的母岩相同的颗粒含量。

10、表观密度：

骨料颗粒单位体积（包括内封闭孔隙）的质量。

11、堆积密度：

骨料在自然堆积状态下单位体积的质量。

12、紧密密度：

骨料按规定方法颠实后单位体积的质量。

13、针片状颗粒：

凡岩石颗粒长度大于该颗粒所属粒级的平均粒径2.4倍者为针状颗粒；厚度小于平均粒径0.4倍者为片状颗粒

14、压碎值指标：

人工砂、碎石、卵石抵抗压碎的能力。

15、碱活性集料：

能在一定条件下与混凝土中的碱发生化学反应导致混凝土产生膨胀开裂甚至破坏的骨料。

16、坚固性：

骨料在气候、环境变化或其他物理因素作用下抵抗破裂的能力。

17、轻物质：

砂中表观密度小于2000kg/m3的物质。

18、完全干燥（烘干状态）：

在不超过110℃的温度下烘干，达到恒重的状态。

19、风干（气干状态）：

不但砂颗粒的表面是干燥的而且内部也有一部分呈干燥状态。

20、饱和面干（表干状态）：

颗粒表面是干燥的而内部孔隙为含水饱和状态。

21、潮湿（潮湿状态）：

颗粒的内部吸水饱和，而且表面也吸附有水的状态。

第二节质量要求

一.砂的质量要求

1、细度模数：

砂的粗细程度按细度模数μf分为粗、中、细、特细四级，其范围应符合以下规定：

粗砂：

uf=3.7~3.1

中砂：

uf=3.0~2.3

细砂：

uf=2.2~1.6

特细砂：

uf=1.5~0.7

2、砂筛规格：

砂筛应采用方孔筛。

砂的公称粒径、砂筛筛孔的公称直径和方孔筛筛孔边长应符合规定。

3、颗粒级配：

除特细砂外，砂的颗粒级配可按公称直径630μm筛孔的累计筛余量（以质量百分率计，下同），分成三个级配区（Ⅰ区85-71%,Ⅱ区70-41%,Ⅲ区40-16%）。

且砂的颗粒级配应处于表中的某一个区内。

4、砂的实际颗粒级配与表中所列的累计筛余百分率相比,除公称粒径5.00mm和630μm（表中斜体所标数值）的累计筛余外,其余公称粒径的累计筛余可稍有超出分界线,但总超出量不应大于5%。

5、含泥量及泥块含量：

含泥量超过一定限度时，对混凝土的抗压、抗折、抗渗、收缩等性能均有明显的影响，强度愈高影响愈大。

泥块含量的影响比含泥量更大。

对有抗