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普通砼配合比设计规程JGJ55-2011_图文

普通砼配合比设计规程
JGJ55-2011

一、新旧标准的主要区别 二、设计方法和步骤 三、有特殊要求的混凝土配合比设计 四、粉煤灰混凝土配合比设计

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α a和α b; 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。

设计方法和步骤
(一) (二) 基本参数 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 ≤C30 σ≥3.0MPa >C30 且<C60 σ≥4.0MPa 2、无统计资料时,按表4.0.2取值 ≤C20 C25~C45 C50~C55 4.0 MPa 5.0 MPa 6.0 MPa

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 ·b)/(fcu.0+ αa ·αb ·b) f f 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 · s·ce γ f 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 ·ceg f

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
系数 碎石砼 卵石砼

αa
αb

0.53
0.20

0.49
0.13

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。

福建地区相关的环境等级

最大 水胶 比
0.60

最低 强度 等级
C20

一 室内干燥环境;无侵蚀性静水浸没环境

二 室内潮湿环境;非严寒和非寒冷地区露天环 0.55 C25 a 境;非严寒和非寒冷地区与无侵蚀性的水或 土壤直接接触的环境 0.50 C30 二 干湿交替环境;水位频繁变动环境; (0.5 (C25) b
5)

三 海风环境 a 三 盐渍土环境;海岸环境 b 素混凝土的水胶比可适当放松。

0.45 (0.5 0) 0.40

C35 (C30) C40

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 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

(W/B)

mb0= mw0/

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= mb0 βf
βf—矿物掺合料掺量(%),可按表 3.0.5确定
参看福建省地方标准《预拌混凝土生产 施工技术规程》2012版

3、水泥用量mc0 =mb0 ﹣mf0

确定每立方米砼外加剂用量ma0 ma0 = mb0 βa
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。

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/T 208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





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+0.05 W/B W/B-0.05 w w w βs+1% βs βs-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。

混凝土拌合物
?

?

混凝土拌合物在保持水灰比不变的情况下, 水泥浆用量越多,流动性就大。反之则小。 水泥浆量过多,就会出现流浆及泌水现象, 而且多消耗水泥。若水泥浆量过少,则拌 合物会产生崩塌现象,粘聚性变差。

?

?

在保持混凝土水泥用量不变的情况下, 减少拌合用水量,水泥浆变稠,水泥浆 的粘聚力增大,使粘聚性和保水性良好, 而流动性变小。增加用水量则情况相反。 当混凝土加水过少时,即水胶比过低, 不仅流动性太小,粘聚性也因混凝土发 涩而变差,在一定施工条件下难以成型 密实。

?

?

加水过多,水灰比过大,水泥浆过稀, 这时拌合物虽流动性大,但将产生严重 的分层离析和泌水现象,并且严重影响 混凝土的强度和耐久性。 绝不可以单纯以加水的方法来增加流动 性。而应采取在保持水胶比不变的条件 下,以增加水泥浆量的办法来调整拌合 物的流动性。

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。

胶水比与强度的直线关系式

B/W

胶水比1

B/W

胶水比2

胶水比3

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。





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 新标准注重配合比的验证:备用配合 比启用时,即使条件类同,也应验证。

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
新标准推荐使用普通硅酸盐水泥,要求 粉煤灰等级应为I级或II级。最大水胶比与 旧标准的最大水灰比要求相同。

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
一、对原材料的要求

1、水泥:硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥;
2、粗骨料的粒径、针片状、含泥量、泥 块含量,以及细集料的细度、含泥量、 泥块含量等指标对高强砼各项性能有显 著的影响,因此对骨料提出严格的指标 要求;

3、外加剂与矿物掺合料是配制高强砼必 不可少的组成材料。

二、混凝土配合比设计 1、混凝土配制强度的确定 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。

fcu.0≥1.15fcu.k;

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。

序 号

新标准JGJ 55-2011

旧标准 JGJ 55-2000

1

C60级的混凝土粗骨料最大粒径不应 推荐采用连续级配粗骨料,最大公称粒径不 大于31.5mm,高于C60的混凝土粗 大于25.0mm 骨料的最大粒径不应大于25mm。
细集料细度模数范围为2.6~3.0 强调粉煤灰等级不应低于II级;对强度等级 不低于C80的高强混凝土宜掺用硅灰。 细集料细度模数大于2.6 /

2

3

4

增加了试配强度计算公式及不同强度等级对 应的水胶比、胶凝材料用量及砂率选择的推 / 荐表 高强混凝土水泥用量推荐不大于500 kg/m3 严格规定高强混凝土水泥用量不应 大于550kg/m3

5

6

对于三个不同配合比的水胶比增减,新标准 对于三个不同配合比的水胶比增减, 规定为0.02 旧标准规定为0.02~0.03 规定确定设计配合比后,重复3盘试验,每 规定确定设计配合比后,应对该配 盘至少成型一组试件,每组混凝土的抗压强 合比进行不少于6次的重复试验进行 度均不应低于配制强度 验证,其平均值不应低于配制强度

7

泵送混凝土
1、旧标准强调不宜使用火山灰质硅酸盐水 泥,而新标准则水泥宜用硅酸盐水泥、普 通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰 硅酸盐水泥; 2、旧标准规定水胶比不宜大于0.60,而新 标准而删除这条规定,其他规定不变。

泵送混凝土
一、对原材料的要求 1、水泥宜用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、 矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥; 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℃。

大体积混凝土
1、新标准增加了对胶凝材料水化热的具体要求, 3d和7d水化热分别不宜大于240kJ/kg和 270kJ/kg。 2、旧标准对于粗细集料没有具体指标要求,新标 准则对最大公称粒径,含泥量等做了规定。 3、新标准对于最大水胶比和用水量做了规定,水 胶比不宜大于0.55,用水量不宜大于175kg/m3, 推荐砂率为38%~42%。旧标准未对以上提出具 体规定。

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

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。


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