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普通混凝土配合比设计规程


普通混凝土配合比设计规程
《JGJ 55-2011》
3 基本规定 3.0.1 混凝土配合比设计应满足混凝土配制强度、拌合物性能、力学性能和耐久性能的设计要求。混凝土 拌合物性能、力学性能和耐久性能的试验方法应分别符合现行国家标准《普通混凝土拌合物性能试验方法 标准》GB/T50080、《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081 和《普通混凝土长期性能和耐 久性能试验方法标准》GB/T50082 的规定。 3.0.2 混凝土配合比设计应采用工程实际使用的原材料,并应满足国家现行标准的有关要求;配合比设计 应以干燥状态骨料为基准,细骨料含水率应小于 0.5%,粗骨料含水率应小于 0.2%。 3.0.3 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。 3.0.4 混凝土的最小胶凝材料用量应符合表 3.0.4 的规定,配制 C15 及其以下强度等级的混凝土,可不 受表 3.0.4 的限制。 表 3.0.4 混凝土的最小胶凝材料用量 最大水胶比 素混凝土 0.60 0.55 0.50 ≤0.45 250 280 320 330 最小胶凝材料用量(kg/m3) 钢筋混凝土 280 300 300 300 预应力混凝土

3.0.5 矿物掺合料在混凝土中的掺量应通过试验确定。 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;预应力钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表 3.0.5-2 的规定。 表 3.0.5-1 钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量 矿物掺合料种类 粉煤灰 ≤0.40 >0.40 粒化高炉矿渣粉 >0.40 钢渣粉 磷渣粉 硅灰 复合掺合料 >0.40 - - - ≤40 ≤0.40 ≤55 ≤30 ≤30 ≤10 ≤0.40 ≤50 水胶比 ≤45 ≤30 ≤65 ≤45 ≤20 ≤20 ≤10 ≤60 ≤40 ≤50 ≤55 最大掺量(%) 普通硅酸盐水泥 ≤35 硅酸盐水泥

注:① 采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥之外的通用硅酸盐水泥时,混凝土中水泥混合材和矿物 掺合料用量之和应不大于按普通硅酸盐水泥用量 20%计算混合材和矿物掺合料用量之和; ② 对基础大体积混凝土,粉煤灰、粒化高炉矿渣粉和复合掺合料的最大掺量可增加 5%; ③ 复合掺合料中各组分的掺量不宜超过任一组分单掺时的最大掺量。 表 3.0.5-2 预应力钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量 矿物掺合料种类 粉煤灰 ≤0.40 >0.40 ≤25 水胶比 ≤35 ≤20 最大掺量(%) 普通硅酸盐水泥 ≤30 硅酸盐水泥

粒化高炉矿渣粉 >0.40 钢渣粉 磷渣粉 硅灰 复合掺合料 >0.40 - - -

≤0.40 ≤45 ≤20 ≤20 ≤10 ≤0.40 ≤40

≤55 ≤35 ≤10 ≤10 ≤10 ≤50 ≤30

≤45

≤40

注:①粉煤灰应为Ⅰ级或Ⅱ级 F 类粉煤灰; ②在复合掺合料中,各组分的掺量不宜超过单掺时的最大掺量。 3.0.6 混凝土拌合物中水溶性氯离子最大含量应符合表 3.0.6 的要求。混凝土拌合物中水溶性氯离子含量 应按照现行行业标准《水运工程混凝土试验规程》JTJ 270 中混凝土拌合物中氯离子含量的快速测定方法 进行测定。 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 干燥环境 水溶性氯离子最大含量(%,水泥用量的质量百分比) 预应力混凝土 0.06 0.2 0.1 0.06 1.0 素混凝土 0.3 钢筋混凝土 潮湿但不含氯离子的环境 除冰盐等侵蚀性物质的腐蚀环境

潮湿而含有氯离子的环境、盐渍土环境

3.0.7 长期处于潮湿或水位变动的寒冷和严寒环境、以及盐冻环境的混凝土应掺用引气剂。引气剂掺量应 根据混凝土含气量要求经试验确定;掺用引气剂的混凝土最小含气量应符合表 3.0.7 的规定,最大不宜超 过 7.0%。 表 3.0.7 掺用引气剂的混凝土最小含气量 粗骨料最大公称粒径(mm) 40.0 25.0 20.0 4.5 5.0 5.5 5.0 5.5 6.0 混凝土最小含气量(%) 盐冻环境 潮湿或水位变动的寒冷和严寒环境

注:含气量为气体占混凝土体积的百分比。 3.0.8 对于有预防混凝土碱骨料反应设计要求的工程,混凝土中最大碱含量不应大于 3.0kg/m3,并宜掺 用适量粉煤灰等矿物掺合料;对于矿物掺合料碱含量,粉煤灰碱含量可取实测值的 1/6,粒化高炉矿渣粉 碱含量可取实测值的 1/2。 4 混凝土配制强度的确定 4.0.1 混凝土配制强度应按下列规定确定: 1.当混凝土的设计强度等级小于 C60 时,配制强度应按下式计算: (4.0.1-1) 式中,fcu,o——混凝土配制强度(MPa); fcu,k——混凝土立方体抗压强度标准值,这里取设计混凝土强度等级值(MPa); σ——混凝土强度标准差(MPa)。 2.当设计强度等级大于或等于 C60 时,配制强度应按下式计算: (4.0.1-2) 4.0.2 混凝土强度标准差应按照下列规定确定: 1.当具有近 1 个月~3 个月的同一品种、同一强度等级混凝土的强度资料时,其混凝土强度标准

差 σ 应按下式计算: (4.0.2) 式中, fcu,i——第 i 组的试件强度(MPa); mfcu——n 组试件的强度平均值(MPa); n——试件组数,n 值应大于或者等于 30。 对于强度等级不大于 C30 的混凝土:当 σ 计算值不小于 3.0MPa 时,应按照计算结果取值;当 σ 计算值小于 3.0MPa 时,σ 应取 3.0MPa。对于强度等级大于 C30 且不大于 C60 的混凝土:当 σ 计算值 不小于 4.0MPa 时,应按照计算结果取值;当 σ 计算值小于 4.0MPa 时,σ 应取 4.0MPa。 2. 当没有近期的同一品种、 同一强度等级混凝土强度资料时, 其强度标准差 σ 可按表 4.0.2 取值。 表 4.0.2 σ 标准差 σ 值(MPa) ≤C20 5.0 6.0 C25~C45 C50~ C55 4.0 混凝土强度标准值

5 混凝土配合比计算 5.1 水胶比 5.1.1 混凝土强度等级不大于 C60 等级时,混凝土水胶比宜按下式计算: (5.1.1-1) 式中 a、b——回归系数,取值应符合本规程 5.1.2 的规定; fb——胶凝材料(水泥与矿物掺合料按使用比例混合)28d 胶砂强度(MPa),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/T 17671 执行;当无实测值时,可按下列规定确定: 1.根据 3d 胶砂强度或快测强度推定 28d 胶砂强度关系式推定 fb 值; 2.当矿物掺合料为粉煤灰和粒化高炉矿渣粉时,可按下式推算 fb 值: (5.1.1-2) 式中 f、s ——粉煤灰影响系数和粒化高炉矿渣粉影响系数,可按表 5.1.1 选用; fce,g——水泥强度等级值(MPa)。 表 5.1.1 粉煤灰影响系数 f 和粒化高炉矿渣粉影响系数 s 掺量(%) 0 10 20 30 40 50 1.00 1.00 1.00 0.95~1.00 0.90~1.00 0.80~0.90 0.90~0.95 0.80~0.85 0.70~0.75 0.60~0.65 种类 粉煤灰影响系数 f 粒化高炉矿渣粉影响系数 s

0.70~0.85

注:① 本表应以 P· O 42.5 水泥为准;如采用普通硅酸盐水泥以外的通用硅酸盐水泥,可将水泥 混合材掺量 20%以上部分计入矿物掺合料。 ② 宜采用Ⅰ级或Ⅱ级粉煤灰;采用Ⅰ级灰宜取上限值,采用Ⅱ级灰宜取下限值。 ③ 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 级粒化高炉矿渣粉可取上限值加 0.05。 当超出表中的掺量时,粉煤灰和粒化高炉矿渣粉影响系数应经试验确定。 5.1.2 回归系数 a 和 b 宜按下列规定确定: 1.根据工程所使用的原材料,通过试验建立的水胶比与混凝土强度关系式来确定; 2.当不具备上述试验统计资料时,可按表 5.1.2 采用。 表 5.1.2 回归系数 a、b 选用表 粗骨料品种

系数 a b 0.53 0.20

碎石 0.49 0.13

卵石

5.2 用水量和外加剂用量 5.2.1 每立方米干硬性或塑性混凝土的用水量(mwo)应符合下列规定: 1.混凝土水胶比在 0.40~0.80 范围时,可按表 5.2.1-1 和表 5.2.1-2 选取; 2.混凝土水胶比小于 0.40 时,可通过试验确定。 表 5.2.1-1 干硬性混凝土的用水量(kg/m3) 拌合物稠度 项目 维勃稠度 (s) 16~20 11~15 5~10 拌合物稠度 项目 标 0 坍落度 (mm) 30 50 70 90 190 35~ 200 55~ 210 75~ 215 195 185 175 230 215 205 195 注:① 本表用水量系采用中砂时的取值。采用细砂时,每立方米混凝土用水量可增加 5~10kg; 采用粗砂时,可减少 5~10kg。 ② 掺用矿物掺合料和外加剂时,用水量应相应调整。 5.2.2 每立方米流动性或大流动性混凝土的用水量(mwo)可按下式计算: (5.2.2) 式中 mwo’——满足实际坍落度要求的每立方米混凝土用水量(kg),以本规程表 5.2.1-2 中 90mm 坍落度的用水量为基础,按每增大 20mm 坍落度相应增加 5kg 用水量来计算; β——外加剂的减水率(%),应经混凝土试验确定。 5.2.3 每立方米混凝土中外加剂用量应按下式计算: (5.2.3) 式中: mao ——每立方米混凝土中外加剂用量(kg); mbo ——每立方米混凝土中胶凝材料用量(kg); βa——外加剂掺量(%),应经混凝土试验确定。 5.3 胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量 190 180 170 220 105 195 185 180 170 160 210 195 185 175 10~ 170 160 150 200 185 175 165 指 10.0 20.0 31.5 40.0 16.0 20.0 31.5 40. 180 185 175 165 170 160 150 155 145 185 190 180 175 180 170 160 165 155 指标 卵石最大公称粒径(mm) 10.0 20.0 碎石最大粒径(mm) 40.0 16.0 20.0 40.0

表 5.2.1-2 塑性混凝土的用水量(kg/m3) 卵石最大粒径(mm) 碎石最大粒径(mm)

5.3.1 每立方米混凝土的胶凝材料用量(mbo)应按下式计算: (5.3.1) 5.3.2 每立方米混凝土的矿物掺合料用量(mfo)计算应符合下列规定: 1.按本标准 3.0.5 条和 5.1.1 条确定符合强度要求的矿物掺合料掺量 βf; 2.矿物掺合料用量(mfo)应按按下式计算: (5.3.2) 式中:mfo ——每立方米混凝土中矿物掺合料用量(kg); βf——计算水胶比过程中确定的矿物掺合料掺量(%)。 5.3.3 每立方米混凝土的水泥用量(mco)应按下式计算: (5.3.3) 式中:mco ——每立方米混凝土中水泥用量(kg) 5.4 砂率 5.4.1 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: 1.坍落度小于 10mm 的混凝土,其砂率应经试验确定。 2.坍落度为 10~60mm 的混凝土砂率,可根据粗骨料品种、最大公称粒径及水灰比按表 5.4.1 选取。 3.坍落度大于 60mm 的混凝土砂率,可经试验确定,也可在表 5.4.1 的基础上,按坍落度每增 大 20mm、砂率增大 1%的幅度予以调整。 表 5.4.1 混凝土的砂率(%) 水胶比 (W/B) 10.0 0.40 0.50 0.60 0.70 卵石最大公称粒径(mm) 20.0 26~32 30~35 33~38 36~41 40.0 25~31 29~34 32~37 35~40 16.0 24~30 28~33 31~36 34~39 碎石最大粒径(mm) 20.0 30~35 33~38 36~41 39~44 40.0 29~34 32~37 35~40 38~43 27~32 30~35 33~38 36~41

注: 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; 采用人工砂配制混凝土时,砂率可适当增大; 只用一个单粒级粗骨料配制混凝土时,砂率应适当增大; 对薄壁构件,砂率宜取偏大值。 5.4.2 砂率应按公式 5.5.1-2 计算。 5.5 粗、细骨料用量 5.5.1 采用质量法计算粗、细骨料用量时,应按下列公式计算: (5.5.1-1) (5.5.1-2) 式中 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(kg); 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质量(kg),可取 2350~2450kg。 5.5.2 采用体积法计算粗、细骨料用量时,应按公式 5.5.1-2 和下列公式计算: (5.5.2) 式中 ρc——水泥密度(kg/m3),应按《水泥密度测定方法》GB/T 208 测定,也可取 2900

kg/m3~3100kg/m3; ρf——矿物掺合料密度(kg/m3),可按《水泥密度测定方法》GB/T 208 测定; ρg——粗骨料的表观密度(kg/m3),应按现行行业标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法 标准》JGJ52 测定; ρs——细骨料的表观密度(kg/m3),应按现行行业标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法 标准》JGJ52 测定; ρw——水的密度(kg/m3),可取 1000 kg/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。 表 5.1.1 粉煤灰影响系数 f 和粒化高炉矿渣粉影响系数 s 掺量(%) 0 10 20 30 40 50 1.00 1.00 1.00 0.95~1.00 0.90~1.00 0.80~0.90 0.90~0.95 0.80~0.85 0.70~0.75 0.60~0.65 种类 粉煤灰影响系数 f 粒化高炉矿渣粉影响系数 s

0.70~0.85


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