砼配合比设计2013最新要点.ppt

五强两比培训班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20002800kg/m3的混凝土。3、轻骨料混凝土：干密度小于1900 kg/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1、砼拌合物性能（工作性能）2、砼力学性能3、砼耐久性能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、含气量砼拌合物性能（工作性能）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a和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。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。总则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S：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.0fcu.k+1.645 fcu.k混凝土立方体抗压强度标准值1.645强度保证率为95%混凝土强度标准差的取值1、有近13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 C303.0MPaC30且C604.0MPa2、无统计资料时,按表4.0.2取值C20C25C45C50C554.0MPa5.0MPa6.0MPa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=（afb）/（fcu.0abfb）砼强度与胶水比成正比（fcu=AB/WC），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=fsfcef、s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=cfceg3、回归系数a、b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a0.530.49b0.200.13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最低强度等级一室内干燥环境；无侵蚀性静水浸没环境0.60C20二a室内潮湿环境；非严寒和非寒冷地区露天环境；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0.55C25二b干湿交替环境；水位频繁变动环境；0.50（0.55）C30(C25)三a海风环境0.45（0.50）C35(C30)三b盐渍土环境；海岸环境0.40C40素混凝土的水胶比可适当放松。确定每立方米混凝土用水量mw01、混凝土水胶比在0.400.80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+（510kg）粗砂（510kg）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。95110mm+5kg115130mm+10kg135150mm+15kg155170mm+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=mw0（1）外加剂减水率应经试验确定mw0 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=mb0 ff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=mb0 aa外加剂掺量（%），应经试验确定。确定混凝土砂率S1、坍落度小于10mm的砼，其砂率应经试验确定；2、坍落度为1060mm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：A2、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、D3、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：ms01、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 23502450kg/m32、则mf0mc0mg0ms0mw0=mcp s=ms0/(ms0mg0)100%体 积 法mc0/c mf0/f mg0/g ms0/s mw0/w0.01=1s=ms0/(ms0mg0)100%c：2900-3100kg/m3；f：矿物掺合料密度，按GB/T208测定；g：按JGJ52-2006测定，约2650kg/m3；s：按JGJ52-2006测定，约2650kg/m3；w：1000kg/m3；：含气量百分数，使用非引气型外加剂时=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；、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-0.05wwws+1%ss-1%、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：D2、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。胶水比与强度的直线关系式胶水比1B/W胶水比2胶水比3B/W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=c，t/c，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，粉煤灰应为级或级。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PtP/10+0.25、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 fcu.01.15fcu.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+T；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GBJ146-901、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 例题一某工程为七层框架结构，砼梁板设计强度等级为C25，使用的材料如下:(1)42.5普通硅酸盐水泥（富余系数1.16）(2)细度模数2.6的河砂(3)531.5mm的卵石施工坍落度要求为3050mm，根据经验可确定用水量为170kg/m3，砂率33%，请计算出每立方米砼各材料用量。1、计算试配强度当无统计数据时，C25砼=5.0MPafcu.o=fcu.k+1.645=25+1.6455.0=33.2MPa2、计算水胶比W/B=afb/（fcu.o+abfb）=0.491.1642.5/（33.2+0.49 0.131.1642.5）=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/m3mc0=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=2400ms0/(ms0+mg0)=33%解得：mw0=170kg/m3mc0=283kg/m3ms0=643kg/m3 mg0=1304kg/m3mw0：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.42.5水泥（富余系数1.16）；闽江细砂，细度模数为2.2；河卵石，粒级540.0mm。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=5.0MPafcu.o=fcu.k+1.645=35+1.6455.0=43.2MPa2、计算水胶比W/B=afb/（fcu.o+abfb）=0.491.1642.5/(43.2+0.490.131.1642.5）=0.523、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 s=ms0/(ms0+mg0)=32%解得：ms0=604kg/m3 mg0=1284kg/m36、计算试拌配合比序号水胶比砂率(%)水(kg/m3)水泥(kg/m3)砂(kg/m3)卵石(kg/m3)A0.47311753725741279B0.52321753376041284C0.573317530763312857、计算每盘材料用量每盘搅拌25L，则各材料用量为：序号水胶比砂率(%)水(kg)水泥(kg)砂(kg)卵石(kg)A0.47314.389.3014.2531.98B0.52324.388.4215.1032.10C0.57334.387.6815.8232.128、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=2.149、计算配合比mw=175kg/m3s=32%W/B=1/2.14=0.47mc=mw/（W/B）=372kg/m3ms0=593kg/m3mg0=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0.52cm，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=5.0MPafcu.o=fcu.k+1.645=30+1.6455.0=38.2MPa2、计算水胶比W/B=afb/（fcu.o+abfb）=0.530.901.1642.5/（38.2+0.530.200.901.1642.5）=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，mw0=215+20=235kg/m3 mw0=mw0(1)=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=mb0f=35715%=54kg/m3 m c0=mb0-mf0=303kg/m35、外加剂用量m a0=mb0a=3570.5%=1.78kg/m36、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s=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/c+mf0/f+mw0/w+mg0/g+ms0/s)+0.01=1ms0/（ms0+mg0）=s（303/3100+54/2200+193/1000+(ms0+mg0)/2650）+0.011=1ms0/（ms0+mg0）=40%得ms0=715kg/m3 mg0=1073kg/m38、砼配合比为：mw：mc：ms：mg：mf：ma=193：303：715：1073：54：1.78