水泥混凝土配合比设计新规程讲义精品文稿.ppt
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1、水泥混凝土配合比设计新规程讲义第1页,本讲稿共49页水泥混凝土配合比设计相关标准水泥混凝土配合比设计相关标准水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法:水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法:GB/T1346-2001(2012-03-01GB/T1346-2001(2012-03-01实施实施GB/T1346-2011)GB/T1346-2011)水泥胶砂强度检验方法(水泥胶砂强度检验方法(ISOISO法):法):GB 17671-1999GB 17671-1999通用硅酸盐水泥:通用硅酸盐水泥:GB 175-2007 GB 175-2007 公路工程公路工程公路工程集料试验规程:公
2、路工程集料试验规程:JTGE42-2005JTGE42-2005 建筑用砂:建筑用砂:GB14684-2001GB14684-2001(2012-02-012012-02-01实施实施GB14684-2011 GB14684-2011,标准名称改为:建设用砂),标准名称改为:建设用砂)建筑用卵石、碎石:建筑用卵石、碎石:GB14685-2001 GB14685-2001(2012-02-012012-02-01实施实施GB14685-2011 GB14685-2011,标准名称改为:建设用,标准名称改为:建设用卵石、碎石卵石、碎石)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 5
3、5-2011JGJ 55-2011第2页,本讲稿共49页水泥混凝土配合比设计相关标准水泥混凝土配合比设计相关标准公路桥涵施工技术规范:公路桥涵施工技术规范:JTG/T F 50-2011JTG/T F 50-2011公路工程水泥及水泥混凝土试验规程:公路工程水泥及水泥混凝土试验规程:JTG E30-2005JTG E30-2005 用于水泥和混凝土中的粉煤灰:用于水泥和混凝土中的粉煤灰:GB/T 1596-2005GB/T 1596-2005用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉:用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉:GB/T 18046-GB/T 18046-20082008水泥化学分析方法:水泥
4、化学分析方法:GB/T 176-2008GB/T 176-2008混凝土结构设计规范:混凝土结构设计规范:GB50010-2010GB50010-2010水运工程混凝土试验规程:水运工程混凝土试验规程:JTJJTJ 270-98270-98水泥水化热测定方法:水泥水化热测定方法:GBGBT 12959-2008T 12959-2008第3页,本讲稿共49页水泥混凝土的定义 混混凝凝土土:简简称称为为“砼砼(t t ngng)”:是是指指由由胶胶凝凝材材料料将将集集料料胶胶结结成成整整体体,经经养养护护、硬硬化化后后具具有有一一定定强强度度的的工程复合材料的统称。工程复合材料的统称。水水泥泥混混
5、凝凝土土:是是指指用用水水泥泥作作胶胶凝凝材材料料,砂砂、石石作作集集料料;与与水水(加加或或不不加加外外加加剂剂和和掺掺合合料料)按按一一定定比比例例配配合合,经经搅搅拌拌、成成型型、养养护护、硬硬化化而而得得的的具具有有一一定定结结构构强强度度的的结结构构或或者者构构件,也称普通混凝土,它广泛应用于土木工程。件,也称普通混凝土,它广泛应用于土木工程。第4页,本讲稿共49页水泥混凝土配合比设计概述1 1、混凝土配合比:是指单位体积的混凝土中各组成材料的、混凝土配合比:是指单位体积的混凝土中各组成材料的 质量比例。质量比例。确定这种数量比例关系的工作确定这种数量比例关系的工作,称为混凝土配合比
6、设计。称为混凝土配合比设计。2 2、混凝土配合比的表示方法、混凝土配合比的表示方法:(1 1)相对用量表示法:)相对用量表示法:水泥:砂:石子:水水泥:砂:石子:水=(2 2)单位用量表示法:)单位用量表示法:第5页,本讲稿共49页水泥混凝土配合比设计的四项基本原则1、满足结构设计的强度等级要求;2、满足混凝土施工所要求的坍落度 (工作度)、和易性要求;3、满足工程所处环境对混凝土耐久性 的要求;4、符合经济原则,即节约水泥,以降 低混凝土成本。第6页,本讲稿共49页混凝土配合比设计的基本步骤 1.计算初步配合比2.试拌调整,提出基准配合比3.检验强度,确定试验室配合比4.换算施工配合比(工地
7、配合比)第7页,本讲稿共49页混凝土配合比设计的基本规定混凝土配合比设计的基本规定1 1、混凝土配合比设计应采用工程实际使用的原材料;配、混凝土配合比设计应采用工程实际使用的原材料;配 合比设计所采用的细骨料含水率应小于合比设计所采用的细骨料含水率应小于0.5%0.5%,粗骨料,粗骨料 含水率应小于含水率应小于0.2%0.2%。2 2、除配制、除配制C15C15及其以下强度等级的混凝土外,混凝土的及其以下强度等级的混凝土外,混凝土的 最小胶凝材料用量应符合下表规定:最小胶凝材料用量应符合下表规定:混凝土的最小胶凝材料用量混凝土的最小胶凝材料用量混凝土的最小胶凝材料用量混凝土的最小胶凝材料用量最
8、大水胶比最大水胶比最小胶凝材料用量(最小胶凝材料用量(kg/mkg/m3 3)素混凝土素混凝土钢筋混凝土钢筋混凝土预应力混凝土预应力混凝土0.600.602502502802803003000.550.552802803003003003000.500.503203200.450.45330330第8页,本讲稿共49页3 3、长期处于潮湿或水位变动的寒冷和严寒环境以及盐冻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,混凝土最小含气量应符合土含气量要求经试验确定,混凝土最小含气
9、量应符合 下表规定,最大不宜超过下表规定,最大不宜超过7.0%7.0%。混凝土最小含气量混凝土最小含气量混凝土最小含气量混凝土最小含气量说明:含气量为气体占混凝土体积的百分比。说明:含气量为气体占混凝土体积的百分比。粗骨料最大公称粒径粗骨料最大公称粒径(mmmm)混凝土最小含气量(混凝土最小含气量(%)潮湿或水位变动的潮湿或水位变动的寒冷和严寒环境寒冷和严寒环境盐冻环境盐冻环境40.040.04.54.55.05.025.025.05.05.05.55.520.020.05.55.56.06.0第9页,本讲稿共49页 4 4、对于有预防混凝土碱骨料反应设计要求的工程,宜掺、对于有预防混凝土碱骨
10、料反应设计要求的工程,宜掺 用适量粉煤灰或其他矿物掺合料,混凝土中最大碱含用适量粉煤灰或其他矿物掺合料,混凝土中最大碱含 量不应大于量不应大于3.0kg/m3.0kg/m3 3;对于矿物掺合料碱含量,粉煤;对于矿物掺合料碱含量,粉煤 灰碱含量可取实测值的灰碱含量可取实测值的1/61/6,粒化高炉矿渣粉碱含量可,粒化高炉矿渣粉碱含量可 取实测值的取实测值的1/2.1/2.第10页,本讲稿共49页普通混凝土配合比设计方法普通混凝土配合比设计方法 (抗压强度为指标)(抗压强度为指标)初步配合比设计计算:初步配合比设计计算:一、确定试配强度(一、确定试配强度(fcu,0fcu,0)1 1、当混凝土的设
11、计强度等级小于、当混凝土的设计强度等级小于C60C60时,配制强度应按下式确定:时,配制强度应按下式确定:2 2、当混凝土的设计强度等级不小于、当混凝土的设计强度等级不小于C60C60时,配制强度应按下式时,配制强度应按下式确定:确定:式中:式中:混凝土配制强度(混凝土配制强度(MPaMPa););混凝土立方体抗压强度标准值,这里取混凝土的设计强混凝土立方体抗压强度标准值,这里取混凝土的设计强度等级值(度等级值(MPaMPa););混凝土强度标准差(混凝土强度标准差(MPaMPa)。)。第11页,本讲稿共49页混凝土强度标准差应按下列规定确定:混凝土强度标准差应按下列规定确定:1 1、当当具具
12、有有近近1 1个个月月33个个月月的的同同一一品品种种、同同一一强强度度等等级级混混凝凝土土的的强强度度资资料,且试件组数不小于料,且试件组数不小于3030时,其混凝土强度标准差应按下式计算:时,其混凝土强度标准差应按下式计算:式中:式中:混凝土强度标准差;混凝土强度标准差;第第i i组的混凝土试件强度(组的混凝土试件强度(MPaMPa););n n组试件的强度平均值(组试件的强度平均值(MPaMPa););n n 试件组数试件组数第12页,本讲稿共49页 对对于于强强度度等等级级不不大大于于C30C30的的混混凝凝土土,当当混混凝凝土土强强度度标标准准差差计计算算值值不不小小于于3.0MPa
13、3.0MPa时时,应应按按上上式式计计算算结结果果取取值值;当当混混凝凝土土强强度度标标准准差差计计算算值值小小于于3.0MPa3.0MPa时时,应应取取3.0MPa3.0MPa。对对于于强强度度等等级级大大于于C30C30且且小小于于C60C60的的混混凝凝土土,当当混混凝凝土土强强度度标标准准差差计计算算值值不不小小于于4.0MPa4.0MPa时时,应应按按上上式式计计算算结结果果取取值值;当当混混凝凝土土强强度度标标准准差差计计算算值值小小于于4.0MPa4.0MPa时时,应取应取4.0MPa4.0MPa。当当没没有有近近期期的的同同一一品品种种、同同一一强强度度等等级级混混凝凝土土强强
14、度度资资料料时时,其其强强度标准差可按下表取值:度标准差可按下表取值:混凝土强度标准值混凝土强度标准值C20C20C25C25C45C45C50C50C55C554.04.05.05.06.06.0第13页,本讲稿共49页 二、二、计算水胶比计算水胶比1 1、当混凝土强度等级小于、当混凝土强度等级小于C60C60时,混凝土水胶比宜按下式计算:时,混凝土水胶比宜按下式计算:式中:式中:W/BW/B混凝土水胶比;混凝土水胶比;a a,b b回归系数回归系数 ,可按下表规定取值;,可按下表规定取值;胶胶凝凝材材料料28d28d胶胶砂砂抗抗压压强强度度(MPaMPa),可可实实测测,也也可可以以按按下
15、下表表确定。确定。回归系数(回归系数(a a,b b )取值表)取值表粗骨料品种粗骨料品种系数系数碎石碎石卵石卵石 a a0.530.530.490.49 b b0.200.200.130.13第14页,本讲稿共49页 当胶凝材料当胶凝材料28d28d胶砂抗压强度值(胶砂抗压强度值()无实测值时,可按下式计算:)无实测值时,可按下式计算:式中:式中:f f、s s粉煤灰影响系数和粒化高炉矿渣粉影粉煤灰影响系数和粒化高炉矿渣粉影 响系数,可按下表选用。响系数,可按下表选用。水泥水泥28d28d胶砂抗压强度(胶砂抗压强度(MPaMPa),可实),可实 测,无实测值时,可按下式计算:测,无实测值时,
16、可按下式计算:式中:式中:c c水泥强度等级富余系数,可按实际统计资料确定;水泥强度等级富余系数,可按实际统计资料确定;当缺乏实际统计资料时,可按下表选用。当缺乏实际统计资料时,可按下表选用。水泥强度等级值(水泥强度等级值(MPa MPa)不同水泥强度等级值的富余系数(不同水泥强度等级值的富余系数(c c )水泥强度等级水泥强度等级32.532.542.542.552.552.5富余系数富余系数1.121.121.161.161.101.10第15页,本讲稿共49页粉煤灰影响系数(粉煤灰影响系数(f f )和粒化高炉矿渣粉影响系数()和粒化高炉矿渣粉影响系数(s s )说明:说明:1 1、采用
17、、采用级粉煤灰宜取上限值;级粉煤灰宜取上限值;2 2、采用、采用s s7575级粒化高炉矿渣粉宜取下限值,采用级粒化高炉矿渣粉宜取下限值,采用s s9595级粒化高炉矿渣粉级粒化高炉矿渣粉 宜取上限值;采用宜取上限值;采用s s105105级粒化高炉矿渣粉可取上限值加级粒化高炉矿渣粉可取上限值加0.050.05;3 3、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、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 确定确定种类种类掺量(掺量(%)粉煤灰影响系数粉煤灰影响系数 f f粒化高炉矿渣粉影响系数粒化高炉矿渣粉影响系数 s s0 01.001.001.001.00
18、10100.850.950.850.951.001.0020200.750.850.750.850.951.000.951.0030300.650.750.650.750.901.000.901.0040400.550.650.550.650.800.900.800.9050500.700.850.700.85第16页,本讲稿共49页混凝土结构的环境类别及所对应的条件混凝土结构的环境类别及所对应的条件(GB50010-2010GB50010-2010混凝土结构设计规范)混凝土结构设计规范)环境类别环境类别环境类别环境类别条件条件条件条件一一室内干燥环境;无侵蚀性静水浸没环境。室内干燥环境;无侵
19、蚀性静水浸没环境。二二a a室内潮湿环境;非严寒和非寒冷地区的露天环境;室内潮湿环境;非严寒和非寒冷地区的露天环境;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;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;严寒和寒冷地区的冰冻线以下与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境。严寒和寒冷地区的冰冻线以下与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境。二二b b干湿交替环境;水位频繁变动环境;严寒和寒冷地区的露天环境;干湿交替环境;水位频繁变动环境;严寒和寒冷地区的露天环境;严寒和寒冷地区冰冻线以上与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境。严寒和寒冷地区冰冻线以上与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境。三三a
20、 a严寒和寒冷地区冬季水位变动区环境;受除冰盐影响环境;严寒和寒冷地区冬季水位变动区环境;受除冰盐影响环境;海风环境海风环境三三b b盐渍土环境;受除冰盐作用环境;海岸环境盐渍土环境;受除冰盐作用环境;海岸环境四四海水环境海水环境五五受人为或自然的侵蚀性物质影响的环境。受人为或自然的侵蚀性物质影响的环境。第17页,本讲稿共49页说明:说明:1 1、室内潮湿环境是指构件表面经常处于结露或湿润、室内潮湿环境是指构件表面经常处于结露或湿润 状态的环境;状态的环境;2 2、严寒和寒冷地区的划分应符合现行国家标准民、严寒和寒冷地区的划分应符合现行国家标准民 用建筑热工设计规范用建筑热工设计规范GB501
21、76GB50176的有关规定;的有关规定;3 3、海岸环境和海风环境宜根据当地情况,考虑主导、海岸环境和海风环境宜根据当地情况,考虑主导 风向及结构所处迎风、背风部位等因素的影响,风向及结构所处迎风、背风部位等因素的影响,由调查研究和工程经验确定;由调查研究和工程经验确定;4 4、受除冰盐影响环境是指受到除冰盐、盐雾影响的、受除冰盐影响环境是指受到除冰盐、盐雾影响的 环境;受除冰盐作用环境是指被除冰盐溶液溅射环境;受除冰盐作用环境是指被除冰盐溶液溅射 的环境以及使用除冰盐地区的洗车房、停车楼等的环境以及使用除冰盐地区的洗车房、停车楼等 建筑。建筑。5 5、暴露的环境是指混凝土结构表面所处的环境
22、。、暴露的环境是指混凝土结构表面所处的环境。第18页,本讲稿共49页设计年限为50年结构混凝土材料的耐久性基本要求环境等级环境等级最大水胶比最大水胶比最低强度等级最低强度等级最大氯离子含量最大氯离子含量(%)最大碱含量最大碱含量(kg/m3kg/m3)一一0.600.60C20C200.300.30不限制不限制二二a a0.550.55C25C250.200.200.300.30二二b b0.50 (0.55)0.50 (0.55)C30 (C25)C30 (C25)0.150.15三三a a0.45 (0.50)0.45 (0.50)C35 (C30)C35 (C30)0.150.15三三b
23、 b0.400.40C40C400.100.10第19页,本讲稿共49页 说明:说明:1 1、氯离子含量系指其占胶凝材料总量的百分比;、氯离子含量系指其占胶凝材料总量的百分比;2 2、预应力构件混凝土中的最大氯离子含量为、预应力构件混凝土中的最大氯离子含量为0.06%0.06%,最低混,最低混 凝土强度较上表提高两个等级。凝土强度较上表提高两个等级。3 3、素混凝土构件水胶比及最低强度等级可适当放宽。、素混凝土构件水胶比及最低强度等级可适当放宽。4 4、有可靠工程经验时,二类环境中的最低混凝土强度等级可、有可靠工程经验时,二类环境中的最低混凝土强度等级可 降低一个等级;降低一个等级;5 5、处
24、于严寒和寒冷地区二、处于严寒和寒冷地区二b b、三、三a a类环境中的混凝土应使用引类环境中的混凝土应使用引 气剂,并可采用括号中的有关参数;气剂,并可采用括号中的有关参数;6 6、当使用非碱活性骨料时,对混凝土中的碱含量不作限制。、当使用非碱活性骨料时,对混凝土中的碱含量不作限制。非碱活性骨料:用砂浆长度法进行试验,对于砂料,当砂浆半年膨胀率超过非碱活性骨料:用砂浆长度法进行试验,对于砂料,当砂浆半年膨胀率超过0.10.1或或3 3个个月的膨胀率越过月的膨胀率越过0.050.05时时(只在缺少半年膨胀率时才有效只在缺少半年膨胀率时才有效),即评为具有危害性的活性集,即评为具有危害性的活性集料
25、。反之,如低于上述数值时,则评为非活性集料。对于粗集料,当砂浆半年膨胀率低料。反之,如低于上述数值时,则评为非活性集料。对于粗集料,当砂浆半年膨胀率低于于0.10.1或或3 3个月的膨胀率低于个月的膨胀率低于0.050.05时时(只在缺少半年膨胀率时才有效只在缺少半年膨胀率时才有效),即评为非活性,即评为非活性集料。如超过上述数值时,尚不能作最后结论,应根据混凝土的试验结果作出最后的评集料。如超过上述数值时,尚不能作最后结论,应根据混凝土的试验结果作出最后的评定。定。第20页,本讲稿共49页混凝土拌合物中水溶性氯离子最大含量混凝土拌合物中水溶性氯离子最大含量(JGJ 55-2011JGJ 55
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