普通混凝土配合比设计(最新地要求规范)
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6.1.5 普通混凝土配合比设计
混凝土配合比设计就是根据工程要求、结构形式和施工条件来确定各组成材料数量之间的比例关系。常用的表示方法有两种:
一种是以1m3混凝土中各项材料的质量表示,如某配合比:水泥240kg,水180kg,砂630kg,石子1280kg,矿物掺合料160kg,该混凝土1m3总质量为2490kg;
另一种是以各项材料相互间的质量比来表示(以水泥质量为1),将上例换算成质量比为:水泥∶砂∶石∶掺合料=1∶2.63∶5.33∶0.67,水胶比=0.45。
1.混凝土配合比的设计基本要求
市政工程中所使用的混凝土须满足以下五项基本要求:
(1)满足施工规定所需的和易性要求;
(2)满足设计的强度要求;
(3)满足与使用环境相适应的耐久性要求;
(4)满足业主或施工单位渴望的经济性要求;
(5)满足可持续发展所必需的生态性要求。
2.混凝土配合比设计的三个参数
混凝土配合比设计,实质上就是确定胶凝材料、水、砂和石子这四种组成材料用量之间的三个比例关
系:
(1)水与胶凝材料之间的比例关系,常用水胶比表示;
(2)砂与石子之间的比例关系,常用砂率表示;
(3)胶凝材料与集料之间的比例关系,常用单位用水量(1m3混凝土的用水量)来表示。
3.混凝土配合比设计步骤
混凝土配合比设计步骤包括配合比计算、试配和调整、施工配合比的确定等。
(1)初步配合比计算
1)计算配制强度(f cu,o)。根据《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ 55—2011)规定,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小于C60时,配制强度应按下式确定:
f cu,o≥f cu,k+1.645σ
式中f cu,o——混凝土配制强度,MPa;
f cu,k——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,MPa;
σ——混凝土强度标准差,MPa。
②当混凝土的设计强度不小于C60时,配制强度应按下式确定:
f cu ,o ≥1.15f cu ,k
混凝土强度标准差σ应根据同类混凝土统计资料计算确定,其计算公式如下:
n
2
2
cu i cu
i 1
n n 1
f
mf σ=-=
-∑,
式中 f cu ,i ——统计周期内同一品种混凝土第i 组试件
的强度值,MPa ;
mf cu ——统计周期内同一品种混凝土n 组试件的强度平均值,MPa ;
n ——统计周期内同品种混凝土试件的总组
数。
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,且试件组数不小于30时,其混凝土强度标准差σ应按上式进行计算。
对于强度等级不大于C 30的混凝土,当混凝土强度标准差计算值不小于3.0MPa 时,应按混凝土强度标准差计算公式计算结果取值;当混凝土强度标准差计算值小于3.0MPa 时,应取3.0MPa 。
对于强度等级大于C 30且小于C 60的混凝土,当混凝土强度标准差计算值不小于4.0MPa 时,应按混凝土强度标准差计算公式计算结果取值;当混凝土强度标准差计算值小于4.0MPa 时,应取4.0MPa 。
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6-3取值。
混凝土强
度标准差σ值 表6-3 混凝土强度等级 ≤C 20
C 25~C 45
C 50~C 55
σ(MPa )
4.0
5.0
6.0
2)计算水胶比(W /B )。混凝土强度等级小于C 60时,混凝土水胶比应按下式计算:
a b
cu o a b b
+W f B f f ααα=
,
式中 αa 、αb ——回归系数,回归系数可由表6-4采用;
f b ——胶凝材料28d 胶砂抗压强度,可实
测,MPa 。
回归系数αa
和αb 选用表 表6-4
系 数 碎 石 卵 石 αa 0.53 0.49 αb
0.20
0.13
当胶凝材料28d 抗压强度(f b )无实测值时,其
值可按下式确定:
f b=γf·γs·f ce
式中γf、γs——粉煤灰影响系数和粒化高炉矿渣粉影响系数,按表6-5选用;
f ce ——水泥28d胶砂抗压强度,可实测,MPa。
粉煤灰影响系数γf和粒化高炉矿渣粉影响系数γs表6-5
掺量(%)粉煤灰影响系数
(γf)
粒化高炉矿渣粉影响
系数(γs)
0 1.00 1.00
10 0.85~0.95 1.00
200.75~0.85 0.95~1.00
300.65~0.75 0.90~1.00
400.55~0.65 0.80~0.90
50—0.70~0.85
注: 1.采用Ⅰ级、Ⅱ级粉煤灰宜取上限值;
2.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
级粒化高炉矿渣粉宜取上限值加0.05;
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测定。
在确定f ce值时,f ce值可根据3d强度或快测强度推定28d强度关系式得出。当无水泥28d抗压强度实测值时,其值可按下式确定:
f ce=γc·f ce,g
式中γc——水泥强度等级值的富余系数(可按实际统计资料确定);当缺乏实际统计资料时,可按表6-6选用;
f ce,g——水泥强度等级值,MPa。
水泥强度等级值的富余系数(γc)表6-6
32.5 42.5 52.5
水泥强度等
级值
富余系数 1.12 1.16 1.10 3)每立方米混凝土用水量的确定。
①干硬性和塑性混凝土用水量的确定。
水胶比在0.40~0.80范围内时,根据粗集料的品种、粒径及施工要求的混凝土拌合物稠度,其用水量可按表6-7、表6-8选取。
干硬性混凝土的用水量(单位:kg/m3)表6-7
拌合物稠度卵石最大粒径碎石最大粒径