水泥沙配合比塌落度上课讲义.docx

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水泥沙配合比塌落度上课讲义

C15：

水泥强度：

32.5Mpa卵石混凝土水泥富余系数1.00粗骨料最大粒径20mm塔罗度35~50mm

每立方米用料量：

水：

180水泥：

310砂子：

645石子：

1225配合比为：

0.58：

1：

2.081：

3.952砂率34.5%水灰比：

0.58

C20:

水泥强度：

32.5Mpa卵石混凝土水泥富余系数1.00粗骨料最大粒径20mm塔罗度35~50mm

每立方米用料量：

水：

190水泥：

404砂子：

542石子：

1264配合比为：

0.47：

1：

1.342：

3.129砂率30%水灰比：

0.47

C25:

水泥强度：

32.5Mpa卵石混凝土水泥富余系数1.00粗骨料最大粒径20mm塔罗度35~50mm

每立方米用料量：

水：

190水泥：

463砂子：

489石子：

1258配合比为：

0.41：

1：

1.056：

1.717砂率28%水灰比：

0.41

C30:

水泥强度：

32.5Mpa卵石混凝土水泥富余系数1.00粗骨料最大粒径20mm塔罗度35~50mm

每立方米用料量：

水：

190水泥：

500砂子：

479石子：

1231配合比为：

0.38：

1：

0.958:

2.462砂率28%水灰比:

0.38

    混凝土配合比计算方法             

设计标号:

                                  坍落度（mm）:

1.      计算混凝土配制强度:

fcu,o≥fcu,k+1.645σ=

2.    确定混凝土水灰比，查规程JGJ55-2000得回归系数αa=      αb=

fce=γc*fce,g=

W/C=αa*fce/（fcu,o+αa*αb*fce）=

3.    选取用水量:

 查规程JGJ55-2000塑性混凝土用水量mwo=

4.    计算水泥用量

mco=mwo/（W/C）=

5.    选取砂率:

 查规程JGJ55-2000砂率表βs=

6.    计算粗、细骨料用量

mco+mgo+mso+mwo=mcp

βs=mso/（mso+mgo）*100%

计算得：

mso=             mgo=

7.    实验室基准配合比为mco:

mso:

mgo:

mwo=

8.    选取粉煤灰取代水泥率与超量系数：

查规范GBJ146-90得f%=        ,K=

9.    计算粉煤灰取代水泥量、总掺量、超量部分重量

F=mco*f%=          Ft=K*F=        Fe=（k-1）*F=

10.计算调整后的水泥与砂用量

   mc=mco-F=              ms=mso-（Fe/ρf）* ρs=

11.计算外加剂用量

ma=（mc+Ft）*   %=

12.计算掺外加剂时用水量

   mwa=mwo*（1-β）=

13.综上，该标号混凝土设计配合比为

   mc:

ms:

mg:

mw:

mf:

ma=

 上述为配合比计算公式，相应的参数需根据实际选择。

普通混凝土配合比设计规程JGJ55—2011学习体会

第一节基本规定与配制强度的确定

一、基本规定

混凝土配合比设计应满足技术经济两方面要求：

技术要求有：

①使用性能---配制强度及其他力学性能

②工艺性能---拌合物性能

③长期性能和耐久性能。

以下是有关技术要求的具体规定：

1、耐久性设计要求---最大水胶比、最大氯离子含量、最大碱含量

应符合现行国家标准〖混凝土结构设计规范〗GB50010的规定。

GB50010有关内容如下：

3.5耐久性设计

1、新规范规定，耐久性设计按正常使用极限状态控制，耐久性问题表现为钢筋混凝土构件表面锈渍或锈胀裂缝；预应力筋开始锈蚀；结构表面混凝土出现酥裂、粉化等。

它可能引起构件承载力破坏，甚至结构倒塌。

（3.1.3）

2、目前结构耐久性设计只能采用经验方法解决。

根据调研及我国国情，新规范规定了混凝土使用环境类别

的7条基本内容（3.5.2）。

设计者可根据实际条件选择。

混凝土结构耐久性设计的环境类别（规范表3.5.2）

环境类别条件

一室内干燥环境；永久的无侵蚀性静水浸没环境。

二A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直接接触的环境；寒冷和寒冷地区的冰冻线以下与无侵蚀性的水或土直接接触的环境。

B干湿交替环境；水位频频变动区环境；严寒和寒冷地区的露天环境；严寒和寒冷地区的冰冻线以上与无侵蚀性的水或土直接接触的环境。

三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；海风环境。

B盐渍土环境；受除冰盐作用环境；海岸环境。

四海洋环境

五受人为或自然的侵蚀性物质影响的环境。

注：

①室内潮湿环境是指经常暴露在湿度大于75%的环境。

②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】JGJ24的有关规定。

③海岸环境为距海岸线100米以内；室内潮湿环境为距海岸线100米以外、300米以内，但应考虑主导风向及结构所处迎风、背风部位等因素的影响。

④受除冰盐影响环境为受除冰盐盐雾影响的环境；受除冰盐作用环境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、停车楼等建筑。

混凝土结构耐久性影响因素之二是设计使用年限，使用年限的主要内因是材料抵抗性能退化的能力，本规范对设计年限为50年的混凝土结构材料作出了规定：

混凝土结构的耐久性基本要求（规范表3.5.3）

环境类别最大水胶比最低强度等级最大氯离子含量（%）最大碱含量（㎏/m3）

一0.60C200.30不限制

二A0.55C250.203.0

B0.50（0.55）C30（C25）0.15

三A0.45（0.50）C35（C30）0.15

B0.40C400.10

注：

①预应力构件混凝土中氯离子含量不得超过0.06%,最低混凝土强度等级应按表中规定提高二个等级。

②素混凝土构件的水胶比及最低强度等级的要求可适当放松。

③有可靠的工程经验时，二类环境中的最低混凝土强度等级可降低一个等级。

④处于严寒和寒冷地区二b、三a类环境中的的混凝土应使用引气剂，并可采用括号中的有关参数；

⑤当使用非碱活性骨料时，对混凝土中的碱含量可不作限制。

2、混凝土最小胶凝材料用量

除配制C15及其以下强度等级的混凝土外，混凝土最小胶凝材料用量应符合表3.0.4的规定：

表3.0.4混凝土最小胶凝材料用量

最大水胶比最小胶凝材料用量（㎏/m3）

素混凝土钢筋混凝土预应力混凝土

0.60250280300

0.55280300300

0.50320

≦0.45330

3、矿物掺合料最大掺量

矿物掺合料在混凝土中的掺量应通过试验确定。

采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥时，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，预应力混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表3.0.5-2的规定。

对于基础大体积混凝土，粉煤灰、粒化高炉矿渣和复合掺合料最大掺量可增加5%。

采用大于30%的C类粉煤灰的混凝土应以实际使用的水泥和粉煤灰掺量进行安定性检验。

表3.0.5-1钢筋混凝土矿物掺合料最大掺量

矿物掺合料种类水胶比最大掺量（%）

采用硅酸盐水泥采用普通硅酸盐水泥

粉煤灰≦0.404535

﹥0.404030

粒化高炉矿渣≦0.406555

﹥0.405545

复合掺合料≦0.406555

﹥0.405545

①采用其他通用硅酸盐水泥时，宜将水泥混合材掺量20%以上的混合材量计入矿物掺合料。

②复合掺合料各组分的掺量不宜超过单掺时的最大掺量；

③在混合使用两种或两种以上矿物掺合料时，矿物掺合料总掺量应符合表中复合掺合料的规定。

表3.0.5-2预应力混凝土矿物掺合料最大掺量

矿物掺合料种类水胶比最大掺量（%）

采用硅酸盐水泥采用普通硅酸盐水泥

粉煤灰≦0.403530

﹥0.402520

粒化高炉矿渣≦0.405545

﹥0.404535

复合掺合料≦0.405545

﹥0.404535

①采用其他通用硅酸盐水泥时，宜将水泥混合材掺量20%以上的混合材量计入矿物掺合料。

②复合掺合料各组分的掺量不宜超过单掺时的最大掺量；

③在混合使用两种或两种以上矿物掺合料时，矿物掺合料总掺量应符合表中复合掺合料的规定。

4、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应符合表3.0.6的规定，其测试方法应符合现行行业标准【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。

表3.0.6混凝土拌合物中水溶性氯离子最大含量

环境条件水溶性氯离子最大含量（%，水泥用量的质量百分比）

钢筋混凝土预应力混凝土素混凝土

干燥环境0.300.061.00

潮湿但不含氯离子的环境0.20

潮湿且含氯离子的环境、盐渍土环境0.10

除冰盐等侵蚀性物质的腐蚀环境0.06

5、掺引气剂……

6、预防碱骨料反应

对于有预防混凝土碱骨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，混凝土中最大碱含量不应大于3.0㎏/m3；对于矿物掺合料碱含量，粉煤灰含量可取实测量的1/6，粒化高炉矿渣粉碱含量可取实测值的1/2.

归纳起来，基本规定主要有：

最大水胶比、最大氯离子含量、最大碱含量；混凝土最小胶凝材料用量；矿物掺合料最大掺量；混凝土拌合物中水溶性氯离子最大含量等内容。

其中，最大水胶比、混凝土最小胶凝材料用量；矿物掺合料最大掺量；混凝土拌合物中水溶性氯离子最大含量四项必查，其他根据设计要求而定。

二、配制强度确定

1、当混凝土的设计强度等级小于C60时，配制强度按下式确定：

式中——混凝土配制强度

——设计的混凝土强度标准值，取设计强度等级值。

——混凝土强度标准差，

当混凝土的设计强度等级不小于C60时，配制强度按下式确定：

≧1.15

2、当混凝土的设计强度等级小于C60时，混凝土强度标准差取值

①当具有近1～3个月的同一品种、同一强度值混凝土强度资料，，且组数不小于30时，其混凝土强度标准差应进行统计计算。

此法有一个最低值限制：

对于强度等级不大于C30的混凝土，取3.0Mpa。

对于强度等级大于C30且小于C60的混凝土，取4.0Mpa。

②当没有近期同一品种、同一强度值混凝土强度资料，按下表取值。

混凝土强度标准值≦C20C25～C45C50～C55

σ4.05.06.0

第二节计算配合比的计算步骤及方法

以下是C60以下的混凝土配合比计算步骤及方法

一、根据混凝土强度标准差计算混凝土配制强度：

式中——混凝土施工配制强度

——设计的混凝土强度标准值，取设计强度等级值。

——混凝土强度标准差。

系数1.645为保证的保证率为95%时的概率度；

二、根据水胶比公式计算水胶比W/B：

1、计算水胶比

W/B=

式中，

⑴αa、αb—回归系数

按下列规定取值：

根据工程所用原材料，通过试验建立的水胶比与混凝土强度关系式来确定。

当不具备上述试验统计资料时，可按表5.1.2选用。

表5.1.2回归系数取值表

碎石卵石

αa0.530.49

αb0.200.13

⑵fb---胶凝材料28天胶砂抗压强度值（Mpa）

A、可实测，且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/T17671执行。

B、当胶凝材料28天胶砂抗压强度值fb无实测值时，可按下式计算：

fb=粉煤灰影响系数×粒化高炉矿渣影响系数×水泥28d胶砂抗压强度（Mpa），

其中，粉煤灰影响系数和粒化高炉矿渣粉影响系数可按表5.1.3选用：

表5.1.3粉煤灰影响系数和粒化高炉矿渣粉影响系数

掺量粉煤灰影响系数粒化高炉矿渣粉影响系数

O1.001.00

100.85～0.951.00

200.75～0.850.95～1.00

300.65～0.750.90～1.00

400.55～0.650.80～0.90

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当超过表中掺量时，粉煤灰和粒化高炉矿渣粉影响系数应经试验确定。

水泥28d胶砂抗压强度

可实测，

当水泥28d胶砂抗压强度无实测值时，可按下式计算：

水泥28d胶砂抗压强度=水泥强度等级富裕系数×水泥强度等级值。

水泥强度等级富裕系数，可按实际统计资料确定，当缺乏实际统计资料时，也可按表5.1.4选用。

表5.1.4水泥强度等级富裕系数

水泥强度等级325425525

水泥强度等级富裕系数1.121.161.10

2、耐久性复核，

最大水胶比应符合现行国家标准〖混凝土结构设计规范〗GB50010的规定，即第一节基本规定1，规范表3.5.3。

从计算水胶比、耐久性复核最大水胶比二者之中，取小者作为混凝土配合比设计的水胶比。

三、根据坍落度及粗骨料最大粒径计算混凝土单位用水量mwo

1、确定坍落度

泵送混凝土试配时要求的坍落度值应按下式计算：

试配时要求的坍落度值=入泵时要求的坍落度值＋试验测得在预计时间内的坍落度经时损失值。

一般在正常情况下，在水泥加水后的最初半小时内，水化产物的体积很小，坍落度的损失可以忽略不计。

此后，混凝土的坍落度即开始以一定速率减小，其快慢决定于水化时间、温度、水泥组成以及所掺外加剂。

经时损失应进行试验。

2、初定单位用水量

掺外加剂时，流动性或大流动性混凝土单位用水量按以下确定：

mwa=/（1－β）

mwa----计算配合比每立方米混凝土用水量（㎏/m3）

/--未掺外加剂时用水量

/未掺外加剂时推定的满足坍落度要求的每立方米混凝土用水量（适用于中砂，碎石）（㎏/m3）：

表5.2.1-2塑性混凝土的用水量（㎏/m3）

拌合物稠度碎石最大公称粒径（㎜）

项目指标16.020.031.540.0

坍落度（㎜）10～30200185175165

35～50210195185175

55～70220205195185

75～90230215205195

表中规律：

①公称粒径越大，单方用水量越少。

②坍落度越大，单方用水量越多。

流动性或大流动性混凝土单位用水量未掺外加剂时，推定每立方米混凝土满足实际坍落度要求的每立方米混凝土用水量（㎏/m3），按上表当坍落度90时为基础，按坍落度每增大20㎜用水量增加5㎏，当坍落度增加到180㎜以上时，随坍落度相应增加的用水量可减少。

以此，计算出未掺外加剂时的混凝土用水量。

掺外加剂后的混凝土用水量可按下式计算：

Mwa=（1－β）

β为减水剂的减水率。

外加剂减水率应经试验确定。

结合现场经验，初定单位用水量。

四、每立方米混凝土外加剂用量

按下式计算：

计算配合比每立方米混凝土外加剂用量（㎏/m3）=计算配合比每立方米胶凝材料用量（㎏/m3）×外加剂掺量

外加剂掺量—根据厂家提供资料，经试验确定。

五、根据W/B计算每立方胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量

1、胶凝材料用量

⑴计算

按下式计算胶凝材料用量，并应进行试拌调整，在拌合物性能满足的情况下，取经济合理的胶凝材料用量：

Mb0=÷（W/B）

Mb0—计算配合比每立方米混凝土胶凝材料用量，（㎏/m3）。

--计算配合比每立方米混凝土用水量，（㎏/m3）。

W/B—混凝土水胶比。

⑵最小胶凝材料用量复核

最小胶凝材料用量应符合本规范3.0.4的规定，具体见本规范表3.0.4。

即第一节基本规定2，

从计算胶凝材料用量、耐久性复核最小胶凝材料二者之中，取大者作为混凝土配合比设计的胶凝材料用量。

2、每立方米混凝土矿物掺合料用量mfo

按下式计算：

矿物掺合料用量mf0=每立方米混凝土胶凝材料用量Mb0×矿物掺合料掺量βf。

按3.1.1条矿物掺合料最大掺量规定确定。

3、水泥用量

每立方米混凝土水泥用量=胶凝材料用量－矿物掺合料用量

六、根据已有资料，砂率初定38%。

1、砂率应根据骨料的技术指标、混凝土拌合物性能和施工要求，参考既有历史资料确定。

2、当缺乏砂率的历史资料时，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10mm～60mm的混凝土，其砂率可根据粗骨料品种、最大公称粒径及水胶比按表5.4.2选取；

水胶比卵石最大公称粒径㎜碎石最大公称粒径㎜

10.020.040.016.020.040.0

0.4026～3225～3124～3030～3529～3427～32

0.5030～3529～3428～3333～3832～3730～35

0.6033～3832～3731～3636～4135～4033～38

0.7036～4135～4034～3939～4438～4336～41

注：

a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；

b采用人工砂配制混凝土时，砂率可适当增大；

c只用一个单粒级粗骨料配制混凝土地，砂率应适当增大。

③坍落度大于60mm的混凝土，其砂率应经试验确定；也可在表5.4.2的基础上，按坍落度每增大20mm，砂率增大1%的幅度予以调整。

七、计算砂、石用量

按质量法（假定表观密度法），按下式计算：

计算配合比每立方混凝土矿物料掺量+计算配合比每立方混凝土水泥掺量+计算配合比每立方混凝土水+石+砂=混凝土拌合物假定质量（㎏）

砂÷（砂+石）=砂率

砂石是计算混凝土配合比每立方用量，为未知数。

混凝土拌合物假定质量（㎏）可取2350㎏/m3～2450㎏/m3。

第三节试验室试配、调整与确定

试配是确定混凝土配合比的重要环节。

分五个阶段：

混凝土拌合物和易性检验和调整；强度检验和调整；表观密度检验和调整；测拌合物水溶性氯离子含量、耐久性试验。

一、计算配合比方案

将第二节所得的计算配合比作为试验室试配的基础。

二、实验过程与结果--和易性测试与调整：

试配原则：

采用工程中实际使用的原材料；搅拌方法宜与生产时使用的方法相同。

第次试验

L混凝土配合比材料用量

水泥粉煤灰水砂石外加剂品种和掺量

注：

①在计算水胶比的时候，把砂中含水的因素考虑了进去。

②试配的最小搅拌量应符合表6.1.3的规定，并不应小于搅拌机公称容量的1/4且不应大于搅拌机的公称容量。

表6.1.3混凝土试拌的最小搅拌量

粗骨料最大公称粒径㎜拌合物数量L

≦31.520

40.025

试验后测量：

坍落度

扩展度（＋）/2=cm

外观目测粘聚性和保水性：

结论：

分析：

1h后测坍落度，粘聚性、保水性

2h后测坍落度㎜，粘聚性、保水性

结论：

结论、分析和措施可根据以下情况处理：

⑴测得的坍落度符合设计要求，且混凝土的粘聚性和保水性很好，则此配合比即可定为供检验强度用的基准配合比，该盘混凝土可用来浇制检验强度或其他性能指标用的试块。

⑵如果测得的坍落度符合设计要求，但混凝土的粘聚性和保水性不好，则应加大砂率，增加细集料用量，重新称料，搅拌并检验混凝土的和易性。

该盘混凝土不能用来做检验强度的试块。

⑶如果测得的坍落度低于设计要求，即混凝土过干，则可把所有拌合物（包括做过试验以及散落在地的）重新收集入搅拌机，加上少量拌合水（事先必须计量）并同时加入使水灰比不变的水泥量。

重新搅拌后再检验混凝土的和易性—坍落度、保水性、粘聚性。

如一次添料后即能满足要求，则此调整后的配合比即可定为基准配合比。

如果一次添料不能满足要求，则该盘混凝土作废。

重新调整用水量（水灰比不变）或砂率，称料、搅拌、直到检验合格为止。

⑷如果测得的坍落度大于设计要求，即混凝土过稀，则此盘混凝土不能再继续其他试验。

此时，应降低用水量，及水泥用量（水胶比不变），重新称料、搅拌、直到检验合格为止。

方法和原则：

水胶比不变的前提下，①调整用水量；②增减减水剂用量；③调整砂率；④砂率不变，增加砂石用量。

以及其他措施，要在此积累经验。

倘若第一次试验不合格，按按以上步骤反复测试和调整，直到和易性符合要求为止，从而得到和易性合格的供混凝土强度试验用的试拌配合比。

试拌配合比：

水泥粉煤灰矿渣水砂石外加剂品牌及厂家名称

三、强度测定与调整

1、强度试验与强度测定

强度检验及水胶比调整时至少应采用三个不同配合比。

其水灰比一个为试拌配合比，另外两个配合比水灰比较试拌配合比分别增加和减少0.05；用水量与试拌配合比相同，调整胶凝材料用量。

砂率可分别增加和减少1%。

每种配合比至少做一组28天标准养护试件，为了快速检验，每种配合比可做三组---三天、七天、28天试件，并应以标准养护到28天可设计规定龄期时试压。

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。

当不同水灰比的混凝土拌合物坍落度与要求值的差超过允许偏差时，可通过增减用水量、外加剂用量、或砂率，进行调整，此时保持水灰比不变。

①试拌配合比

L混凝土配合比材料用量

水泥粉煤灰矿渣水砂石外加剂品牌及厂家名称

拌合物坍落度：

㎜，扩展度㎜。

目测粘聚性和保水性：

拌合物的表观密度：

㎏/m3。

测得三天抗压强度（MPa）

试块一试块二试块三平均值抗压强度值

分析：

达到28天配制强度××Mp的…%，设计强度C××的…%。

为稳妥起见，28天强度送质检站。

测得七天抗压强度（MPa）

试块一试块二试块三平均值抗压强度值

分析：

达到28天配制强度××Mp的…%，设计强度C××的…%。

为稳妥起见，28天强度送质检站。

测得二十八天抗压强度（MPa）

试块一试块二试块三平均值抗压强度值

分析：

②试拌配合比水灰比+0.05

L混凝土配合比材料用量

试块一试块二试块三平均值抗压强度值

拌合物坍落度：

目测粘聚性和保水性：

拌合物的表观密度：

测得三天抗压强度（MPa）

试块一试块二试块三平均值抗压强度值

分析：

测得七天抗压强度（MPa）

试块一试块二试块三平均值抗压强度值

分析：

测得二十八天抗压强度（MPa）

试块一试块二试块三平均值抗压强度值

分析：

③试拌配合比水灰比—0.05

L混凝土配合比材料用量

水泥粉煤灰水砂石外加剂品牌及厂家名称

拌合物坍落度：

目测粘聚性和保水性：

拌合物的表观密度：

测得三天抗压强度（MPa）

试块一试块二试块三平均值抗压强度值

分析：

测得七天抗压强度（MPa）

试块一试块二试块三平均值抗压强度值

分析：

测得二十八天抗压强度（MPa）

试块一试块二试块三平均值抗压强度值

分析：

2、混凝土强度与胶水比关系的线性回归：