普通混凝土配合比设计规程

《普通混凝土配合比设计规程》   2012-07-13 17:52:53|  分类： 混凝土技术|举报|字号 订阅 《普通混凝土配合比设计规程》 配合比计算 某高层办公楼的基础底板设计使用C30等级混凝土，采用泵送工艺。根据《普通混凝土配合比设计规程》（以下简称《规程》）JGJ 55的规定，其配合比计算步骤如下： 1、原材料选择 结合设计和施工，选择原材料并检测其主要性能指标如下： （1）水泥 选用P.O 42.5级水泥，28d胶砂抗压强度48.6MPa，安定性合格。 （2）矿物掺合料 选用F类II级粉煤灰，细度18.2%，需水量比101%，烧失量7.2%。 选用S95级矿粉，比表面积428m2/kg，流动度比98%，28d活性指数99%。 （3）粗骨料 选用最大公称粒径为25mm的粗骨料，连续级配，含泥量1.2%，泥块含量0.5%，针片状颗粒含量8.9%。 （4）细骨料 采用当地产天然河砂，细度模数2.70，级配II区，含泥量2.0%，泥块含量0.6%。 （5）外加剂 选用北京某公司生产A型聚羧酸减水剂，减水率为25%，含固量为20%。 （6）水 选用自来水。 2、计算配制强度 由于缺乏强度标准差统计资料，因此根据《规程》表4.0.2选择强度标准差σ为5.0MPa。 表4.0.2   标准差σ值（MPa） 混凝土强度标准值 ≤C20 C25~C45 C50~ C55 Σ 4.0 5.0 6.0         采用《规程》中公式4.0.1-1计算配制强度如下： （4.0.1-1） 式中：fcu,0——混凝土配制强度（MPa）； fcu,k——混凝土立方体抗压强度标准值，这里取混凝土的设计强度等级值（MPa）； σ——混凝土强度标准差（MPa）。 计算结果：C30混凝土配制强度不小于38.3MPa。 3、确定水胶比 （1）矿物掺合料掺量选择（可确定3种情况，比较技术经济） 应根据《规程》中表3.0.5-1的规定，并考虑混凝土原材料、应用部位和施工工艺等因素来确定粉煤灰掺量。 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 水胶比 最大掺量（%） 采用硅酸盐水泥时 采用普通硅酸盐水泥时 粉煤灰 ≤0.40 45 35 ＞0.40 40 30 粒化高炉矿渣粉 ≤0.40 65 55 ＞0.40 55 45 钢渣粉 － 30 20 磷渣粉 － 30 20 硅灰 － 10 10 复合掺合料 ≤0.40 65 55 ＞0.40 55 45         注：1  采用其它通用硅酸盐水泥时，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。 综合考虑：方案1为C30混凝土的粉煤灰掺量30%。 方案2为C30混凝土的粉煤灰掺量30%，矿粉掺量10%。 方案3为C30混凝土的粉煤灰掺量25%，矿粉掺量20%。 （2）胶凝材料胶砂强度 胶凝材料胶砂强度试验应按现行国家标准《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》GB/T 17671规定执行，对3个胶凝材料进行胶砂强度试验。也可从《规程》中表5.1.3选取所选3个方案的粉煤灰或矿粉的影响系数，计算fb。 表5.1.3  粉煤灰影响系数（gf）和粒化高炉矿渣粉影响系数（gs） 掺量（%） 种类 粉煤灰影响系数gf 粒化高炉矿渣粉影响系数gs 0 1.00 1.00 10 0.85～0.95 1.00 20 0.75～0.85 0.95～1.00 30 0.65～0.75 0.90～1.00 40 0.55～0.65 0.80～0.90 50 - 0.70～0.85       注：1  采用Ⅰ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级粒化高炉矿渣粉可取上限值加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确定。 检测或计算结果： 方案1实测掺加30%粉煤灰的胶凝材料28d胶砂强度为35.0MPa。 方案2根据表5.1.3选取粉煤灰和矿粉影响系数，计算胶凝材料28d胶砂强度fb＝0.70×1.0×48.6＝34.0MPa 方案3根据表5.1.3选取粉煤灰和矿粉影响系数，计算胶凝材料28d胶砂强度fb＝0.75×0.98×48.6＝35.7MPa （3）水胶比计算 利用《规程》中公式5.1.1计算实际水胶比如下： （5.1.1） 式中：  W/B——混凝土水胶比； aa、ab——回归系数，按本规程第5.1.2条的规定取值； fb——胶凝材料28d胶砂抗压强度（MPa），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/T 17671执行；也可按本规程第5.1.3条确定。 由于没有回归系统统计资料，所以按《规程》中表5.1.2选取aa、ab。 表5.1.2  回归系数（aa、ab）取值表 粗骨料品种 系数 碎石 卵石 aa 0.53 0.49 ab 0.20 0.13       计算结果：方案1掺加30%粉煤灰时混凝土的水胶比为0.442； 方案2掺加30%粉煤灰和10%矿粉时混凝土的水胶比为0.430； 方案3掺加25%粉煤灰和20%矿粉时混凝土的水胶比为0.450。 4、计算用水量 确定坍落度设计值为180mm。根据《规程》第5.2节规定计算用水量步骤如下： （1）塑性混凝土单位用水量 根据《规程》中表5.2.1-2选择单位用水量。满足坍落度90mm的塑性混凝土单位用水量为210kg/m3（插值）。 表5.2.1-2  塑性混凝土的用水量（kg/m3） 拌合物稠度 卵石最大公称粒径（mm） 碎石最大公称粒径（mm） 项目 指标 10.0 20.0 31.5 40.0 16.0 20.0 31.5 40.0 坍落度 （mm） 10～30 190 170 160 150 200 185 175 165 35～50 200 180 170 160 210 195 185 175 55～70 210 190 180 170 220 205 195 185 75～90 215 195 185 175 230 215 205 195                     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5kg～10kg；采用粗砂时，可减少5kg～10kg。 2 掺用矿物掺合料和外加剂时，用水量应相应调整。 （2）推定未掺外加剂时混凝土用水量 以满足坍落度90mm的塑性混凝土单位用水量为基础，按每增大20mm坍落度相应增加5 kg/m3用水量来计算坍落度180mm时单位用水量m′w0＝（180-90）/20*5+210＝232.5kg/m3。 （3）掺外加剂时的混凝土用水量 利用《规程》中公式5.2.2计算掺外加剂时的混凝土用水量如下： （5.2.2） 计算结果：混凝土单位用水量为174kg/m3。 5、计算胶凝材料用量 根据上述水胶比和单位用水量数据，根据《规程》中公式5.3.1计算胶凝材料用量如下： （5.3.1） 式中：mw0——计算配合比每立方米混凝土的用水量（kg/m3）； m′w0——未掺外加剂时推定的满足实际坍落度要求的每立方米混凝土用水量（kg/m3），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5 kg/m3用水量来计算； β——外加剂的减水率（％），应经混凝土试验确定。 计算结果：方案1混凝土的胶凝材料用量为394kg/m3； 方案2混凝土的胶凝材料用量为405kg/m3； 方案3混凝土的胶凝材料用量为387kg/m3。 6、计算外加剂用量 选定C30混凝土的A型减水剂掺量为1.0%，根据《规程》中公式5.2.3计算外加剂用量如下： （5.2.3） 式中： ma0 ——计算配合比每立方米混凝土中外加剂用量（kg/m3）； mb0 ——计算配合比每立方米混凝土中胶凝材料用量（kg/m3）,计算应符合本规程5.3.1条的规定； βa——外加剂掺量（%）,应经混凝土试验确定。 计算结果：方案1混凝土的外加剂单位用量为3.94kg/m3； 方案2混凝土的外加剂单位用量为4.05kg/m3； 方案3混凝土的外加剂单位用量为3.87kg/m3。 7、计算矿物掺合料用量 根据上述确定的粉煤灰和矿粉掺量，根据《规程》中公式5.3.2分别计算粉煤灰和矿粉用量如下： （5.3.2） 式中：mf0 ——计算配合比每立方米混凝土中矿物掺合料用量（kg/m3）； βf——矿物掺合料掺量（%），可结合本规程3.0.5条和5.1.1条的规定确定。 计算结果：方案1混凝土的粉煤灰用量为118kg/m3； 方案2混凝土的粉煤灰和矿粉用量分别为122kg/m3和41kg/m3。 方案3混凝土的粉煤灰和矿粉用量分别为97kg/m3和77kg/m3。 8、计算水泥用量 根据胶凝材料用量、粉煤灰用量，根据《规程》中公式5.3.3计算水泥用量如下： （5.3.3） 式中：mc0 ——计算配合比每立方米混凝土中水泥用量（kg/m3）。 计算结果：方案1混凝土的水泥用量为276kg/m3； 方案2混凝土的水泥用量为243kg/m3。 方案3混凝土的水泥用量为213kg/m3。 9、计算砂率 根据《规程》中表5.4.2的规定，初步选取坍落度60mm时砂率值为31%（插值）。随后按坍落度每增大20mm、砂率增大1％的幅度予以调整，得到坍落度180mm混凝土的砂率βs＝（180-60）/20+31%＝37%。即， 计算结果：坍落度180mm的C30混凝土砂率为37%。 表5.4.2  混凝土的砂率（％） 水胶比 卵石最大公称粒径（mm） 碎石最大粒径（mm） 10.0 20.0 40.0 16.0 20.0 40.0 0.40 26～32 25～31 24～30 30～35 29～34 27～32 0.50 30～35 29～34 28～33 33～38 32～37 30～35 0.60 33～38 32～37 31～36 36～41 35～40 33～38 0.70 36～41 35～40 34～39 39～44 38～43 36～41