普通混凝土配合比设计规程《JGJ-55-2011》

普通混凝土配合比设计规程《JGJ55-2011》3  基本3.0.1混凝土配合比设计应满足混凝土配制强度、拌合物性能、力学性能和耐久性能的设计要求。混凝土拌合物性能、力学性能和耐久性能的试验方法应分别符合现行国家《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080、《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081和《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082的规定。3.0.2混凝土配合比设计应采用实际使用的原材料，并应满足国家现行标准的有关要求；配合比设计应以干燥状态骨料为基准，细骨料含水率应小于0.5%，粗骨料含水率应小于0.2%。3.0.3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。3.0.4混凝土的最小胶凝材料用量应符合3.0.4的规定，配制C15及其以下强度等级的混凝土，可不受表3.0.4的限制。表3.0.4  混凝土的最小胶凝材料用量最大水胶比    最小胶凝材料用量(kg/m3)    素混凝土    钢筋混凝土    预应力混凝土0.60    250    280    3000.55    280    300    3000.50    320≤0.45    3303.0.5矿物掺合料在混凝土中的掺量应通过试验确定。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；预应力钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表3.0.5-2的规定。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（%）        硅酸盐水泥    普通硅酸盐水泥粉煤灰    ≤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    ≤60    ≤50    ＞0.40    ≤50    ≤40    注：①采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥之外的通用硅酸盐水泥时，混凝土中水泥混合材和矿物掺合料用量之和应不大于按普通硅酸盐水泥用量20%计算混合材和矿物掺合料用量之和；    ②对基础大体积混凝土，粉煤灰、粒化高炉矿渣粉和复合掺合料的最大掺量可增加5％；    ③复合掺合料中各组分的掺量不宜超过任一组分单掺时的最大掺量。    表3.0.5-2  预应力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（%）        硅酸盐水泥    普通硅酸盐水泥粉煤灰    ≤0.40    ≤35    ≤30    ＞0.40    ≤25    ≤20粒化高炉矿渣粉    ≤0.40    ≤55    ≤45    ＞0.40    ≤45    ≤35钢渣粉    －    ≤20    ≤10磷渣粉    －    ≤20    ≤10硅灰    －    ≤10    ≤10复合掺合料    ≤0.40    ≤50    ≤40    ＞0.40    ≤40    ≤30    注：①粉煤灰应为Ⅰ级或Ⅱ级F类粉煤灰；    ②在复合掺合料中，各组分的掺量不宜超过单掺时的最大掺量。3.0.6混凝土拌合物中水溶性氯离子最大含量应符合表3.0.6的要求。混凝土拌合物中水溶性氯离子含量应按照现行行业标准《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进行测定。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    0.3    0.06    1.0潮湿但不含氯离子的环境    0.2        潮湿而含有氯离子的环境、盐渍土环境    0.1        除冰盐等侵蚀性物质的腐蚀环境    0.06        3.0.7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土含气量要求经试验确定；掺用引气剂的混凝土最小含气量应符合表3.0.7的规定，最大不宜超过7.0%。    表3.0.7  掺用引气剂的混凝土最小含气量粗骨料最大公称粒径（mm）    混凝土最小含气量（％）    潮湿或水位变动的寒冷和严寒环境    盐冻环境40.0    4.5    5.025.0    5.0    5.520.0    5.5    6.0    注：含气量为气体占混凝土体积的百分比。3.0.8对于有预防混凝土碱骨料反应设计要求的工程，混凝土中最大碱含量不应大于3.0kg/m3，并宜掺用适量粉煤灰等矿物掺合料；对于矿物掺合料碱含量，粉煤灰碱含量可取实测值的1/6，粒化高炉矿渣粉碱含量可取实测值的1/2。4  混凝土配制强度的确定4.0.1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等级小于C60时，配制强度应按下式计算：                    （4.0.1-1）式中，fcu,o——混凝土配制强度（MPa）；    fcu,k——混凝土立方体抗压强度标准值，这里取设计混凝土强度等级值（MPa）；    σ——混凝土强度标准差（MPa）。    2．当设计强度等级大于或等于C60时，配制强度应按下式计算：                    （4.0.1-2）4.0.2混凝土强度标准差应按照下列规定确定：    1．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时，其混凝土强度标准差σ应按下式计算：              （4.0.2）式中，fcu,i——第i组的试件强度（MPa）；    mfcu——n组试件的强度平均值（MPa）；    n——试件组数，n值应大于或者等于30。    对于强度等级不大于C30的混凝土：当σ计算值不小于3.0MPa时，应按照计算结果取值；当σ计算值小于3.0MPa时，σ应取3.0MPa。对于强度等级大于C30且不大于C60的混凝土：当σ计算值不小于4.0MPa时，应按照计算结果取值；当σ计算值小于4.0MPa时，σ应取4.0MPa。    2．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4.0.2取值。表4.0.2  标准差σ值（MPa）混凝土强度标准值    ≤C20    C25~C45    C50~C55σ    4.0    5.0    6.05  混凝土配合比计算5.1  水胶比5.1.1混凝土强度等级不大于C60等级时，混凝土水胶比宜按下式计算：            （5.1.1-1）式中  a、b——回归系数，取值应符合本规程5.1.2的规定；      fb——胶凝材料（水泥与矿物掺合料按使用比例混合）28d胶砂强度（MPa），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；当无实测值时，可按下列规定确定：    1．根据3d胶砂强度或快测强度推定28d胶砂强度关系式推定fb值；    2．当矿物掺合料为粉煤灰和粒化高炉矿渣粉时，可按下式推算fb值：              （5.1.1-2）式中  f、s——粉煤灰影响系数和粒化高炉矿渣粉影响系数，可按表5.1.1选用；      fce,g——水泥强度等级值（MPa）。表5.1.1粉煤灰影响系数f和粒化高炉矿渣粉影响系数s掺量（%）            种类    粉煤灰影响系数f    粒化高炉矿渣粉影响系数s0    1.00    1.0010    0.90～0.95    1.0020    0.80～0.85    0.95～1.0030    0.70～0.75    0.90～1.0040    0.60～0.65    0.80～0.9050    -    0.70～0.85    注：①本表应以P·O42.5水泥为准；如采用普通硅酸盐水泥以外的通用硅酸盐水泥，可将水泥混合材掺量20%以上部分计入矿物掺合料。    ②宜采用Ⅰ级或Ⅱ级粉煤灰；采用Ⅰ级灰宜取上限值，采用Ⅱ级灰宜取下限值。    ③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。      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。5.1.2回归系数a和b宜按下列规定确定：    1．根据工程所使用的原材料，通过试验建立的水胶比与混凝土强度关系式来确定；    2．当不具备上述试验统计资料时，可按表5.1.2采用。表5.1.2  回归系数a、b选用表          粗骨料品种    系数    碎石    卵石a    0.53      0.49b    0.20    0.13    5.2  用水量和外加剂用量5.2.1每立方米干硬性或塑性混凝土的用水量（mwo）应符合下列规定：    1．混凝土水胶比在0.40～0.80范围时，可按表5.2.1-1和表5.2.1-2选取；    2．混凝土水胶比小于0.40时，可通过试验确定。    表5.2.1-1  干硬性混凝土的用水量（kg/m3）拌合物稠度    卵石最大公称粒径（mm）    碎石最大粒径（mm）项目    指标    10.0    20.0    40.0    16.0    20.0    40.0维勃稠度（s）    16～20    175    160    145    180    170    155    11～15    180    165    150    185    175    160    5～10    185    170    155    190    180    165    表5.2.1-2  塑性混凝土的用水量（kg/m3）拌合物稠度    卵石最大粒径（mm）    碎石最大粒径（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    105    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5～10kg；采用粗砂时，可减少5～10kg。    ②掺用矿物掺合料和外加剂时，用水量应相应调整。5.2.2每立方米流动性或大流动性混凝土的用水量（mwo）可按下式计算：              （5.2.2）    式中  mwo’——满足实际坍落度要求的每立方米混凝土用水量（kg），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5kg用水量来计算；    β——外加剂的减水率（％），应经混凝土试验确定。5.2.3每立方米混凝土中外加剂用量应按下式计算：                  （5.2.3）式中：mao——每立方米混凝土中外加剂用量（kg）；    mbo——每立方米混凝土中胶凝材料用量（kg）；    βa——外加剂掺量（%）,应经混凝土试验确定。5.3  胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量5.3.1每立方米混凝土的胶凝材料用量（mbo）应按下式计算：                        （5.3.1）5.3.2每立方米混凝土的矿物掺合料用量（mfo）计算应符合下列规定：  1．按本标准3.0.5条和5.1.1条确定符合强度要求的矿物掺合料掺量βf；  2．矿物掺合料用量（mfo）应按按下式计算：                      （5.3.2）式中：mfo——每立方米混凝土中矿物掺合料用量（kg）；    βf——计算水胶比过程中确定的矿物掺合料掺量（%）。5.3.3每立方米混凝土的水泥用量（mco）应按下式计算：                      （5.3.3）式中：mco——每立方米混凝土中水泥用量（kg）5.4  砂率5.4.1当无历史资料可参考时，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10～60mm的混凝土砂率，可根据粗骨料品种、最大公称粒径及水灰比按表5.4.1选取。    3．坍落度大于60mm的混凝土砂率，可经试验确定，也可在表5.4.1的基础上，按坍落度每增大20mm、砂率增大1％的幅度予以调整。    表5.4.1  混凝土的砂率（％）水胶比（W/B）    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    40.00.40    26～32    25～31    24～30    30～35    29～34    27～320.50    30～35    29～34    28～33    33～38    32～37    30～350.60    33～38    32～37    31～36    36～41    35～40    33～380.70    36～41    35～40    34～39    39～44    38～43    36～41    注：  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；      采用人工砂配制混凝土时，砂率可适当增大；      只用一个单粒级粗骨料配制混凝土时，砂率应适当增大；      对薄壁构件，砂率宜取偏大值。5.4.2砂率应按公式5.5.1-2计算。5.5  粗、细骨料用量5.5.1采用质量法计算粗、细骨料用量时，应按下列公式计算：              （5.5.1-1）                （5.5.1-2）式中  mg0——每立方米混凝土的粗骨料用量（kg）；    ms0——每立方米混凝土的细骨料用量（kg）；    mw0——每立方米混凝土的用水量（kg）；    βs——砂率（％）；    mcp——每立方米混凝土拌合物的假定质量（kg），可取2350～2450kg。    5.5.2采用体积法计算粗、细骨料用量时，应按公式5.5.1-2和下列公式计算：              （5.5.2）    式中  ρc——水泥密度（kg/m3），应按《水泥密度测定方法》GB/T208测定，也可取2900kg/m3～3100kg/m3；    ρf——矿物掺合料密度（kg/m3），可按《水泥密度测定方法》GB/T208测定；    ρg——粗骨料的表观密度（kg/m3），应按现行行业标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52测定；    ρs——细骨料的表观密度（kg/m3），应按现行行业标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52测定；    ρw——水的密度（kg/m3），可取1000kg/m3；    α——混凝土的含气量百分数，在不使用引气型外加剂时，α可取为1。表5.1.1粉煤灰影响系数f和粒化高炉矿渣粉影响系数s掺量（%）            种类      粉煤灰影响系数f      粒化高炉矿渣粉影响系数s0      1.00      1.0010      0.90～0.95      1.0020      0.80～0.85      0.95～1.0030      0.70～0.75      0.90～1.0040      0.60～0.65      0.80～0.9050      -      0.70～0.85