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普通砼配合比设计规程. JGJ55-2011. 一、新旧标准的主要区别 二、设计方法和步骤 三、有特殊要求的混凝土配合比设计 四、粉煤灰混凝土配合比设计. 新旧标准的主要区别. 1 、增加了混凝土耐久性要求的规定(氯离子、含气量、碱含量等); 2 、修订了普通混凝土试配强度的计算公式和强度标准差; 3 、修订混凝土水胶比计算公式中胶砂强度取值和回归系数 α a 和 α b ; 4 、在混凝土试配中增加了耐久性试验验证的内容; 5 、增加了高强混凝土试配强度计算公式、水胶比、胶凝材料用量和砂率推荐表。. 设计方法和步骤. (一) 基本参数
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普通砼配合比设计规程 JGJ55-2011
一、新旧标准的主要区别 二、设计方法和步骤 三、有特殊要求的混凝土配合比设计 四、粉煤灰混凝土配合比设计
新旧标准的主要区别 1、增加了混凝土耐久性要求的规定(氯离子、含气量、碱含量等); 2、修订了普通混凝土试配强度的计算公式和强度标准差; 3、修订混凝土水胶比计算公式中胶砂强度取值和回归系数αa和αb; 4、在混凝土试配中增加了耐久性试验验证的内容; 5、增加了高强混凝土试配强度计算公式、水胶比、胶凝材料用量和砂率推荐表。
设计方法和步骤 (一)基本参数 (二)理论配合比(计算配合比) 的设计与计算 (三)试配 (四) 配合比的调整与确定
基本参数 1、水胶比W/B ; 2、每立方米砼用水量mw ; 3、每立方米砼胶凝材料用量mb ; 4、每立方米砼水泥用量mC ; 5、每立方米砼矿物掺合料用量mf ; 6、砂率βS :砂与骨料总量的重量比; 7、每立方米砼砂用量mS ; 8、每立方米砼石用量mg 。
理论配合比的设计与计算 1、混凝土配制强度的确定; 2、计算水胶比; 3、确定每立方米混凝土用水量; 4、 计算每立方米混凝土胶凝材料、 矿物掺合料和水泥用量; 5、确定每立方米混凝土外加剂用量; 6、 确定混凝土砂率; 7、 计算粗骨料和细骨料用量。
混凝土配制强度的确定 当混凝土设计强度等级小于C60时 fcu.0≥fcu.k+1.645σ fcu.k ——混凝土立方体抗压强度标准值 1.645——强度保证率为95% σ——混凝土强度标准差
σ的取值 1、有近1~3个月同品种、同等级混凝土资料时 (≥30组数据)按式4.0.2统计计算 ≤C30 σ≥3.0MPa >C30 且<C60 σ≥4.0MPa 2、无统计资料时,按表4.0.2取值 ≤C20 C25~C45 C50~C55 4.0 MPa 5.0 MPa 6.0 MPa
计算水胶比W/B 近年来水泥中多加入不同的掺合料,有效胶凝材料含量不确定性较大,故配合比设计的水灰比难以反映有效成分的影响。因此改用胶凝材料总量作水胶比及各种含量的控制。
计算水胶比W/B 当混凝土强度等级小于C60时 W/B=( αa·fb)/(fcu.0+ αa·αb·fb) 砼强度与胶水比成正比(fcu=A×B/W+C ),大等于C60时由于胶凝材料的水化程度不同,强度与胶水比的关系不能再延伸,即线性关系较差,分散性较大,故该公式仅适用于强度等级小于C60的混凝土。
1、fb为胶凝材料28天胶砂抗压强度实测值或按式5.1.3计算1、fb为胶凝材料28天胶砂抗压强度实测值或按式5.1.3计算 fb=γf·γs·fce γf、γs分别为粉煤灰和矿渣粉影响系数,按表5.1.3选用 2、 fce为28天抗压强度实测值或富余系数乘以水泥抗压强度标准值,富余系数按表5.1.4选用。 fce=γc·fceg
3、回归系数αa 、αb可通过试验建立水胶比与混凝土强度关系式确定,当无统计资料时可按表5.1.2选取
水胶比限值 根据混凝土使用时所处的环境条件,考虑其满足耐久性要求所必要的水胶比,在进行混凝土配合比设计时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。
确定每立方米混凝土用水量mw0 1、混凝土水胶比在0.40~0.80范围时,根据砼的坍落度(维勃稠度)、粗骨料品种及最大粒径查本标准表5.2.1-1和5.2.1-2; 2、 数值修正 1) 根据砂的细度修正 细砂+ (5~10kg) 粗砂 - (5~10kg)
2)根据坍落度值修正 以表中坍落度90mm的用水量为基础,坍落度每增加20mm, 用水量增加5kg。 95~110mm +5kg 115~130mm +10kg 坍落度大于等180mm以上时,随坍落度相应增加的用水量可减少。
3)根据外加剂和掺和料修正 mw0=m’w0(1-β) β—外加剂减水率应经试验确定 m’w0 —未掺外加剂时每立方米混凝土用水量
计算每立方米混凝土胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量计算每立方米混凝土胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量 1、胶凝材料用量mb0= mw0/(W/B) 考虑混凝土满足耐久性要求所必要的最小胶凝材料用量,除C15及其以下等级外,应符合本标准中表3.0.4的规定。
2、矿物掺合料用量mf0= mb0 βf βf—矿物掺合料掺量(%),可按表3.0.5确定 参看福建省地方标准《预拌混凝土生产施工技术规程》2012版 3、水泥用量mc0=mb0 ﹣mf0
确定每立方米砼外加剂用量ma0 ma0= mb0 βa βa—外加剂掺量(%),应经试验确定。
确定混凝土砂率βS 1、坍落度小于10mm的砼,其砂率应经试验确定; 2、坍落度为10~60mm的砼,根据粗骨料品种、粒径、水胶比按本标准表5.4.2选取; 3、坍落度大于60mm的砼,其砂率可经试验确定,也可在表5.4.2基础上,进行数值修正:
1)坍落度每增加20mm, 砂率增加1%; 2)根据砂的细度修正 细砂:砂率减小 粗砂:砂率提高 3)采用人工砂时,砂率增大; 4)骨料级配较差时,砂率增大。
计算粗骨料和细骨料用量 粗骨料用量:mg0 细骨料用量:ms0 1、重量法——假定容重法 2、体积法——以1立方米混凝土计算
重 量 法 1、假定混凝土拌合物容重为2350~2450kg/m3 2、则mf0+mc0+mg0+ms0+mw0=mcp βs=[ms0/(ms0+mg0)]×100%
体 积 法 mc0/ρc+mf0/ρf+mg0/ρg+ms0/ρs+mw0/ρw+0.01α=1 βs=[ms0/(ms0+mg0)]×100% ρc :2900-3100kg/ m3 ; ρf:矿物掺合料密度,按GB/T 208测定; ρg :按JGJ52-2006测定,约2650kg/ m3 ; ρs :按JGJ52-2006测定,约2650kg/ m3; ρw :1000kg / m3 ; α:含气量百分数,使用非引气型外加剂时α =1
试 配 1、试配时应采用与工程现场相同的原材料和搅拌方法,且每盘最小搅拌量不少于搅拌机额定量的25%; 2、按理论配合比试拌,并根据拌合物性能作出调整(保证水胶比不变,调整用水量或砂率),使混凝土拌合物性能符合设计和施工要求,得出强度试验用的试拌配合比;
3、应采用三个水胶比进行试配,水胶比在试拌配合比基础上±0.05,用水量相同,砂率可相应增减1%;3、应采用三个水胶比进行试配,水胶比在试拌配合比基础上±0.05,用水量相同,砂率可相应增减1%; (A) 试拌配合比(B) (C) W/B+0.05 W/B W/B-0.05 w w w βs+1% βsβs-1%
4、在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;4、在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; 5、每个配比至少制作一组试件,标养至28天或设计规定龄期时抗压。
混凝土拌合物 • 混凝土拌合物在保持水灰比不变的情况下,水泥浆用量越多,流动性就大。反之则小。 • 水泥浆量过多,就会出现流浆及泌水现象,而且多消耗水泥。若水泥浆量过少,则拌合物会产生崩塌现象,粘聚性变差。
在保持混凝土水泥用量不变的情况下,减少拌合用水量,水泥浆变稠,水泥浆的粘聚力增大,使粘聚性和保水性良好,而流动性变小。增加用水量则情况相反。 在保持混凝土水泥用量不变的情况下,减少拌合用水量,水泥浆变稠,水泥浆的粘聚力增大,使粘聚性和保水性良好,而流动性变小。增加用水量则情况相反。 • 当混凝土加水过少时,即水胶比过低,不仅流动性太小,粘聚性也因混凝土发涩而变差,在一定施工条件下难以成型密实。
加水过多,水灰比过大,水泥浆过稀,这时拌合物虽流动性大,但将产生严重的分层离析和泌水现象,并且严重影响混凝土的强度和耐久性。加水过多,水灰比过大,水泥浆过稀,这时拌合物虽流动性大,但将产生严重的分层离析和泌水现象,并且严重影响混凝土的强度和耐久性。 • 绝不可以单纯以加水的方法来增加流动性。而应采取在保持水胶比不变的条件下,以增加水泥浆量的办法来调整拌合物的流动性。
配合比的调整与确定 1、确定胶水比 2、确定每立方米混凝土的材料用量 3、校正
确定胶水比 根据得出的各组砼强度结果,绘制强度和胶水比的线性关系图或插值法确定略大于砼配制强度(fcu.0)相对应的胶水比数值。 或者选三个(或多个)强度中的一个所对应的胶水比,该强度大等于配制强度。
胶水比与强度的直线关系式 B/W 胶水比1 B/W 胶水比2 胶水比3
确定每立方米混凝土的材料用量 1、在试拌配合比基础上,用水量和外加剂用量应根据确定的水胶比进行调整; 2、胶凝材料用量应以用水量乘以选定的胶水比; 3、粗、细骨料用量应根据用水量和胶凝材料用量进行调整。
校 正 当容重实测值与计算值之差的绝对值超过计算值2%时,应进行调整,各类材料用量应乘以校正系数。 校正系数δ=ρc,t / ρc,c 即实测值/计算值
耐久性验证 1、混凝土配合比调整后,应测定拌合物水溶性氯离子含量,测试方法应符合《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,试验结果应符合表3.0.6的规定。 2、对耐久性有要求的混凝土应进行相关的耐久性试验验证,包括抗渗、抗冻、抗氯离子渗透等试验验证。
重新进行配合比设计的情况 下列情况应重新设计: 1、砼性能指标有特殊要求 2、水泥、外加剂、掺合料品种、质量有显著变化 新标准注重配合比的验证:备用配合比启用时,即使条件类同,也应验证。
有特殊要求的混凝土配合比设计 (一)抗渗混凝土 (二)抗冻混凝土 (三)高强混凝土 (四)泵送混凝土 (五)大体积混凝土
抗 渗 砼 新标准推荐使用普通硅酸盐水泥,要求粉煤灰等级应为I级或II级。最大水胶比与旧标准的最大水灰比要求相同。
抗 渗 砼 一、对原材料的要求 1、水泥宜采用普通硅酸盐水泥; 2、粗骨料宜连续级配,最大粒径不宜大于40mm,细骨料宜采用中砂,骨料的含泥量和泥块含量给予限制; 3、宜采用膨胀剂、防水剂、引气剂、减水剂等,掺用矿物掺合料,粉煤灰应为Ⅰ级或Ⅱ级。
二、对配合比的要求 1、胶凝材料不小于320kg; 2、砂率宜为35%-45%; 3、最大水胶比符合表7.1.2的要求; 4、宜采用最大水灰比的配合比作抗渗试验 Pt≥P/10+0.2 5、掺引气型外加剂时应测定含气量,控制在3.0%~5.0%。
高 强 砼 一、对原材料的要求 1、水泥:硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥; 2、粗骨料的粒径、针片状、含泥量、泥块含量,以及细集料的细度、含泥量、泥块含量等指标对高强砼各项性能有显著的影响,因此对骨料提出严格的指标要求; 3、外加剂与矿物掺合料是配制高强砼必不可少的组成材料。
二、混凝土配合比设计 1、混凝土配制强度的确定 fcu.0≥1.15fcu.k; 2、水胶比、胶凝材料用量和砂率按表7.3.2选取,并应经试配确定; 3、外加剂和矿物掺合料品种和掺量应通过试配确定,矿物掺合料掺量宜为25%~40%,硅灰掺量不宜大于10%; 4、水泥用量不宜大于500kg/m3。
三、试配及配合比确定 1、强度试验用配合比除试拌配合比(依据表7.3.2计算并调整拌合物性能的试拌配合比)外其余水胶比应分别增加和减少0.02; 2、配合比确定后,应采用该配合比进行不少于三盘混凝土的重复试验,且每组抗压强度不应低于配制强度; 3、宜采用标准尺寸试件测抗压强度,非标尺寸折算系数应经试验确定。
泵送混凝土 1、旧标准强调不宜使用火山灰质硅酸盐水泥,而新标准则水泥宜用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥; 2、旧标准规定水胶比不宜大于0.60,而新标准而删除这条规定,其他规定不变。
泵送混凝土 一、对原材料的要求 1、水泥宜用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥; 2、粗骨料宜连续级配,针片状不大于10%,最大粒径的要求; 3、宜采用中砂,通过0.315mm筛孔的颗粒含量不应小于15%。 4、应掺用泵送剂或减水剂、以及粉煤灰或其它活性矿物掺合料。
二、对配合比的要求 1、试配时应考虑坍落度损失 Tt=Tp+ΔT; 2、胶凝材料宜≥300kg/m3; 3、砂率宜为35%~45%。
大体积混凝土 一、对原材料的要求 1、应选用中、低热水泥,采用硅酸盐水泥或普硅水泥时应掺矿物掺合料,且胶凝材料的3d和7d水化热分别不宜大于240kJ/kg和270kJ/kg; 2、粗骨料连续级配,最大粒径和含泥量限制;细骨料宜采用中砂,含泥量限制; 3、掺缓凝型减水剂和矿物掺合料 。