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普通混凝土配合比设计规程一、基本知识1.普通混凝土是指干密度为2000~2800kg/m3的水泥混凝土。其是由水泥、砂、石、矿物掺合料、外加剂和水组成，它们之间的数量关系直接影响着混凝土的拌合物的和易性、强度及耐久性。2.混凝土配合比设计：狭义：混凝土配合比设计应指采用工程所用原材料，确定混凝土中各原材料的比例用量，以获得具有特定性能混凝土的过程。广义：混凝土配合比设计应指综合考虑建筑物的结构特点、原材料性能、施工工艺及设备、施工环境、质量管理等因素，结合混凝土的拌合物性能、力学性能和耐久性要求，确定混凝土中各原材料的比例用量，以获得经济合理、性能优良混凝土的连续过程。3.配合比设计理念的转变：配合比指标以抗压强度为主转变为耐久性设计为主；矿物掺合料的类型及掺量的提高；外加剂的普遍应用；特殊混凝土的性能要求（高强混凝土、自密实混凝土等）4.普通混凝土配合比设计的四项基本要求：满足施工要求的和易性；满足设计的强度等级，并具有95%的保证率；满足工程所处环境对混凝土的耐久性要求；经济合理，最大限度节约水泥，降低混凝土的成本。和易性混凝土拌合物便于施工操作，能够达到结构均匀、成型密实的能力。和易性主要包括流动性、粘聚性和保水性。影响和易性因素：(1)组成材料及其用量之间的关系：水泥品种及其水泥浆数量和单位用水量；骨料的品种、级配和粗细程度；水灰比；砂率；外加剂。(2)施工环境的温度、搅拌制度等。合理砂率与坍落度及水泥用量的关系强度满足混凝土工程结构设计或工程进度的强度要求。影响混凝土强度的因素：（1）水泥的强度和水灰比：水泥强度越高，则混凝土强度越高。当混凝土水灰比值在0.40～0.80之间时越大，则混凝土的强度越低；水灰比定律：在材料相同的条件下，砼强度值随水灰比的增大而减小，其变化规律呈近似双曲线形状。（2）粗集料的品种碎石形状不规则，表面粗糙、多棱角，与水泥石的粘结强度较高；卵石呈圆形或卵圆形，表面光滑，与水泥石的粘结强度较低。在水泥石强度及其它条件相同时，碎石混凝土的强度高于卵石混凝土的强度（3）养护条件在保证足够湿度情况下，温度越高，水泥凝结硬化速度越快，早期强度越高；低温时水泥混凝土硬化比较缓慢，当温度低至0℃以下时，硬化不但停止，且具有冰冻破坏的危险；（4）龄期：龄期是指混凝土在正常养护条件下所经历的时间。在正常的养护条件下，混凝土的抗压强度随龄期的增加而不断发展，在7～14d内强度发展较快，以后逐渐减慢，28d后强度发展更慢。耐久性保证混凝土在自然环境及使用条件下的耐久性要求。抗渗性混凝土的抗渗性是指混凝土抵抗压力渗透的能力。抗冻性混凝土的抗冻性是指混凝土在饱和水状态下，能抵抗冻融循环作用而不发生破坏，强度也不显著降低的性质。抗侵蚀性混凝土的抗侵蚀性主要取决于水泥石的抗侵蚀性。抗碳化性混凝土的碳化主要指水泥石的碳化。碱集料反应碱集料反应是指水泥、外加剂等混凝土组成物及环境中的碱与集料中碱活性矿物在潮湿环境下缓慢发生并导致混凝土开裂破坏的膨胀反应。提高混凝土耐久性的措施（1）合理选择混凝土的组成材料：根据混凝土工程特点或所处环境条件，选择水泥品种；选择质量良好、技术要求合格的骨料。（2）提高混凝土制品的密实度：严格控制混凝土的水灰比和水泥用量；选择级配良好的骨料及合理砂率，保证混凝土的密实度；掺入适量减水剂，提高混凝土的密实度；严格按操作规程进行施工操作。（3）改善混凝土的孔隙结构：在混凝土中掺入适量引气剂，可改善混凝土内部的孔结构，封闭孔隙的存在，可以提高混凝土的抗渗性、抗冻性及抗侵蚀性。经济性在保证混凝土工程质量的前提下，合理地使料，降低成本。JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》2011年12月1日实施1总则1.0.1为规范普通混凝土配合比设计方法，满足设计和施工要求，保证混凝土工程质量，并且达到经济合理，制定本规程。1.0.2本规程适用于工业与民用建筑及一般构筑物所采用的普通混凝土配合比设计。除一些专业工程以及特殊构筑物的混凝土1.0.3普通混凝土配合比设计除应符合本规程的规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。2术语、符号2.1术语2.1.1普通混凝土：干表观密度为2000kg/m3～2800kg/m3的混凝土。（在建工行业，普通混凝土简称混凝土，是指水泥混凝土）2.1.2干硬性混凝土：拌合物坍落度小于10mm且须用维勃稠度（s）表示其稠度的混凝土。（维勃稠度可以合理表示坍落度很小甚至为零的混凝土拌合物稠度，维勃稠度等级划分为5个。）2术语、符号等级维勃稠度（s）V0≥31V130~21V220~11V310~6V45~32术语、符号2.1.3塑性混凝土：拌合物坍落度为10mm～90mm的混凝土。2.1.4流动性混凝土：拌合物坍落度为100mm～150mm的混凝土。2.1.5大流动性混凝土：拌合物坍落度不低于160mm的混凝土。2术语、符号坍落度等级划分为5个等级。等级坍落度（mm）S110～40S250～90S3100~150S4160~210S5≥220混凝土拌合物稠度允许偏差2术语、符号2.1.6抗渗混凝土：抗渗等级不低于P6的混凝土。2.1.7抗冻混凝土：抗冻等级不低于F50的混凝土。（均指设计提出要求的抗渗或抗冻混凝土）2.1.9泵送混凝土：可在施工现场通过压力泵及输送管道进行浇筑的混凝土。（包括流动性混凝土和大流动性混凝土，泵送时坍落度不小于100mm。）2术语、符号2.1.10大体积混凝土：体积较大的、可能由胶凝材料水化热引起的温度应力导致有害裂缝的结构混凝土。（大体积混凝土也可以定义为，混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。）2术语、符号2.1.11胶凝材料：混凝土中水泥和矿物掺合料的总称。2.1.12胶凝材料用量：混凝土中水泥用量和矿物掺合料用量之和。（胶凝材料和胶凝材料用量的术语和定义在混凝土工程技术领域已被广泛接受）2.1.13水胶比：混凝土中用水量与胶凝材料用量的质量比。（代替水灰比）2.1.14矿物掺合料掺量：矿物掺合料用量占胶凝材料用量的质量百分比。2.1.15外加剂掺量：外加剂用量相对于胶凝材料用量的质量百分比。（11～15是新组建的术语和定义）2术语、符号fb—胶凝材料28d胶砂抗压强度实测值（MPa）m0—计算（基准）配合比每立方米混凝土的用量（kg）；γf—粉煤灰影响系数；γs—粒化高炉矿渣粉影响系数；Pt—六个试件中不少于4个未出现渗水时的最大水压值（MPa）；P—设计要求的抗渗等级值；Tt—试配时要求的坍落度值（mm）；Tp—入泵时要求的坍落度值（mm）ΔT—试验测得的预计出机到泵送时间段内的坍落度经时损失值（mm）。3基本规定（新增加）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、长期性能和耐久性能的设计要求。混凝土拌合物性能、力学性能、长期性能和耐久性能的试验方法应分别符合现行国家标准《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。强调混凝土配合比设计应满足耐久性能要求这是本次规程修订的重点之一。3基本规定（新增加）3.0.2混凝土配合比设计应采用工程实际使用的原材料，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%。我国长期以来一直在建设工程中采用以干燥状态骨料为基准的混凝土配合比设计，具有可操作性，应用情况良好。3基本规定（最大水胶比）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。(控制水胶比是保证耐久性的重要手段，水胶比是配比设计的首要参数）《混凝土结构设计规范》对不同环境条件的混凝土最大水胶比作了规定。混凝土结构暴露的环境类别3基本规定（最小胶凝材料）3.0.4混凝土的最小胶凝材料用量应符合表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。（在满足最大水胶比条件下，最小胶凝材料用量是满足混凝土施工性能和掺加矿物掺和料后满足混凝土耐久性的胶凝材料用量）最大水胶比最小胶凝材料用量（kg/m3）素砼钢砼预应力0.602502803000.552803003000.50320≤0.45330GB/T50476-2008混凝土结构耐久性设计规范中有关胶凝材料用量条款3基本规定（矿物掺合料最大掺量）3.0.5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。规定矿物掺合料最大掺量主要是为了保证混凝土耐久性能。矿物掺合料在混凝土中的实际掺量是通过试验确定的，在本规程配合比调整和确定步骤中规定了耐久性试验验证，以确保满足工程设计提出的混凝土耐久性要求。当采用超出表3.0.5-1和表3.0.5-2给出的矿物掺合料最大掺量时，全然否定不妥，通过对混凝土性能进行全面试验论证，证明结构混凝土安全性和耐久性可以满足设计要求后，还是能够采用的。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≤0.404535＞0.404030粒化高炉矿渣粉≤0.406555＞0.405545钢渣粉------3020磷渣粉------3020硅灰------1010复合掺合料≤0.406555＞0.405545预应力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≤0.403530＞0.402520粒化高炉矿渣粉≤0.405545＞0.404535钢渣粉------2010磷渣粉------2010硅灰------1010复合掺合料≤0.405545＞0.4045353基本规定（水溶性氯离子最大含量）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。按环境条件影响氯离子引起钢锈的程度简明地分为四类，并规定了各类环境条件下的混凝土中氯离子最大含量。采用测定混凝土拌合物中氯离子的方法，与测试硬化后混凝土中氯离子的方法相比，时间大大缩短，有利于配合比设计和控制。表3.0.6中的氯离子含量系相对混凝土中水泥用量的百分比，与控制氯离子相对混凝土中胶凝材料用量的百分比相比，偏于安全。表3.0.6环境条件水溶性氯离子最大含量（%，水泥用量的质量百分比）钢砼预应力砼素砼干燥环境0.300.061.00潮湿但不含氯离子的环境0.20潮湿且含有氯离子的环境、盐渍土环境0.10除冰盐等侵蚀性物质的腐蚀环境0.063基本规定（最小含气量）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%。掺加适量引气剂有利于混凝土的耐久性，尤其对于有较高抗冻要求的混凝土，掺加引气剂可以明显提高混凝土的抗冻性能。引气剂掺量要适当，引气量太少作用不够，引气量太多混凝土强度损失较大。表3.0.7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40.04.55.025.05.05.520.05.56.03基本规定（最大碱含量）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。掺加适量粉煤灰和粒化高炉矿渣粉等矿物掺合料，对预防混凝土碱骨料反应具有重要意义。