《普通混凝土配合比设计规程》配合比计算案例建筑建筑材料_建筑-建筑材料.pdf

普通混凝土配合比设计规程 配合比计算案例 某高层办公楼的基础底板设计使用C30等级混凝土，采用泵送施工工艺。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 结合设计和施工要求，选择原材料并检测其主要性能指标如下：（1）水泥 选用P.0 42.5级水泥，28d胶砂抗汗强度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S93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%o（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%o（5）外加剂 选用北京某公司生产A型聚竣酸减水剂，减水率为2概，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o 为 5.OMPao 表4.0.2 标准差o值（MPa）混凝土强度标准值 WC20 C25、C45 C50 C55 4.0 5.0 6.0 采用规程中公式4.0.1-1 IT算配制强度如下：3 3 Zb（4.o.1-1）式中：/cu,0混凝土配制强度（MPa）；/cu,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）；o混凝土强度标准差（MPa）。计算结果：C30混凝土配制强度不小于38.3MPao 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 釆用普通硅酸盐水泥 时 粉煤灰 W0.40 45 35 0.40 40 30 粒化高炉矿渣粉 W0.40 65 55 0.10 55 45 钢渣粉 30 20 磷渣粉 30 20 硅灰 10 10 复合掺合料 W0.40 65 55 0.40 55 45 注：1 釆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%o 方案3为C30混凝土的粉煤灰掺量25%,矿粉掺量20%o（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，计算伟。普通混凝土配合比设计规程以下简称规程的规定其配合比计算步骤如下原材料选择结合设计和施工要求选择原材料并检测其主要性能指标如下水泥选用级水泥胶砂抗汗强度安定性合格矿物掺合料选用类级粉煤灰细度需水量比烧失量含量细骨料采用当地产天然河砂细度模数级配区含泥量泥块含量外加剂选用京某公司生产型聚竣酸减水剂减水率为概含固量为水选用自来水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选择强度标准差为混凝土强度标的设计强度等级值混凝土强度标准差计算结果混凝土配制强度不小于确定水胶比矿物掺合料掺量选择可确定种情况比较技术经济应根据规程中表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钢筋混凝土表5.1.3 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S 0 1.00 1.00 10 0.850.95 1.00 20 0.750.85 0.951 00 30 0.650.75 0.901.00 40 0.550.65 0.800.90 50 0.700.85 注：1 釆用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0.05o 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.OMPao 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/b=0.70X1.0X4&6=34.OMPa 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/b=0.75X0.98X48.6=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；a、b回归系数，按本规程第5.1.2条的规定取值；/b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。普通混凝土配合比设计规程以下简称规程的规定其配合比计算步骤如下原材料选择结合设计和施工要求选择原材料并检测其主要性能指标如下水泥选用级水泥胶砂抗汗强度安定性合格矿物掺合料选用类级粉煤灰细度需水量比烧失量含量细骨料采用当地产天然河砂细度模数级配区含泥量泥块含量外加剂选用京某公司生产型聚竣酸减水剂减水率为概含固量为水选用自来水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选择强度标准差为混凝土强度标的设计强度等级值混凝土强度标准差计算结果混凝土配制强度不小于确定水胶比矿物掺合料掺量选择可确定种情况比较技术经济应根据规程中表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钢筋混凝土由于没有回归系统统计资料，所以按规程中表5.1.2选取a、b.表5.1.2 回归系数（a、b）取值表 粗 骨料品种 系数 碎石 卵石 a 0.53 0.49 b 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%T粉时混凝土的水胶比为0.430；方案3掺加25%粉煤灰和20%T粉时混凝土的水胶比为0.450o 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。釆用细砂时，每立方米混凝土用水量 可增加5kg10kg；釆用粗砂时，可减少5kglOkgo 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/m3o（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：尤。（1-0）（5.2.2）计算结果：混凝土单位用水量为174kg/m3o 普通混凝土配合比设计规程以下简称规程的规定其配合比计算步骤如下原材料选择结合设计和施工要求选择原材料并检测其主要性能指标如下水泥选用级水泥胶砂抗汗强度安定性合格矿物掺合料选用类级粉煤灰细度需水量比烧失量含量细骨料采用当地产天然河砂细度模数级配区含泥量泥块含量外加剂选用京某公司生产型聚竣酸减水剂减水率为概含固量为水选用自来水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选择强度标准差为混凝土强度标的设计强度等级值混凝土强度标准差计算结果混凝土配制强度不小于确定水胶比矿物掺合料掺量选择可确定种情况比较技术经济应根据规程中表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钢筋混凝土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：B（5.3.1）式中：血0计算配合比每立方米混凝土的用水量（kg/m3）；皿wO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；B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：%=叫（屈（5.2.3）式中：迦0 计算配合比每立方米混凝土中外加剂用量（kg/m3）；此0 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；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/m3o 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：%=叫胪/（5.3.2）式中：zrfO 计算配合比每立方米混凝土中矿物掺合料用量（kg/m3）；0f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U8kg/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/m3o 普通混凝土配合比设计规程以下简称规程的规定其配合比计算步骤如下原材料选择结合设计和施工要求选择原材料并检测其主要性能指标如下水泥选用级水泥胶砂抗汗强度安定性合格矿物掺合料选用类级粉煤灰细度需水量比烧失量含量细骨料采用当地产天然河砂细度模数级配区含泥量泥块含量外加剂选用京某公司生产型聚竣酸减水剂减水率为概含固量为水选用自来水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选择强度标准差为混凝土强度标的设计强度等级值混凝土强度标准差计算结果混凝土配制强度不小于确定水胶比矿物掺合料掺量选择可确定种情况比较技术经济应根据规程中表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钢筋混凝土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：叫厂叫。一（5.3.3）式中：2x0 计算配合比每立方米混凝土中水泥用量（kg/m3）o 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/m3o 方案3混凝土的水泥用量为213kg/m3o 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 Bs=（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 注：1 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；2 采用人工砂配制混凝土时，砂率可适当增大；3 只用一个单粒级粗骨料配制混凝土时，砂率应适当增大。10、计算粗细骨料用量 根据 规程 规定的质量法计算混凝土配合比，假定C30混凝土容重为 2400kg/m3o则粗、细骨料用量应按式（5.5.1-1）计算;砂率应按式（5.5.1-2）计算：叫）十叫+仪0+%+叫。=叫p（5.5.1-1）0、=-xlOO%叫“+叫）（5.5.1-2）式中：昭0计算配合比每立方米混凝土的粗骨料用量（kg/m3）；加0计算配合比每立方米混凝土的细骨料用量（kg/m3）；0s砂率（）；zxp每立方米混凝土拌合物的假定质量（kg）,可取2350 kg/m32450 kg/m3o 计算结果：方案1混凝土的砂和石子用量分别为678kg/m3和1154kg/m3,；方案2普通混凝土配合比设计规程以下简称规程的规定其配合比计算步骤如下原材料选择结合设计和施工要求选择原材料并检测其主要性能指标如下水泥选用级水泥胶砂抗汗强度安定性合格矿物掺合料选用类级粉煤灰细度需水量比烧失量含量细骨料采用当地产天然河砂细度模数级配区含泥量泥块含量外加剂选用京某公司生产型聚竣酸减水剂减水率为概含固量为水选用自来水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选择强度标准差为混凝土强度标的设计强度等级值混凝土强度标准差计算结果混凝土配制强度不小于确定水胶比矿物掺合料掺量选择可确定种情况比较技术经济应根据规程中表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钢筋混凝土混凝土的砂和石子用量分别为673kg/m3和U47kg/m3,方案3混凝土的砂和石子用量分别为680kg/m3和1158kg/m3。11、调整用水量 扣除液体外加剂的水份，C30混凝土实际单位用水量讣算结果为：方案1混凝土的调整用水量为171kg/m3；方案2混凝土的调整用水量为171kg/m3；方案3混凝土的调整用水量为171kg/m30 12、试拌配合比（共计3个方案的配合比）综上所述，计算得到C30混凝土的试拌配合比如下表所示：表计算试拌配合比,kg/m3 序 号 强度等 级 胶凝材 料 水泥 粉煤 灰 矿粉 粗骨料 细骨 料 减水 剂 水 1 C30 394 276 118 0 1154 678 3.94 171 2 C30 405 243 122 41 1147 673 4.05 171 3 C30 399 213 97 77 1158 680 3.87 171 13、技术经济比较 14、试配 普通混凝土配合比设计规程以下简称规程的规定其配合比计算步骤如下原材料选择结合设计和施工要求选择原材料并检测其主要性能指标如下水泥选用级水泥胶砂抗汗强度安定性合格矿物掺合料选用类级粉煤灰细度需水量比烧失量含量细骨料采用当地产天然河砂细度模数级配区含泥量泥块含量外加剂选用京某公司生产型聚竣酸减水剂减水率为概含固量为水选用自来水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选择强度标准差为混凝土强度标的设计强度等级值混凝土强度标准差计算结果混凝土配制强度不小于确定水胶比矿物掺合料掺量选择可确定种情况比较技术经济应根据规程中表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钢筋混凝土