客运专线高性能混凝土配合比设计作业指导书
客运专线铁路混凝土配合比设计作业指导书
中铁某局联合体石太客运专线某标段
项目经理部
二OO五年十一月
目录
1 编制目的 (3)
2 适用范围 (3)
3 依据标准 (3)
4 原材料的选择与质量要求 (4)
4.1 水泥 (4)
4.2 细骨料 (5)
4.3 粗骨料 (7)
4.4 水 (9)
4.5 外加剂 (10)
4.6 掺和料 (11)
5 混凝土配合比设计 (12)
5.1 一般规定 (12)
5.2 混凝土配合比设计步骤 (18)
6 混凝土配合比选定试验 (28)
6.1 试验前准备 (28)
6.2 试样拌制 (28)
6.3 拌合物稠度试验 (29)
6.4 表观密度试验 (30)
6.5 含气量试验 (31)
6.6 凝结时间试验 (32)
6.7 泌水率试验 (33)
6.8 立方体抗压强度 (35)
6.9 抗折强度 (36)
6.10 劈裂抗拉强度 (38)
6.11 混凝土抗渗性能 (39)
6.12 混凝土收缩值测定 (40)
6.13 混凝土轴心抗压强度试验 (42)
6.14 混凝土静力受压弹性模量 (43)
6.15 混凝土抗裂性试验 (45)
6.16 混凝土电通量快速测定方法 (46)
7 相关记录 (47)
附录A 混凝土所处环境类别及作用等级 (49)
附录B 混凝土配合比设计计划 (51)
附录C 混凝土配合比选定试验记录 (55)
1 编制目的
混凝土工程在铁路桥涵、隧道等工程中都是一个极其重要的分项工程，使用的混凝土不仅涉及普通混凝土，泵送混凝土，而且涉及喷射混凝土、水下混凝土、预应力混凝土等专业要求较高的混凝土类型。随着混凝土的发展及人们对工程质量要求的越来越严，混凝土耐久性的质量要求与控制越来越受到人们的关注，为了做好石太客运专线铁路工程混凝土的配合比设计，使配制的混凝土达到设计要求的结构安全、使用功能和耐久性能，满足设计使用年限内正常运营的需要，特编制《客运专线混凝土配合比设计作业指导书》。
2 适用范围
本作业指导书适用于石太铁路客运专线Z7标段内所有混凝土配合比的设计、试配、及验证性试验。
3 依据标准中华工程网
3.1《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2000
3.2《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》TB10424-2003
3.3《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》铁建设[2005]160号
3.4《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》铁建设[2005]157号
3.5《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》科技基[2005]101号
3.6《铁路混凝土与砌体工程施工规范》TB10210-2001
3.7《铁路混凝土工程施工技术指南》TZ210-2005
3.8《铁路桥涵工程施工质量验收标准》TB10415-2003
3.9《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》铁建设[2005]160号
3.10《铁路桥涵施工规范》TB10203-2002
3.11《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》TZ213-2005
3.12《铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10417-2003
3.13《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》铁建设[2005]160号
3.14《铁路隧道施工规范》TB10204-2002
3.15《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》TZ214-2005
4 原材料的选择与质量要求
4.1 水泥
4.1.1 水泥宜选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，水泥的混合材宜为矿渣或粉煤灰，有耐硫酸盐侵蚀要求的混凝土也可选用中抗硫酸盐硅酸盐水泥或高抗硫酸盐硅酸盐水泥，不宜使用早强水泥。
4.1.2 水泥的质量应符合国家现行标准要求和《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》中对水泥的技术要求的规定。
《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175-1999标准对水泥的技术要求
品种
技术指标硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥
I型II型
不溶物（%）≤0.75 ≤1.50
烧失量（%）≤3.0 ≤3.5 ≤5.0
氧化镁（%）水泥中含量不宜超过5.0%。如水泥经压蒸安定性试验合格，允许放宽到6.0%。
三氧化硫（%）≤3.5
细度（%）比表面积大于300m2/kg 80um方孔筛筛余不得超过10.0%。
凝结时间初凝不得早于45min，终凝不得迟于6.5h。初凝不得早于45min，终凝不得迟于10h。
安定性用沸煮法检验必须
碱（%）碱含量按Na2O+0.65K2O计算值来表示。使用活性骨料时碱含量不大于0.60%或由供需双方商
定。
强度等级42.5 42.5R 52.5 52.5R62.5 62.5R 32.5 32.5R 42.5 42.5R 52.5 52.5R
抗折强度
MPa 3d 3.5 4.0 4.0 5.0 5.0 5.5 2.5 3.5 3.5 4.0 4.0 5.0
28d 6.5 6.5 7.0 7.0 8.0 8.0 5.5 5.5 6.5 6.5 7.0 7.0
抗压强度
MPa 3d 17.0 22.0 23.0 27.0 28.0 32.0 11.0 16.0 16.0 21.0 22.0 26.0
28d 42.5 42.5 52.5 52.5 62.5 62.5 32.5 32.5 42.5 42.5 52.5 52.5
《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》中对水泥的技术要求的规定见下表：
铁路混凝土对水泥的技术要求
序号项目技术要求备注
1 比表面积≤350m2/kg（对硅酸盐水泥、抗硫酸盐水泥）按《水泥比表面积测定方法（勃氏法）》（GB/T8074）检验
2 80um方孔筛筛余≤10.0%（对普通硅酸盐水泥）按《水泥细度检验方法（80um筛筛析法）》（GB/T1345）检验
3 游离氧化钙含量≤1.0% 按《水泥化学分析方法》（GB/T176）检验
4 碱含量≤0.80%
5 熟料中的C3A含量非氯盐环境下不应超过8%，氯盐环境下不应超过10% 按《水泥化学分析方法》（GB/T176）检验后计算求得
6 氯离子含量不宜大于0.10%（钢筋混凝土）按《水泥原料中氯的化学分析方法》（JC/T420）检验
≤0.06%（预应力混凝土）
注：1 当骨料具有碱-硅酸反应活性时，水泥的碱含量不应超过0.60%；
2 C40及以上混凝土用水泥的碱含量不宜超过0.60%。
4.2 细骨料
4.2.1 细骨料应选用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小的洁净天然河砂（在《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》、《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》中规定为中粗砂），也可选用专门机组生产的人工砂，不宜使用山砂，不得使用海砂。
4.2.2 细骨料的颗粒级配（累计筛余百分数）应满足下表的规定。
细骨料的累计筛余百分数（%）
级配区
筛孔尺寸ⅠⅡⅢ
10.0mm 0 0 0
5.0mm 10-0 10-0 10-0
2.50mm 35-5 25-0 15-0
1.25mm 65-35 50-10 25-0
0.63mm 85-71 70-41 40-16
0.315mm 95-80 92-70 85-55
0.160mm 100-90 100-90 100-90
注：（1）除5.0mm和0.63mm筛档外，砂的实际颗粒级配与表中所列累计筛余百分率相比，允许稍有超出分界线，但其总量不应大于5%；
（2）当所用细骨料的颗粒级配不符合要求时，应采取经试验证明能确保工程质量的措施后，方可允许使用。
4.2.3 细骨料的粗细程度应按细度模数分为粗、中、细三级，其细度模数分别为：
粗级：3.7-3.1；中级：3.0-2.3；细级：2.2-1.6。
配制混凝土时宜优先选用中级细骨料。当采用粗级细骨料时，应提高砂率，并保持足够的水泥或胶凝材料用量，以满足混凝土的和易性；当采用细级细骨料时，宜适当降低砂率。
泵送混凝土、抗渗混凝土宜选用中级细骨料。
4.2.4 细骨料的坚固性用硫酸钠溶液循环浸泡法检验，试样经5次循环后，其质量损失不应大于8%。细骨料的吸水率不应大于2%。
4.2.5 采用天然河砂配制混凝土时，砂中含泥量、泥块含量、云母、轻物质、有机物、硫化物及硫酸盐等有害物质的含量应符合下表的规定。
砂中有害物质限值
项目质量指标
含泥量（%）≤3.0 ≤2.5 ≤2.0 泥块含量（%）≤0.5 云母含量（%）≤0.5 轻物质含量（%）≤0.5 氯离子含量（%）≤0.02 硫化物及硫酸盐含量（折算成SO3）（%）≤0.5 有机物含量（用比色法试验）颜色不应深于标准色。如深于标准色，则应按水泥胶砂强度试验方法进行强度对比试验，抗压强度比不应低于0.95。 当砂中含有颗粒状的硫酸盐或硫化物杂质时，应进行专门检验，确认能满足混凝土耐久性要求时，方能采用。 4.2.6 细骨料应采用砂浆棒法检验其碱活性，且砂浆棒的膨胀率应小于0.10%；当骨料的碱-硅酸反应砂浆棒膨胀率在0.10%-0.20%时，混凝土的碱含量应满足下表的要求；当骨料的砂浆棒膨胀率在0.20%-0.30%时，除了混凝土的碱含量满足下表规定外，混凝土中还应掺加具有明显抑制效能的矿物掺合料和外加剂，并经试验证明抑制有效。 混凝土最大碱含量（kg/m3） 设计使用年限级别一（100年）二（60年）三（30年 环境条件干燥环境 3.5 3.5 3.5 潮湿环境 3.0 3.0 3.5 含碱环境* 3.0 3.0 注：1、“*”号表示混凝土必须换用非碱活性骨料。 2、混凝土的总碱含量包括水泥、矿物掺合料、外加剂及水的碱含量之和。其中，矿物掺合料的碱含量以其所含可溶性碱计算。粉煤灰的可溶性碱量取粉煤灰总碱量的1/6，矿渣粉的可溶性碱量取矿渣粉总碱量的1/2，硅灰的可溶性碱量取硅灰总碱量的1/2。 3、干燥环境是指不直接与水接触、年平均空气相对湿度长期不大于75%的环境；潮湿环境是指长期处于水下或潮湿土中、干湿交替区、水位变化区及年平均相对湿度大于75%的环境；含碱环境是指直接与高含盐碱地、海水、含碱工业废水或钠（钾）盐等接触的环境；干燥环境或潮湿环境与含碱环境交替变化时，均按含碱环境对待。 4、处于含碱环境中设计使用寿命为30年、60年的混凝土结构，除了对混凝土的碱含量按上表的要求进行控制外，还应对混凝土表面作防水、防碱涂层处理，否则应换用非碱活性骨料。 4.2.7 当采用专门机组生产的人工砂或混合砂配制混凝土时，人工砂及混合砂经亚甲蓝试验判定后，石粉含量应符合下表的规定，压碎指标值应小于25%。 人工砂及混合砂中石粉含量限值 混凝土强度等级 石粉含量MB<1.40 ≤10.0 ≤7.0 ≤5.0 MB≥1.40 ≤5.0 ≤3.0 ≤2.0 4.3 粗骨料 4.3.1粗骨料应选用级配合理、粒形良好、质地均匀坚固、线胀系数小的洁净碎石，也可采用碎卵石，不宜采用砂岩碎石。 4.3.2混凝土应采用二级或三级级配粗骨料。其松散堆积密度应大于1500kg/m3，紧密空隙率宜小于40%，吸水率应小于2%（用于干湿交替或冻融环境条件下的混凝土应小于1%）。 4.3.3 粗骨料的最大公称粒径不宜超过钢筋的混凝土保护层厚度的2/3（在严重腐蚀环境条件下不宜超过钢筋的混凝土保护层厚度的1/2），且不得超过钢筋最小间距的3/4。配制强度等级C50及以上预应力混凝土时，粗骨料最大公称粒径（圆孔筛）不应大于25mm。 4.3.4 当粗骨料为碎石时，碎石的强度可用岩石抗压强度表示，且岩石抗压强度与混凝土强度等级之比不应小于1.5。施工过程中碎石的强度可用压碎指标值进行控制。碎卵石的强度应用压碎指标值表示。压碎指标应符合下表的规定。 粗骨料的压碎指标（%） 混凝土强度等级 岩石种类沉积岩（水成岩）变质岩或深成的火成岩火成岩沉积岩（水成岩）变质岩或深成的火成岩火成岩 碎石压碎指标≤16 ≤20 ≤30 ≤10 ≤12 ≤13 碎卵石压碎指标≤16 ≤12 注：沉积岩（水成岩）包括石灰岩、砂岩等，变质岩包括片麻岩、石英岩等，深成的火成岩包括花岗岩、正长岩、闪长岩和橄榄岩等，喷出的火成岩包括玄武岩和辉绿岩等。. 4.3.5 粗骨料的坚固性用硫酸钠溶液循环浸泡法检验，试样经5次循环后，其重量损失率应符合下表的规定。 粗骨料的坚固性指标 结构类型混凝土结构预应力混凝土结构 重量损失率（%）≤8 ≤5 4.3.6 粗骨料中的有海物质含量应符合下表的规定。 粗骨料的有害物质含量（%） 强度等级 项目 含泥量（%）≤1.0 ≤1.0 ≤0.5 泥块含量（%）≤0.25 针片状颗粒总含量（%）≤10 ≤10 ≤8 硫化物及硫酸盐含量（折算成SO3）（%）≤0.5 氯离子含量（%）≤0.02 碎卵石中有机物含量（用比色法试验）颜色不应深于标准色。如深于标准色，应配制成混凝土进行强度对比试验，抗压强度比不应低于0.95。中华工程网 4.3.7 粗骨料应采用岩相法检验其矿物组成。若粗骨料含有碱-硅酸反应活性矿物，其砂浆棒膨胀率应小于0.10%，当粗骨料的碱-硅酸反应砂浆棒膨胀率在0.10%-0.20%时，混凝土的碱含量应满足下表的要求；当骨料的砂浆棒膨胀率在0.20%-0.30%时，除了混凝土的碱含量满足下表规定外，混凝土中还应掺加具有明显抑制效能的矿物掺合料和外加剂，并经试验证明抑制有效。不得使用具有碱-碳酸反应活性的骨料。 混凝土最大碱含量（kg/m3） 设计使用年限级别一（100年）二（60年）三（30年 环境条件干燥环境 3.5 3.5 3.5 潮湿环境 3.0 3.0 3.5 含碱环境* 3.0 3.0 4.4 水 4.4.1 拌和用水可采用饮用水。当采用其他来源的水时，水的品质应符合下表的要求。 拌和用水的品质要求 项目预应力混凝土钢筋混凝土素混凝土 PH值＞4.5 ＞4.5 ＞4.5 不溶物（mg/L）＜2000 ＜2000 ＜5000 可溶物（mg/L）＜2000 ＜5000 ＜10000 氯化物（以Cl-计）（mg/L）＜500 ＜1000 3500 硫酸盐（以SO42-计）（mg/L）＜600 ＜2000 2700 碱含量（以当量Na2O计）（mg/L）＜1500 ＜1500 ＜1500 4.4.2 用拌和用水与用蒸馏水（或符合国家标准的生活饮用水）进行水泥净浆试验所得的水泥初凝时间差及终凝时间差均不得大于30min，其初凝与终凝时间尚应符合有关水泥的国家标准的规定。 4.4.3 用拌和用水配制的水泥砂浆或混凝土的28天抗压强度不得低于用蒸馏水（或符合国家标准的生活饮用水）拌制的对应砂浆或混凝土抗压强度的90%。 4.4.4 拌和用水不得采用海水。当混凝土处于氯盐锈蚀环境时，拌和用水中Cl-含量不应大于200mg/L。对于使用钢丝或经热处理钢筋的预应力混凝土，拌和用水中Cl-含量不得超过350mg/L。 4.5 外加剂 4.5.1外加剂应采用减水率高、塌落度损失小、适量引气、质量稳定、能满足混凝土耐久性能的产品。当将不同功能的多种外加剂复合使用时，外加剂之间以及外加剂与水泥之间应有良好的适应性。宜选用多功能复合外加剂。在《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》中还规定，外加剂必须经铁道部鉴定或评审，并经铁道部产品质量监督检验中心检验合格。 4.5.2 外加剂的性能应符合下表的规定。外加剂的匀质性应符合现行国家标准《混凝土外加剂》（GB8076）的规定 外加剂的性能 序号项目指标备注 1 水泥净浆流动度（mm）≥240 按《混凝土外加剂匀质性试验方法》（GB8077）检验 2 硫酸钠含量（%）≤10.0 3 Cl离子含量（%）≤0.2 4 碱含量（Na2O+0.658K2O）（%）≤10.0 5 减水率（%）≥20 按《混凝土外加剂》（GB8076）检验 6 含气量（%）用于配制非抗冻混凝土时≥3.0 用于配制抗冻混凝土时≥4.5 7 坍落度保留值（用于泵送混凝土时）（mm）30min ≥180 按《混凝土泵送剂》（JC473）检验 60min ≥150 8 常压沁水率比（%）≤20 按《混凝土外加剂》（GB8076）检验 9 压力沁水率比（用于泵送混凝土时）（%）≤90 按《混凝土泵送剂》（JC473）检验 10 抗压强度比（%）3d ≥130 按《混凝土外加剂》（GB8076）检验 7d ≥125 28d ≥120 11 对钢筋锈蚀作用无锈蚀https://www.360docs.net/doc/18660933.html, 12 收缩率比（%）≤135 13 相对耐久性指标（%，200次）≥80 4.6 掺和料 4.6.1 矿物掺和料应选用品质稳定的产品，其品种宜为粉煤灰、磨细矿渣粉或硅灰。不同矿物掺和料的掺量应根据混凝土的施工环境条件特点、拌和物性能、力学性能以及耐久性要求通过试验确定。 4.6.2 矿物掺和料的技术要求应符合下列表中规定。 粉煤灰的技术要求 序号项目技术要求备注 C50以下 混凝土C50及以上 混凝土 1 细度（%）≤20 ≤1 2 按《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596）检验 2 Cl离子含量（%）不宜大于0.02 按《水泥原料中氯的化学分析方法》（JC/T420）检验 3 需水量比（%）≤105 ≤100 按《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596）检验 4 烧失量（%）≤5.0 ≤3.0 按《水泥化学分析方法》（GB/T176）检验 5 含水率（%）≤1.0（对干排灰）按《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596）检验 6 SO3含量（%）≤3 按《水泥化学分析方法》（GB/T176）检验 7 CaO含量（%）≤10（对于硫酸盐侵蚀环境） 注：因条件所限当烧失量指标达不到表中要求时，在其他指标符合表中要求的情况下，经试验证明能满足混凝土耐久性要求时，烧失量指标可适当放宽，但用于C50以下混凝土时不得大于8%，用于C50及以上混凝土时不得大于5%。 磨细矿渣粉的技术要求 序号项目技术要求备注 1 MgO含量（%）≤14 按《水泥化学分析方法》（GB/T176）检验 2 SO3含量（%）≤4 3 烧失量（%）≤3 4 Cl离子含量（%）不宜大于0.02 按《水泥原料中氯的化学分析方法》（JC/T420）检验 5 比表面积（m2/kg）350~500 按《水泥比表面积测定方法（勃氏法）》（GB/T8074）检验 6 需水量比（%）≤100 按《高强高性能混凝土用矿物外加剂》（GB/T18736）检验 7 含水率（%）≤1.0 按《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》（GB/T18046）检验 8 活性指数（%）（28d）≥95 硅灰的技术要求 序号项目技术要求备注 1 烧失量（%）≤6 按《水泥化学分析方法》（GB/T176）检验 2 Cl离子含量（%）不宜大于0.02 按《水泥原料中氯的化学分析方法》（JC/T420）检验 3 SiO2含量（%）≥85 按《高强高性能混凝土用矿物外加剂》（GB/T18736）检验 4 比表面积（m2/kg）≥18000 5 需水量比（%）≤125 6 含水率（%）≤3.0 按《水泥化学分析方法》（GB/T176）检验 7 活性指数（%）（28d）≥85 按《高强高性能混凝土用矿物外加剂》（GB/T18736）检验 5 配合比设计 5.1 一般规定 5 .1.1 混凝土工程应采用质量密度为2200-2550kg/m3的混凝土。 5.1.2 混凝土应根据强度等级、耐久性等设计要求和原材料品质以及施工工艺、可能的环境条件变化等进行配合比设计。当设计对混凝土的耐久性指标无具体要求时，应按《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》附录G的规定确定。混凝土配合比应通过计算、试配、试件检测后经调整确定。配制成的混凝土应能满足设计强度等级、耐久性指标和施工工艺等要求。配合比选定试验应提前进行，留出足够的时间进行配 合比调整。当混凝土所用的原材料、施工工艺及环境条件等发生变化时，必须重新选定配合比。 5.1.3 混凝土中的碱含量应符合设计要求。设计无具体要求的，当骨料的碱-硅酸反应砂浆棒膨胀率在0.10%-0.20%时，混凝土的碱含量应满足下表的要求；当骨料的砂浆棒膨胀率在0.20%-0.30%时，除了混凝土的碱含量满足下表规定外，混凝土中还应掺加具有明显抑制效能的矿物掺合料和外加剂，并经试验证明抑制有效。试验方法可采用《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》附录J规定的方法一或方法二。混凝土最大碱含量（kg/m3） 设计使用年限级别一（100年）二（60年）三（30年 环境条件干燥环境 3.5 3.5 3.5 潮湿环境 3.0 3.0 3.5 含碱环境* 3.0 3.0 注：1、“*”号表示混凝土必须换用非碱活性骨料。 2、混凝土的总碱含量包括水泥、矿物掺合料、外加剂及水的碱含量之和。其中，矿物掺合料的碱含量以其所含可溶性碱计算。粉煤灰的可溶性碱量取粉煤灰总碱量的1/6，矿渣粉的可溶性碱量取矿渣粉总碱量的1/2，硅灰的可溶性碱量取硅灰总碱量的1/2。https://www.360docs.net/doc/18660933.html, 3、干燥环境是指不直接与水接触、年平均空气相对湿度长期不大于75%的环境；潮湿环境是指长期处于水下或潮湿土中、干湿交替区、水位变化区及年平均相对湿度大于75%的环境；含碱环境是指直接与高含盐碱地、海水、含碱工业废水或钠（钾）盐等接触的环境；干燥环境或潮湿环境与含碱环境交替变化时，均按含碱环境对待。 4、处于含碱环境中设计使用寿命为30年、60年的混凝土结构，除了对混凝土的碱含量按上表的要求进行控制外，还应对混凝土表面作防水、防碱涂层处理，否则应换用非碱活性骨料。 5.1.4 钢筋混凝土中由水泥、矿物掺和料、骨料、外加剂和拌和用水等引入的氯离子总含量不应超过胶凝材料总量的0.10%，预应力混凝土结构的氯离子总含量不应超过胶凝材料总量的0.06%。 5.1.5 混凝土的最大水胶比和单方混凝土胶凝材料的最低用量应满足设计要求。当设计无具体要求时，应符合下列表中的规定。 钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土的最大水胶比和最小胶凝材料用量（kg/m3） 环境类别环境作用等级设计使用年限级别 一（100年）二（60年）三（30年） 最大 水胶比最小胶凝材料用量最大 水胶比最小胶凝材料用量最大 水胶比最小胶凝材料用量 碳化环境T1 0.55 280 0.60 260 0.65 260 T2 0.50 300 0.55 280 0.60 260 T3 0.45 320 0.50 300 0.50 300 氯盐环境L1 0.45 320 0.50 300 0.50 300 L2 0.40 340 0.45 320 0.45 320 L3 0.36 360 0.40 340 0.40 340 化学侵蚀环境H1 0.50 300 0.55 280 0.60 260 H2 0.45 320 0.50 300 0.50 300 H3 0.40 340 0.45 320 0.45 320 H4 0.36 360 0.40 340 0.40 340 钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土的最大水胶比和最小胶凝材料用量(kg/m3)续表 环境类别环境作用等级设计使用年限级别 一（100年）二（60年）三（30年） 最大 水胶比最小胶凝材料用量最大 水胶比最小胶凝材料用量最大 水胶比最小胶凝材料用量 冻融环境D1 0.50 300 0.55 280 0.60 260 D2 0.45 320 0.50 300 0.50 300 D3 0.40 340 0.45 320 0.45 320 D4 0.36 360 0.40 340 0.40 340 磨蚀环境M1 0.50 300 0.55 280 0.60 260 M2 0.45 320 0.50 300 0.50 300 M3 0.40 340 0.45 320 0.45 320 素混凝土的最大水胶比和最小胶凝材料用量（kg/m3） 环境类别环境作用等级设计使用年限级别 一（100年）二（60年）三（30年） 最大 水胶比最小胶凝材料用量最大 水胶比最小胶凝材料用量最大 水胶比最小胶凝材料用量 碳化环境T1、T2、T3 0.60 280 0.65 260 0.65 260 氯盐环境L1、L2、L3 0.60 280 0.65 260 0.65 260 化学侵蚀环境H1 0.50 300 0.55 280 0.60 260 H2 * * 0.50 300 0.50 300 H3 * * * * * * H4 * * * * * * 冻融环境D1 0.50 300 0.55 280 0.60 260 D2 * * 0.50 300 0.50 300 D3 * * * * * * D4 * * * * * * 磨蚀环境M1 0.55 280 0.60 260 0.65 260 M2 0.50 300 0.55 280 0.60 260 M3 * * 0.50 300 0.50 300 注：“*”表示不宜采用素混凝土结构。 5.1.6 当化学侵蚀介质为硫酸盐时，混凝土的胶凝材料还应符合下表的规定。胶凝材料的抗蚀系数应按《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》附录K规定的方法试验，不得小于0.8。 硫酸盐侵蚀环境下混凝土胶凝材料的要求 环境作用等级水泥品种水泥熟料中的C3A含量（%）粉煤灰或磨细矿渣粉的掺量（%）最小胶凝材料用量（kg/m3） H1 普通硅酸盐水泥≤8 ≥20 300 中抗硫酸盐硅酸盐水泥≤5 -- 300 H2 普通硅酸盐水泥≤8 ≥25 330 中抗硫酸盐硅酸盐水泥≤5 ≥20 300 高抗硫酸盐硅酸盐水泥≤3 -- 300 H3、H4 普通硅酸盐水泥≤6 ≥30 360 中抗硫酸盐硅酸盐水泥≤5 ≥25 360 高抗硫酸盐硅酸盐水泥≤3 ≥20 360 5.1.7 《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》要求：C30及以下混凝土的胶凝材料总量不宜高于400kg/m3，C35-C40混凝土不宜高于450 kg/m3，C50及以上混凝土不宜高于500 kg/m3。混凝土中宜适量掺加符合技术要求的粉煤灰、矿渣粉或硅灰等矿物掺和料。不同矿物掺和料的掺量应根据混凝土的施工环境条件特点、拌和物性能、力学性能以及耐久性要求通过试验确定。一般情况下，矿物掺和料掺量不宜小于胶凝材料总量的20%。当混凝土中粉煤灰掺量大于30%时，混凝土的水胶比不宜大于0.45。预应力混凝土以及处于冻融环境中的混凝土中粉煤灰的掺量不宜大于30%。 5.1.8 混凝土拌和物的入模含气量应满足设计要求。当设计无具体要求时，含气量应按下表控制。 混凝土含气量 环境条件混凝土无抗冻要求混凝土有抗冻要求 D1 D2、D3 D4 含气量（%）≥2.0 ≥4.0 ≥5.0 ≥5.5 《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》规定，对有抗冻要求的混凝土的含气量应根据抗冻等级的要求经试验确定。 5.1.9 混凝土的强度等级必须符合设计要求。预应力混凝土、喷射混凝土、蒸汽养护混凝土的抗压强度标准条件养护试件的试验龄期为28d，其他混凝土抗压强度标准条件养护试件的试验龄期为56d。 5.1.10 当设计对混凝土的弹性模量、抗渗等级有要求时，其弹性模量、抗渗等级应符合设计要求。 5.1.11 普通混凝土结构表面的非受力裂缝宽度不得大于0.20mm，预应力混凝土结构表面不得出现裂缝。 5.1.12 混凝土的耐久性指标 （1）混凝土的耐久性一般包括混凝土的抗裂性、护筋性、耐蚀性、抗冻性、耐磨性及抗碱-骨料反应性等，混凝土耐久性指标应根据结构的设计使用年限、所处的环境类别及作用等级等确定。 （2）混凝土耐久性的一般要求 a 混凝土的电通量应满足下表的规定。 混凝土的电通量 设计使用年限级别一（100年）二（60年）、三（30年） 56d电通量（C） C30-C45 <1500 <2000 ≥C50 <1000 <1500 b 混凝土的抗裂性应通过对比试验。 c 钢筋的混凝土保护层厚度除遵守现行铁路工程有关专业标准的规定外，还应符合以下规定：离混凝土表面最近的普通钢筋（主筋、箍筋和分布筋）的混凝土保护层厚度C（钢筋外缘至混凝土表面的距离）应不小于下表规定的最小厚度Cmin与混凝土保护层厚度施工允许偏差负值?之和。 普通钢筋的混凝土保护层最小厚度Cmin（mm） 结构 类别设计使用年限碳化环境氯盐环境磨蚀环境冻融破坏环境化学侵蚀环境 T1 T2 T3 L1 L2 L3 M1 M2 M3 D1 D2 D3 D4 H1 H2 H3 H4 桥梁涵洞100年35 35 45 45 50 60 35 40 45 35 45 50 60 35 45 50 60 隧道衬砌100年35 35 40 40 45 55 - - - 35 40 45 55 30 40 45 55 路基支挡60年20 20 30 30 40 50 25 25 35 25 30 40 50 25 30 40 50 100年30 30 40 40 45 55 30 35 40 30 40 45 55 30 40 45 55 d 混凝土的抗碱-骨料反应性能符合下列规定。 骨料的碱-硅酸反应砂浆棒膨胀率或碱-碳酸盐反应岩石柱膨胀率应小于0.10%，当骨料的碱-硅酸反应砂浆棒膨胀率在0.10%-0.20%时，混凝土的碱含量应满足《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》的要求； 当骨料的砂浆棒膨胀率在0.20%-0.30%时，除了混凝土的碱含量满足规定外，混凝土中还应掺加具有明显抑制效能的矿物掺合料和外加剂，并经试验证明抑制有效。 （3）对于氯盐环境下的钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土结构，混凝土的耐久性除满足第二条的规定外，还应满足下表的规定。 氯盐环境下混凝土的电通量 设计使用年限级别一（100年）二（60年）、三（30年） 环境作用等级L1 L2、L3 L1 L2、L3 56d电通量（C）<1000 <800 <1500 <1000 （4）对于化学侵蚀环境下的混凝土结构，混凝土的耐久性除满足第二条的规定外，还应满足下表的规定。化学侵蚀环境下混凝土的电通量 设计使用年限级别一（100年）二（60年）、三（30年） 环境作用等级H1、H2 H3、H4 H1、H2 H3、H4 56d电通量（C）<1200 <1000 <1500 <1000 （5）对于冻融破坏环境下的混凝土结构，混凝土的耐久性除满足第二条的规定外，还应满足下表的规定。冻融破坏环境下混凝土的抗冻性 设计使用年限级别一（100年）二（60年）三（30年） 环境作用等级D1、D2、D3、D4 D1、D2、D3、D4 D1、D2、D3、D4 抗冻等级（56d）≥F300 ≥F250 ≥F200 （6）对于磨蚀环境下的混凝土结构，混凝土的耐久性除满足第二条的规定外，混凝土的耐磨性事先应通过对比试验。 （7）处于严重腐蚀环境下的混凝土结构，应根据《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》第8章的规定采取必要的附加防腐蚀措施。 5.2 混凝土配合比设计步骤 5.2.1 根据设计要求、相关验收标准、施工规范等要求，结合混凝土所处环境、使用部位、构件状况、施工方式、当地原材料状况，编制混凝土配合比设计计划，填写混凝土所处环境调查表、混凝土基本情况及施工情况调查表、混凝土技术指标选定表、混凝土原材料选定表（见附录B：混凝土配合比设计计划）。确定混凝土技术指标。选择拟用材料种类。核对供应商提供的水泥熟料的化学成分和矿物组成、混合材种类和数量等资料，初步选定混凝土的水泥、矿物掺合料、骨料、外加剂、拌和水的品种以及水胶比、胶凝材料总用量，矿物掺合料和外加剂的掺量。当设计无明确要求时，按5.1条规定选定。 5.2.2 参照《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55的规定计算单方混凝土中各种原材料组分用量，并核算配合比的水胶比、胶凝材料总量、总碱含量和氯离子含量是否满足5.1条的要求。否则应从新选择原材料或调整计算的配合比，直至满足要求为止。 5.2.2.1 混凝土试配强度 为使所配制的混凝土具有必要的强度保证率，混凝土的配制强度必须大于其强度等级值，配制强度一般按下式计算： fcu，0=k（fcu，k+tζ） 式中： fcu，0--混凝土配制强度（MPa）； k--混凝土含气量影响系数，对含气量在3%-6%的混凝土，可取1.09-1.33； fcu，k--混凝土设计强度等级（MPa）； t--为达到一定保证率所需的标准离差倍数，当保证率为85%时取1，当保证率为95%时取1.645； ζ--标准离差（MPa），也称为均方差、根方差，取决于混凝土生产过程中的质量管理水平，应由施工单位根据自己的强度等级、设备、工艺、材料、配合比等方面基本相同的历史资料（不少于25组），按下式计算： ζ=[（∑fcu，i2-nμfcu2）/（n-1）]1/2 式中： fcu，I--第I组混凝土试件强度代表值（MPa） μfcu--统计周期内混凝土试件强度平均值（MPa） n--统计周期内混凝土试件总组数 标准离差的下限值，对C20-C25级混凝土取2.5MPa，对C30及C30级以上的混凝土取3.0MPa。如果计算结果低于下限值，则取下限值作为计算混凝土配制强度的标准差。 当施工单位为历史统计资料时，强度标准差按现行国家标准〈混凝土结构工程施工质量验收规范〉的规定取用。凭经验时，可根据要求的强度等级按下列规定取用：当强度等级小于等于C15时，标准差取4MPa，强度等级为C20-C35时，标准差取5MPa，强度等级大于等于C40时，取6MPa。 5.2.2.2 水灰比 根据混凝土试配强度按下式计算水灰比： W/C=（aafce）/（fcu0+aaabfce） 式中： W/C--水灰比或水胶比； fcu0--配制强度（MPa）； aa，ab--回归系数，按所用材料回归分析，当无实际资料时，JGJ55-2000规定可按下表采用。 aa，ab回归系数 ; 石子品种 系数碎石卵石 aa 0.46 0.48 ab 0.07 0.33 fce--水泥的实测强度（MPa），当无水泥28天强度实测值时，fce=rcfce，g，rc为水泥标号富余系数，对不同水泥厂不同水泥它的值都不同，可按历史数据或经验分别选取，并应根据水泥质量的波动情况及时调整。fce，g为水泥28天抗压强度等级值。 5.2.2.3 用水量 混凝土的用水量直接影响所配制混凝土的性能和经济效果，它主要与所选用的稠度（塌落度）和集料的品种、粒径有关。可通过查表法或计算法确定。 1 查表法 干硬性混凝土的用水量（kg/m3） 拌和物稠度卵石最大粒径（mm）碎石最大粒径（mm） 项目指标10 20 40 16 20 40 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 塑性混凝土的用水量（kg/m3） 拌和物稠度卵石最大粒径（mm）碎石最大粒径（mm） 项目指标10 20 31.5 40 16 20 31.5 40 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 使用查表法确定混凝土用水量时应注意以下事项： （1）上述表格适用于水灰比在0.40-0.80范围内确定普通混凝土的用水量，水灰比小于0.40的砼及采用特殊成型工艺的砼用水量应通过试验确定。 （2）上述表格中的用水量系采用中砂时的平均取值，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，则可减少5-10kg。 （3）掺用各种外加剂或掺合料时，用水量应相应调整。 （4）流动性和大流动性混凝土的用水量宜按下列步骤计算 首先以上表中塌落度90mm的用水量为基础，按坍落度每增加20mm，用水量增加5kg，计算出未掺外加剂的混凝土用水量。 掺外加剂的混凝土用水量按下式计算。 mwa=mw0（1-β） 式中：mwa--掺外加剂混凝土每立方米混凝土的用水量（kg）； mw0--未掺外加剂混凝土每立方米混凝土的用水量（kg） β--外加剂减水率（%），其值应经试验确定。 （5）水泥中混合材品种的影响，水泥在生产时如采用火山灰或沸石作为混合材或替代部分混合材，则在配制混凝土时相应增加用水量。 （6）集料质量的影响，对风化颗粒多、质量差的集料，用水量也需适当增加。 （7）施工条件的影响，在气候炎热、干燥或远距离运输的情况下应适当增加用水量。 2 计算法 每立方米混凝土的用水量可按下式计算： mw0=10/3（T+K） 式中：mw0--每立方米混凝土用水量（kg）；T—坍落度（cm）；K--集料常数，按表5-1-11选用。 流动性混凝土用水量的集料常数 粗集料最大粒径（mm）10 20 40 80 K 碎石57.5 53.0 48.5 44.0 卵石54.5 50.0 45.5 41.0 注：采用火山灰水泥时，K增加4.5-6.0，采用细纱时，K增加3.0。 5.2.2.4 水泥用量 水灰比和用水量确定后就可计算出每立方米混凝土的水泥用量： mc0=（C/W）×mw0。 mc0--每立方米混凝土的计算水泥用量（kg）； C/W--计算得到的水灰比； mw0--选用的用水量。 5.2.2.5 砂率 砂率对混凝土拌和物的流动性及粘聚性有较大的影响，在配合比设计时应确定合理的砂率值。合理的砂率值是指在用水量和水泥用量一定的情况下，能使混凝土拌和物获得最大的流动性且能保持粘聚性及保水性良好时的砂率值。一般，粗集料粒径大砂率小，粗集料粒径小砂率大；细砂的砂率小，粗砂的砂率大；碎石的砂率大，卵石的砂率小；水灰比大的砂率大，水灰比小的砂率小；水泥用量大则砂率小，水泥用量小则砂率大。确定合理的砂率值可通过以下几种方法。 1 计算法 砂率的计算公式如下： βs=k PgρS/（ρg+ PgρS） 式中： Pg--粗集料空隙率； ρg--粗集料堆积密度（kg/m3）； ρs--细集料堆积密度（kg/m3）； k--砂浆拨开系数。机械振捣时k=1.1-1.2，人工捣实时k=1.2-1.4。 另外，有人对上述计算公式进行了简化，其简化公式为 βs=βs0+βse+βsr+β=30+(100 Pg－37)/2+16(ρs－ρg)+β 其中：βs0--为一常数，是特定条件下的砂率值； βse=（100 Pg－37）/2，描述在一定条件下砂率和石子空隙率的直线函数关系，它表明石子空隙率越大，砂率越大。 βsr=16（ρs－ρg），描述在一定条件下砂率与砂石堆积密度之差的直线函数关系，它表明砂子堆积密度比石子的越大，砂率就越大。 β=∑βi，βi的取值如下： a 单位水泥用量在200-480kg/m3时，β1=（300-C）/30； b 采用中砂β2=0，采用粗砂β2=3，采用细砂β2=-3； c 机械振捣β3=0，人工捣固β3=4， d 坍落度为10-80mm时，β4=0，其他情况可根据经验确定。 2 查表法 当无历史资料参考时，混凝土砂率的确定可参照下表选用。 混凝土的砂率（%） 水灰比卵石最大粒径（mm）碎石最大粒径（mm） 10 20 40 10 20 40 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）本表系坍落度为10-60mm的混凝土的砂率，坍落度大于60mm的混凝土砂率，可经试验确定，也可在上表的基础上，按坍落度增大20mm，砂率增大1%的幅度予以调整，坍落度小于10mm的混凝土，砂率应经试验确定； （2）本表系中砂的选用砂率，对细砂或粗砂，可相应地减少或增大砂率； （3）只用一个单粒级粗骨料配制混凝土时，砂率应适当增大； （4）对薄壁构件，砂率取偏大值。 选取的砂率值经试配，如所得到的混凝土粘聚性及保水性均良好且坍落度也能达到要求，则此选定的砂率值就可定为合适，否则，应根据试配结果予以适当调整。 3 试验法 需要比较精确地确定合理砂率的范围或需要了解砂率变化对混凝土拌合物性能的影响时，应通过试验法确定合理砂率。其步骤如下： （1）至少拌制五组不同砂率的混凝土拌合物，它们的用水量和水泥用量均相同，唯砂率值以每组相差-3%的间隔变动。 （2）测定每组拌合物的坍落度并同时检验其粘聚性和保水性。 （3）用坐标纸作坍落度-砂率关系图，如图上有极大值，则极大值所对应的砂率即为合理砂率。如因粘聚性不好而得不出极大值，则合理砂率应为粘聚性和保水性保持良好而坍落度最大时的砂率值。 5.2.2.6集料用量 集料用量的确定在《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2000标准中规定可用重量法和体积法确定。 1 重量法 mc0+ms0+mg0+mw0=mcp βs= ms0/(ms0+mg0)×100% 式中： mc0、ms0、mg0、mw0--分别为每立方米混凝土中水泥、砂、石、水的用量（kg）； mcp--每立方米混凝土拌合物的假定质量(kg)，其值可根据本单位积累的试验资料确定，如缺乏资料，可根据集料的表观密度、粒径及混凝土强度等级在2350-2450kg的范围内选定。 βs--砂率（%）。 2 体积法 mc0/ρc+ms0/ρs+mg0/ρg+mw0/ρw+0.01a=1 βs= ms0/(ms0+mg0)×100% 式中： mc0、ms0、mg0、mw0--分别为每立方米混凝土中水泥、砂、石、水的用量（kg）； ρc、ρs、ρg、ρw--分别为水泥、砂、石、水的视密度(kg/m3)； a--混凝土含气量百分数，在不使用引气型外加剂时，可取1； βs--砂率(%)。 5.2.2.7 掺合料的用量及对水泥、砂用量的调整 矿渣粉的掺量一般采用等量取代法，水泥用量取计算值扣除矿渣粉掺入量即可。 粉煤灰的掺入按等稠度、等强度等级、同强度保证率、同标准差及离差系数为原则，采用超量取代法进行设计。所谓超量取代法即是为达到粉煤灰混凝土与基准混凝土等强度的目的，粉煤灰的掺入量超过其取代的水泥量，其掺入量等于取代水泥质量乘以粉煤灰超量系数。参照《粉煤灰混凝土应用技术规范》GBJ146-1990标准和《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程》JGJ28-86标准的规定，超量系数可按下表选用。 粉煤灰超量系数 粉煤灰等级超量系数 GBJ146-90 JGJ28-86 Ⅰ 1.1-1.4 1.0-1.4 Ⅱ 1.3-1.7 1.2-1.7 Ⅲ 1.5-2.0 1.5-2.0 粉煤灰取代水泥量的大小，不仅仅考虑对混凝土强度的影响，同时也考虑混凝土碱度的不同，混凝土碳化性能的不同而确定。 粉煤灰的掺入量可在以上计算得到的配合比基础上按以下步骤计算： （1）选取粉煤灰取代水泥百分率βc。计算每立方米粉煤灰普通混凝土的水泥用量C，C=C0×(1-βc)；（2）选取粉煤灰超量系数δc。计算每立方米混凝土的粉煤灰掺量F，F=δc×(C0-C)； （3）计算每立方米粉煤灰混凝土中粉煤灰超出水泥的体积，扣除同体积的细骨料用量，S=S0-(C/ρc+F/ρf-C0/ρc)×ρS； （4）石子用量、水用量取原混凝土配合比的用量。 5.2.3采用工程中实际使用的原材料和搅拌方法，通过适当调整混凝土外加剂用量或砂率，调配出坍落度、含气量、泌水率符合要求的混凝土配合比。试拌时，每盘混凝土的最小搅拌量应在15L以上。该配合比作为基准配合比。 5.2.4改变基准配合比的水胶比、胶凝材料用量、矿物掺合料掺量、外加剂掺量或砂率等参数，调配出拌合物性能与要求值基本接近的配合比3-5个。 5.2.5按要求对上述不同配合比混凝土制作力学性能和抗裂性能对比试件，养护至规定龄期时进行试验。其中，抗压强度试件每种配合比宜制作4组，标准养护至1d、3d、28d、56d时试压，试件的边长可选择150mm 或100mm（强度等级C50及以上的混凝土试件边长应采用150mm）；抗裂性对比试验参照《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》附录C规定的方法试验。 5.2.6从上述配合比中优选出拌合物性能和抗裂性优良、抗压强度适宜的一个或多个配合比各成型一组或多 组耐久性试件，养护至规定龄期时进行试验。 5.2.7根据上述不同配合比对应混凝土拌合物的性能、抗压强度、抗裂性以及耐久性能试验结果，按照工作性能优良、强度和耐久性满足要求、经济合理的原则，从不同配合比中选择一个最适合的配合比作为理论配合比。 5.2.8采用工程实际使用的原材料拌合混凝土，测定混凝土的表观密度。根据实测拌合物的表观密度，求出校正系数，对理论配合比进行校正（即以理论配合比中每项材料用量乘以校正系数后获得的配合比作为混凝土配合比）。校正系数按下式计算： 校正系数=实测拌合物密度值/理论配合比拌合物密度值 5.2.9当混凝土的力学性能或耐久性能试验结果不满足设计或施工的要求时，则应重新选择原材料，按上述步骤重新试拌和调整混凝土配合比，直至满足要求为止。 5.2.10 当混凝土原材料、施工环境温度等发生较大变化时，应及时调整混凝土配合比。 6 混凝土配合比选定试验 《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》规定混凝土配合比选定试验的检测项目应符合下表的规定。其它试验项目根据配合比设计要求按相应试验方法标准进行。 混凝土配合比选定试验的检测项目 序号检测项目试验方法 1 坍落度《普通混凝土拌和物性能试验方法标准》（GB/T50080）必检 2 泌水率 3 含气量 4 抗裂性《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》附录C 5 抗压强度《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081） 6 电通量《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》附录H 7 弹性模量《普通混凝土力学性能试验方法标准（GB/T50081）根据结构所处环境类别、设计要求等进行试验。 8 抗冻性《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》（GBJ82） 9 耐磨性《水泥胶砂耐磨性试验方法》（JC/T421） 10 抗渗性《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》（GBJ82） 6.1 试验前准备 6.1.1 试验室温度应控制在15-25℃。当需要模拟施工条件下所用的混凝土时，所用原材料的温度应与施工现场保持一致。 6.1.2 提前把材料放在实验室，使材料温度与试验室温度保持一致。 6.1.3 检查所用仪器设备是否齐全，运转是否正常。 6.2 试样拌制 6.2.1 确定每盘混凝土的最小搅拌量。 6.2.2 按每盘混凝土量计算水泥、水、砂、石、外加剂等材料的用量。 6.2.3 称取每盘混凝土量的水泥、水、砂、石、外加剂等材料。称量精度应符合《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》的规定：胶凝材料、外加剂、拌和用水为±1%，粗细骨料为±2%。 6.2.4 将搅拌机叶片、搅拌锅用湿布擦一遍。 6.2.5 先向搅拌机投入细骨料、水泥、矿物掺合料和外加剂，搅拌均匀后，再加入所需用水量，待砂浆充分搅拌后再投入粗骨料，并继续搅拌至均匀为止。上述每一阶段的搅拌时间不宜少于30s，总搅拌时间不宜少于2min，也不宜超过3min。 6.2.6搅拌完毕立即进行检验。 6.3 拌合物稠度试验 6.3.1 当配合比所用材料中骨料粒径不大于40mm、坍落度不小于10mm的混凝土拌合物稠度可用坍落度 与坍落度扩展度法进行测定。 6.3.2 用拧干的湿布湿润坍落度筒及底板，在坍落度筒内壁和底板上应无明水。底板应放置在坚实的水平面上，并把筒放在底板中心，然后踩住二边的脚踏板，坍落度筒在装料时应保持固定的位置。 6.3.3 把按要求取得的混凝土试样用小铲分三层均匀的装入筒内,使捣实后每层高度为筒高的三分之一左右。每层用捣棒插捣25次。插捣应沿螺旋方向由外向中心进行，各层插捣应在截面上均匀分布。插捣筒边混凝土时，捣棒可以稍稍倾斜。插到底层时，捣棒应贯穿整个深度，插捣第二层和顶层时，捣棒应插透本层至下一层的表面；浇灌顶层时，混凝土应灌到高出筒口。插捣过程中，如混凝土沉落到低于筒口，则应随时添加。顶层插捣完后，刮去多余的混凝土，并用抹刀抹平。 6.3.4 清除筒边地板上的混凝土后，垂直平稳地提起坍落度筒。坍落度筒提离过程应在5-10s内完成；从开始装料到提坍落度筒的整个过程应不间断地进行，并在150s内完成。 6.3.5 提起坍落度筒后，测量筒高与坍落后混凝土试体最高点之间的高度差,即为该混凝土拌合物的坍落度值；坍落度筒提离后，如混凝土发生崩塌或一边剪坏现象，则应重新取样另行测定；如第二次试验仍出现上述现象，则表示该混凝土和易性不佳，应予记录。 6.3.6观察坍落后的混凝土试体的粘聚性及保水性。用捣棒在已坍落的混凝土锥体侧面轻轻敲打，此时如果锥体逐渐下沉，则表示粘聚性良好，如果锥体倒塌、部分崩裂或出现离析现象，则表示粘聚性不好。保水性以混凝土拌合物稀浆析出的程度来评定，坍落度筒提起后如有较多的稀浆从底部析出，锥体部分的混凝土也因失浆而骨料外露，则表明此混凝土拌合物的保水性能不好；如坍落度筒提起后无稀浆或仅有少量稀浆自底部析出，则表示此混凝土拌合物保水性良好。 6.3.7当混凝土拌合物的坍落度大于220mm时，用钢尺测量混凝土扩展后最终的最大直径和最小直径，在这两个直径之差小于50mm的条件下，用其算术平均值作为坍落扩展度值；否则，此次试验无效。若发现粗骨料在中央集堆或边缘有水泥浆析出，表示此混凝土拌合物抗离析性不好，应予记录。 6.4 表观密度试验 6.4.1 用湿布把容重筒内外擦干净，称出筒重，精确至50g。粗骨料最大粒径小于40mm时，选用容积为5升的容量筒，粗骨料最大粒径大于40mm时，容量筒的直径和高度应大于骨料最大粒径的4倍。 6.4.2 坍落度小于70mm的混凝土拌合物，用震动台振实；塌落度大于70mm的混凝土拌合物，用捣棒人工捣实。 6.4.3 采用捣棒捣实时，应根据容量筒的大小决定分层与插捣次数。用5升容量筒时，混凝土拌合物应分两层装入，每层的插捣次数为25次。用大于5升的容量筒时，每层混凝土的高度不应大于100mm每层插捣次数应按每100cm2截面不小于12次计算。插捣方法同塌落度试验。每一层插捣完后可把捣棒垫在筒底，将筒左右交替地颠击地面各15次。 6.4.4 用刮尺齐筒口将多余的混凝土拌合物刮去，表面如有凹陷应予补平。将容量筒外壁擦净，称出混凝土与容量筒总重，精确至50g 。 6.4.5 混凝土拌合物容重rh应按下式计算： rh = ×1000 式中：W1--容量筒重量（kg）； W2--容量筒及试样总重，（kg）； V--容量筒体积，（L）。 6.5 含气量试验 6.5.1 混凝土拌合好后先用湿布把含气量测定仪钵体与钵盖的内表面擦净，然后装入混凝土试样进行捣实。坍落度小于等于70mm的混凝土拌合物采用震动台振实，坍落度大于70mm的混凝土拌合物采用捣棒捣实。 6.5.2 用捣棒捣实时将混凝土拌合物分三层装入，每层捣时后的高度约为容器高度的三分之一。每层插捣25次，各次插捣应均匀地分布在截面上，插捣底层时捣棒应贯穿整个深度，插捣第二层和顶层时，捣棒应插透本层至下一层的表面。每一层插捣完后可把捣棒垫在容器底，将容器左右交替地颠击地面各15次。6.5.3 用震动台捣实时，一次将混凝土装到高出容器，装料时可用捣棒稍加插捣，振实过程中如混凝土沉 落到低于内口，则应随时添加混凝土。振实至混凝土表面平整、呈现釉光实，即停止振动。 6.5.4 擦净钵体与钵盖边缘，将密封圈放于钵体边缘的凹槽内，盖上钵盖用夹子夹紧使之气密良好。打开水龙头和排气阀，用注水器从水龙头处往量钵中注水，直至水从排气阀出口流出，再关紧水龙头和排气阀。 6.5.5 关好所有阀门，用手泵打气加压，使表压稍大于0.1MPa，用微调阀准确地将表压调到0.1MPa。6.5.6 按下阀门杆1-2次，待表压指针稳定后，测得压力表读数。并根据仪器标定的含气量与压力表读数关系曲线，得到所测混凝土的含气量值。 6.6 凝结时间试验 6.6.1 试样的制备 6.6.1.1 制备所需测定的混凝土的拌和物（不同的混凝土拌和物的制备参照各自不同的标准）。 6.6.1.2 立即将拌和物通过5mm 筛，每次应筛净并充分拌匀筛出砂浆，装入砂浆容器内，混凝土坍落度不大于70mm的混凝土宜用振动台振实砂浆;混凝土坍落度大于70mm的宜用捣捧人工捣实。用振台振实砂浆时，振动应持续到表面出浆为止，不得过振；用捣棒人工捣实时，应沿螺旋方向由外向中心均匀插捣25次，然后用橡皮独锤轻轻敲打筒壁，直至插捣孔消失为止。振实或插捣后，砂浆表面应低于砂浆试样筒口约10mm；砂浆试件筒应立即加盖。 6.6.2 贯入阻力的测定 6.6.2.1 砂浆试样制备完毕，编号后应置于温度为20±2℃环境中或现场同条件下待试，在整个测试过程中，除在吸取泌水或进行贯入试验外，试样筒应始终加盖。 6.6.2.2 凝结时间测定从水泥与水接触瞬间开始计时。一般基准混凝土在成型后3h~4h , 掺早强剂的在成型后1h~2h,掺缓凝剂的在成型后4h~6h开始测定，以后每0.5h或1h测定一次，在临近初、终凝时，可以缩短测定间隔时间。 6.6.2.3 在每次测试前2min，将一片20mm厚的垫块垫入筒底一侧使其倾斜，用吸管吸去表面的泌水，吸水后平稳地复原，吸水时，应避免试样筒震动，以免扰动被测砂浆。测试时将砂浆试样筒置于贯入阻力仪上，测针端部不与砂浆表面接触，然后在10±2s内均匀的使测针贯入砂浆25±2mm深度，记录贯入压力，精确至10N；记录测试时间，精确至1min;记录环境温度，精确至0.5℃。在贯入时，应避免过快或过慢对结果影响。 6.6.2.4 每次测点应避开前一次测孔，其净距为试针的2倍，而且不小于15mm ,试针与容器边缘距离不小于25mm 。 6.6.2.5 贯入阻力测试在0.2~28Mpa之间应至少进行6次，直至贯入阻力大于28Mpa为止。在测试过程中应根据砂浆凝结状况，实时更换测针，更换测针应根据贯入阻力按下表选用。 测针选用规定表 贯入阻力（Mpa）0.2-3.5 3.5-20 20-28 测针面积（mm2）100 50 20 贯入阻力应按下式计算： R = 式中：R--贯入阻力值MPa P--贯入深度达25mm时所需的净压力,N A--试针面积，mm2 6.6.3 凝结时间计算 6.6.3.1 根据计算结果，绘制贯入阻力—测定时间的关系曲线图。 6.6.3.2 求出贯入阻力值达3.5MPa时所对应的时间即为初凝时间，贯入阻力值达28MPa时所对应时间即为终凝时间。 6.7 泌水率试验 6.7.1 常压泌水率 6.7.1.1 先用湿布润湿容积为５Ｌ的带盖筒(内径为180mm、高200mm)，将混凝土拌合物一次装入,在振 动台上振动20s，然后用抹刀轻轻抹平，加盖以防水分蒸发。试样表面应比筒口边低约20mm。 6.7.1.2 自抹面开始计算时间，在前60min，每隔10min用吸液管吸出泌水一次，以后每隔20min吸水一次，直至连续三次无泌水为止。每次吸水前5min，应将筒底一侧垫高约20mm，使筒倾斜，以便于吸水。 6.7.1.3 吸水后，将筒轻轻放平盖好。将每次吸出的水都注入带塞的量筒，最后计算出总的泌水量，准确至1g。 6.7.1.4 常压泌水率按下式计算： B = Gw = G1-G0 式中：B--泌水率(%)；Vw--泌水总质量(g)；W--混凝土拌和物的用水量(g)；G-w--试样质量(g)；G--混凝土拌和物的总质量(g)；G1--筒及试样质量(g)；G0--筒质量(g) 。 6.7.1.5 试验时，每批混凝土拌合物取一个试样，泌水率取三个试样的算术平均值。若三个试样的最大值或最小值中有一个与中间值的之差大于中间值的15％，则把最大值与最小值一并舍去，取中间值作为该组试验的泌水率，如果最大与最小值与中间值之差均大于中间值的15％时，则应重做。 6.7.2 压力泌水率 6.7.2.1 称量压力泌水仪重量。 6.7.2.2 将混凝土拌和物装入试料筒内，用捣棒由外围向中心匀插25次，然后再称量重量，得出混凝土质量。 6.7.2.3 用分离式液压起顶机尽快给混凝土加压至3.5MPa，立即打开泌水管阀门，同时开始计时并保持恒压，泌出的水接入1000mL量筒内。 6.7.2.4 加压10s后读取泌水量V10 ，加压140s后读取泌水量V140。 6.7.2.5 压力泌水率按下式计算： BP = ×100% 式中：BP--压力泌水率(%)；V10--加压10s时的泌水量(mL)；V140--加压140s时的泌水量(mL)。 6.8 立方体抗压强度 6.8.1 核对试件数量、尺寸、制作日期、强度等级、工程部位与任务单填写的是否一致，发现不符合时，应及时查找原因，待原因查明后方能进行试验。 6.8.2 三个试件为一组，试件从养护地点取出后应及时进行试验，将试件表面与上下承压板面擦干净。6.8.3 混凝土强度等级≥C60时,试件周围应设防崩裂网罩。 6.8.4 将试件安放在试验机的下压板上，试件的承压面应与成型时的顶面垂直。试件中心应与试验机下压板中心对准，开动试验机，当上压板与试件或钢垫板接近时，调整球座，使接触均衡。 6.8.5 向混凝土试件均匀地加荷，加荷速度为：混凝土强度等级＜C30时，按0.3-0.5MPa/s加荷，混凝土强度等级≥C30且＜C60时，按0.5-0.8MPa/s加荷, 混凝土强度等级≥C60时, 按0.8-1.0MPa/s加荷。6.8.6 当试件接近破坏开始急剧变形时，应停止调整试验机油门，直至破坏，记录破坏荷载。 6.8.7 结果计算 6.8. 7.1 抗压强度按下式计算： = 式中：---混凝土立方体试件抗压强度（MPa） F----试件破坏荷载（N） A----试件承压面积（mm2） 混凝土立方体试件抗压强度计算应精确至0.1MPa。 6.8. 7.2 强度值的确定应符合下列规定： （1）三个试件测值的算术平均值作为该组试件的抗压强度值（精确至0.1MPa）； （2）三个测值中的最大值或最小值中如有一个与中间值的差值超过中间值的15%，则把最大及最小一并舍除，取中间值作为该组试件的抗压强度值； （3）如最大值或最小值与中间值的差均超过中间值的15%，则该组试件的试验结果无效。 6.8. 7.3 混凝土强度等级＜C60时，用非标准试件测得的强度值均应乘以尺寸换算系数，其值为对200×200×200mm试件为1.05；对100×100×100mm试件为0.95。当混凝土强度等级≥C60时,应采用标准试件。 6.9 抗折强度 6.9.1核对试件数量、尺寸、制作日期、强度等级、工程部位与任务单填写的是否一致，发现不符合时，应及时查找原因，待原因查明后方能进行试验。 6.9.2 三个试件为一组，试件从养护室取出后应及时进行试验，将试件表面擦干净。 6.9.3 检查试件外观不得有明显缺损，在长向中部1/3区段内不得有表面直径超过5mm，深度超过2mm 的孔洞。 6.9.4 认真调整支承及压头的位置，安装尺寸偏差不得大于1mm，试件的承压面应为试件成型时的侧面。 6.9.5 开动试验机，当加压头与试件快接近时，调整加压头及支座，支座及承压面与圆柱的接触应平稳、均匀，否则应垫平。 6.9.6 施加荷载应保持均匀、连续。当混凝土强度等级＜C30时，按0.02-0.05MPa/s加荷；当混凝土强度等级≥C30且＜C60时，按0.05-0.08MPa/s加荷；当混凝土强度等级≥C60时, 按0.08-0.10MPa/s加荷。 6.9.7 试件接近破坏时，应停止调整试验机油门，直至试件破坏，记录破坏荷载。 6.9.8 结果计算 6.9.8.1 若试件下边缘断裂位置处于二个集中荷载作用线之间，则试件的抗折强度按下式计算： = 式中：--混凝土抗折强度(MPa) --试件破坏荷载(N) --支座间跨度(mm) b--试件截面宽度(mm) h--试件截面高度(mm) 混凝土试件抗折强度计算应精确至0.1MPa。 6.9.8.2 强度值的确定应符合下列规定 （1) 三个试件测值的算术平均值作为该组试件的强度值（精确至0.1MPa）； （2) 三个测值中的最大值或最小值中如有一个与中间值的差值超过中间值的15%，则把最大及最小一并舍除，取中间值作为该组试件的强度值； （3) 如最大值或最小值与中间值的差均超过中间值的15%，则该组试件的试验结果无效。 6.9.8.3 三个试件中如有一个折断面位于两个集中荷载之外，则混凝土抗折强度值按另两个试件的试验结果计算。若这两个测值的差值不大于这两个测值的较小值的15%时，则该组试件的抗折强度值按这两个测值的平均值计算，否则该组试件的试验无效。如有两个试件的下边缘断裂位置位于两个集中荷载作用线之外，则该组试件试验无效。 6.9.8.4 若试件为100×100×400mm非标准试件时，抗折强度值应乘以尺寸换算系数0.85；当混凝土强度等级≥C60时,宜采用标准试件；使用非标准试件时，尺寸换算系数应由试验确定。 6.10 劈裂抗拉强度 6.10.1 核对试件数量、尺寸、制作日期、强度等级、工程部位与任务单填写的是否一致，发现不符合时，应及时查找原因，待原因查明后方能进行试验。 6.10.2 三个试件为一组，试件从养护地点取出后应及时进行试验，将试件表面与上下压板面擦干净。 6.10.3 将试件放在试验机下压板的中心位置，劈裂承压面和劈裂面应与试件成型时的顶面垂直；在上上、下压板与试件之间垫以圆弧形垫条及垫层各一条，垫块与垫条应与试件上、下面的中心线对准并与成型时的顶面垂直。宜把垫条及试件安装在定位架上使用。 6.10.4 开动试验机，当上压板与圆弧形垫块接近时，调整球座，使接触均衡。加荷应连续均匀，当混凝土 普通混凝土的配合比设计 普通混凝土的配合比是指混凝土的各组成材料数量之间的质量比例关系。确定比例关系的过程叫配合比设计。普通混凝土配合比，应根据原材料性能及对混凝土的技术要求进行计算，并经试验室试配、调整后确定。普通混凝土的组成材料主要包括水泥、粗集料、细集料和水，随着混凝土技术的发展，外加剂和掺和料的应用日益普遍，因此，其掺量也是配合比设计时需选定的。 混凝土配合比常用的表示方法有两种；一种以1m3混凝土中各项材料的质量表示，混凝土中的水泥、水、粗集料、细集料的实际用量按顺序表达，如水泥300Kg、水182 Kg、砂680 Kg、石子1310 Kg；另一种表示方法是以水泥、水、砂、石之间的相对质量比及水灰比表达，如前例可表示为1：2.26：4.37，W/C=0.61，我国目前采用的量质量比。 一、混凝土配合比设计的基本要求 配合比设计的任务，就是根据原材料的技术性能及施工条件，确定出能满足工程所要求的技术经济指标的各项组成材料的用量。其基本要； (1)达到混凝土结构设计要求的强度等级。 (2)满足混凝土施工所要求的和易性要求。 (3)满足工程所处环境和使用条件对混凝土耐久性的要求。 (4)符合经济原则，节约水泥，降低成本。 二、混凝土配合比设计的步骤 混凝土的配合比设计是一个计算、试配、调整的复杂过程，大致可分为初步计算配合比、基准配合比、实验室配合比、施工配合比设计4个设计阶段。首先按照已选择的原材料性能及对混凝土的技术要求进行初步计算，得出“初步计算配合比”。基准配合比是在初步计算配合比的基础上，通过试配、检测、进行工作性的调整、修正得到；实验室配合比是通过对水灰比的微量调整，在满足设计强度的前提下，进一步调整配合比以确定水泥用量最小的方案；而施工配合绋考虑砂、石的实际含水率对配合比的影响，对配合比做最后的修正，是实际应用的配合比，配合比设计的过程是逐一满足混凝土的强度、工作性、耐久性、节约水泥等要求的过程。 三、混凝土配合比设计的基本资料 在进行混凝土的配合比设计前，需确定和了解的基本资料。即设计的前提条件，主要有以下几个方面； (1)混凝土设计强度等级和强度的标准差。 (2)材料的基本情况；包括水泥品种、强度等级、实际强度、密度；砂的种类、表观密度、细度模数、含水率；石子种类、表观密度、含水率；是否掺外加剂，外加剂种类。 (3)混凝土的工作性要求，如坍落度指标。 (4)与耐久性有关的环境条件；如冻融状况、地下水情况等。 (5)工程特点及施工工艺；如构件几何尺寸、钢筋的疏密、浇筑振捣的方法等。 四、混凝土配合比设计中的三个基本参数的确定 混凝土的配合比设计，实质上就是确定单位体积混凝土拌和物中水、水泥。粗集料（石子）、细集料（砂）这4项组成材料之间的三个参数。即水和水泥之间的比例——水灰比；砂和石子间的比例——砂率；骨料与水泥浆之间的比例——单位用水量。在配合比设计中能正确确定这三个基本参数，就能使混凝土满足配合比设计的4项基本要求。 高强(C60)混凝土配合比设计方法[1] 基本特点： 1）每立方米混凝土胶凝材料质量480±20kg； 2）水泥用量不低于42.5级，每立方米水泥质量不超过400kg； 3）砂率0.38~0.40，砂率尽量选小些，以降低粘度； 4）使用掺合料取代部分水泥，宜矿渣（10%~20%）与粉煤灰（10%~15%）复掺； 5）优先选用聚羧酸减水剂，并复配有相容性良好缓凝剂与消泡剂； 6）粗骨料粒径不应大于31.5mm，如果强度等级大于C60，其最大粒径不应大于25mm；7）粗骨料的针片状含量不宜大于5.0%； 8）粗骨料的含泥量不应大于0.5%，泥块含量不宜大于0.2%； 9）细骨料的细度模数宜大于2.6； 10）细骨料含泥量不应大于2.0%，泥块含量不应大于0.5%。 3 基本规定 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。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%。 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。 表3.0.4 混凝土的最小胶凝材料用量 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。 表3.0.5-1钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量 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 普通混凝土配合比设计方法[1] 一、基本要求 1.普通混凝土要兼顾性能与经济成本，最主要的是要控制每立方米胶凝材料用量及水泥用量，走低水胶比、大掺合料用量、高砂率的设计路线； 2.普通塑性混凝土配合比设计时，主要参数参考下表 ； ②普通混凝土掺合料不宜使用多孔、含碳量、含泥量、泥块含量超标的掺合料； ③确保外加剂与水泥及掺合料相容性良好，其中重点关注缓凝剂、膨胀剂等与水泥及掺合料的相容性，相容性不良的外加剂，不得用于配制混凝土； 3 设计普通混凝土配合比时，应用excel编计算公式，计算过程中通过调整参数以符合表1给出的范围。 2 术语、符号 2.1 术语 2.1.1普通混凝土ordinary concrete 干表观密度为2000～2800kg/m3的水泥混凝土。 2.1.2 干硬性混凝土stiff concrete 拌合物坍落度小于10mm且须用维勃时间（s）表示其稠度的混凝土。 2.1.3塑性混凝土plastic concrete 拌合物坍落度为10mm～90mm的混凝土。 2.1.4流动性混凝土pasty concrete 拌合物坍落度为100mm～150mm的混凝土。 2.1.5大流动性混凝土flowing concrete 拌合物坍落度不小于160mm的混凝土。 2.1.6抗渗混凝土impermeable concrete 抗渗等级不低于P6的混凝土。 2.1.7抗冻混凝土frost-resistant concrete 抗冻等级不低于F50的混凝土。 2.1.8高强混凝土high-strength concrete 强度等级不小于C60的混凝土。 2.1.9泵送混凝土pumped concrete 可在施工现场通过压力泵及输送管道进行浇筑的混凝土。 2.1.10大体积混凝土mass concrete 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。 2.1.11 胶凝材料binder 混凝土中水泥和矿物掺合料的总称。 2.1.12 胶凝材料用量binder content 混凝土中水泥用量和矿物掺合料用量之和。 2.1.13 水胶比water-binder ratio 混凝土中用水量与胶凝材料用量的质量比。 2.1.14 矿物掺合料掺量percentage of mineral admixture 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percentage of chemical admixture 外加剂用量相对于胶凝材料用量的质量百分比。 混凝土配合比设计计算实例（JGJ/T55-2011） 一、已知:某现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级C30，施工要求坍落度为75～90mm， 使用环境为室内正常环境使用。施工单位混凝土强度标准差σ取5.0MPa。所用的原材料情况如下： 1.水泥：4 2.5级普通水泥，实测28d抗压强度f ce为46.0MPa，密度ρc=3100kg／m3； 2.砂：级配合格，μf=2.7的中砂，表观密度ρs=2650kg／m3；砂率βs取33%； 3.石子：5～20mm的卵石，表观密度ρg=2720 kg／m3；回归系数αa取0.49、αb取0.13； 4. 拌合及养护用水：饮用水； 试求：（一）该混凝土的设计配合比(试验室配合比)。 （二）如果此砼采用泵送施工，施工要求坍落度为120～150mm，砂率βs取36%，外加剂选用UNF-FK高效减水剂，掺量0.8%,实测减水率20%，试确定该混凝土的设计配合比（假定砼容重2400 kg／m3）。 解：（一） 1、确定砼配制强度 f cu , 0 =f cuk+1.645σ=30+1.645×5 = 38.2MPa 2．计算水胶比： f b = γf γs f ce =1×1×46=46 MPa W/B = 0.49×46/（38.2+0.49×0.13×46）= 0.55 求出水胶比以后复核耐久性(为了使混凝土耐久性符合要求，按强度要求计的水灰比值不得超过规定的最大水灰比值，否则混凝土耐久性不合格，此时取规定的最大水灰比值作为混凝土的水灰比值。) 0.55小于0.60，此配合比W/B 采用计算值0.55； 3、计算用水量（查表选用） 查表用水量取m w0 =195Kg /m 3 4．计算胶凝材料用量 m c0 = 195 / 0.55 =355Kg 5.选定砂率（查表或给定） 砂率 βs 取33； 6. 计算砂、石用量（据已知采用体积法） 355/3100+ m s0/2650+ m g0/2720+195/1000+0.11×1=1 a b cu,0a b b /f W B f f ααα= + 混凝土配合比设计作业指导书 混凝土配合比设计作业指导书 1、基本规定 1.0.1 、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。 1.0.2 、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% 。 1.0.3 、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。 1.0.4 、混凝土的最小胶凝材料用量应符合表 1.0.4 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 1.0.4混凝土的最小胶凝材料用量 最大水胶比3) (kg/m 最小胶凝材料用量 素混凝土钢筋混凝土预应力混凝土 0.60250280300 0.55280300300 0.50320 ≤ 0.45330 1.0.5 、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 1.0.5-1 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 1.0.5-2 的规定。 - 1 - 混凝土配合比设计作业指导书 表 1.0.5-1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≤ 0.4045 ≤≤ 35 ＞ 0.40≤4030≤ 粒化高炉矿渣粉0.40≤6555 ≤≤ ＞ 0.40≤5545≤ 钢渣粉－30 ≤20≤ 磷渣粉－≤3020≤ 硅灰－≤1010≤ 复合掺合料0.406050≤ ≤≤ ＞ 0.4050 ≤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 1.0.5-2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≤2520 ≤ 热拌沥青混合料配合比设计方法 1．矿质混合料组成设计 （1）根据道路等级、路面结构层位及结构层厚度等方面要求，按照上述方法，选择适用的沥青混合料类型，并按照表8－22和表8－23（现行规范）或8－24和表8－25（新规范稿）的内容确定相应矿料级配范围，经技术经济论证后确定。 （2）矿质混合料配合比计算 1）组成材料的原始数据测定 按照规定方法对实际工程使用的材料进行取样，测试粗集料、细集料及矿粉的密度，并进行筛分试验，测定各种规格集料的粒径组成。 2）确定各档集料的用量比例 根据各档集料的筛分结果，采用计算法或图解法，确定各规格集料的用量比例，求得矿质混合料的合成级配。矿质混合料的合成级配曲线必须符合设计级配范围的要求，不得有过多的犬牙交错。当经过反复调整仍有两个以上的筛孔超出设计级配范围时，必须对原材料进行调整或更换原材料重新设计。 通常情况下，合成级配曲线宜尽量接近设计级配中限，尤其应使0.075mm、2.36mm、4.75mm等筛孔的通过量尽量接近设计级配范围的中限。对于交通量大、轴载重的道路，合成级配可以考虑偏向级配范围的下限，而对于中小交通量或人行道路等，合成级配宜偏向级配范围的上限。 2．沥青混合料马歇尔试验 沥青混合料马歇尔试验的主要目的是确定最佳沥青用量（以OAC表示）。沥青用量可以通过各种理论公式计算得到，但由于实际材料性质的差异，计算得到的最佳沥青用量，仍然要通过试验进行修正，所以采用马歇尔试验是沥青混合料配合比设计的基本方法。 （1）制备试样 1）马歇尔试件制备过程是针对选定混合料类型，根据经验确定沥青大致用量或依据表4－10推荐的沥青用量范围，在该用量范围内制备一批沥青用量不同、且沥青用量等差变化的若干组（通常为五组）马歇尔试件，并要求每组试件数量不少于4个。 2）按已确定的矿质混合料级配类型，计算某个沥青用量条件下一个马歇尔试件或一组试件中各种规格集料的用量（实践中大多是一个标准马歇尔试件矿料总量1200g左右）。 3）确定一个或一组马歇尔试件的沥青用量（通常采用油石比），按要求将沥青和矿料拌制成沥青混合料，并按上节表8－7（现行规范要求）或表8－9（新规范要求）规定的击实次数和操作方法成型马歇尔试件。 （2）测定试件的物理力学指标 首先，测定沥青混合料试件的密度，并计算试件的理论最大密度、空隙率、沥青饱和度、矿料间隙率等参数。在测试沥青混合料密度时，应根据沥青混合料类型及密实程度选择测试方法。在工程中，吸水率小于0.5%的密实型沥青混合料试件应采用水中重法测定；较密实的沥青混合料试件应采用表干法测定；吸水 混凝土配合比设计作业 1班： 已知: 某现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级C30，施工要求坍落度为35～50mm，使用环境为无冻害的室外使用。施工单位无该种混凝土的历史统计资料，该混凝土采用统计法评定。所用的原材料情况如下： 1.水泥级普通水泥实测28d抗压强度为，密度ρc=3100kg／m3； 2.砂级配合格，Mx=的中砂，表观密度ρs=2650kg ／m 3； 3.石子：5～20mm的碎石，表观密度ρg=2720 kg／m3。 试求： 1.该混凝土的初步配合比 2.施工现场砂的含水率为3％，碎石的含水率为1 ％时的施工配合比。 2班： 已知： 某室内现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级C25，施工要求坍落度为35-50mm（混凝土由机械搅拌，机械振捣），该施工单位无历史统计资料。采用原材料情况如下： 1、水泥：强度等级的普通水泥，实测强度45Mpa，密度ρc=3000kg／m3； 2、砂：Mx=的中砂，表观密度ρs=2650kg ／m 3，堆积密度ρs=1450kg ／m 3； 3、碎石：最大粒径D=40mm，表观密度ρs=2700kg ／m 3，堆积密度ρs=1520kg ／m 3； 试求： 1.该混凝土的初步配合比 2.施工现场砂的含水率为4％，碎石的含水率为1 ％时的施工配合比。 3班： 已知： 某房屋为混凝土框架工程，混凝土不受风雪等作用，混凝土设计强度等级C30，强度保证率95%，施工要求坍落度为30-50mm（混凝土由机械搅拌，机械振捣），该施工单位无历史统计资料。采用原材料情况如下： 1、水泥：的普通水泥，实测强度，密度ρc=3150kg／m3； 2、砂：Mx=的中砂，级配合格，表观密度ρs=2650kg ／m 3，堆积密度ρs=1520kg ／m 3； 3、石灰岩碎石：最大粒径D=40mm，取5-40mm连续级配，表观密度ρs=2700kg ／m 3，堆积密度ρs=1550kg ／m 3； 试求： 1.该混凝土的初步配合比 2.施工现场砂的含水率为4％，碎石的含水率为2 ％时的施工配合比。 混凝土配合比设计的步骤 (1)初步配合比的计算 按照已选择的原材料性能及混凝土的技术要求进行初步计算，得出“初步配合比”； (2)基准配合比的确定 经过试验室试拌调整，得出“基准配合比”； (3)实验室配合比的确定 经过强度检验(如有抗渗、抗冻等其他性能要求，应当进行相应的检验)，定出满足设计和施工要求并比较经济的“试验室配合比”(也叫设计配合比)； (4)施工配合比 根据现场砂、石的实际含水率，对试验室配合比进行调整，求出“施工配合比”。 ㈠初步配合比的计算 1)确定配制强度 2)初步确定水灰比值（W/C ） 3)选择每1m3混凝土的用水量(W0) 4)计算混凝土的单位水泥用量(C0) 5)选取合理砂率Sp 6)计算1m3混凝土中砂、石骨料的用量 7)书写初步配合比 (1)确定配制强度(fcu,o) 配制强度按下式计算： σ 645.1..+=k cu v cu f f (2)初步确定水灰比(W/C) 采用碎石时： ,0.46( 0.07)cu v ce C f f W =- 采用卵石时： ,0.48( 0.33)cu v ce C f f W =- (3)选择单位用水量(mW0) ①干硬性和塑性混凝土用水量的确定 a. 水灰比在0.40～0.80范围时，根据粗骨料的品种、粒径及施工要求的混凝土拌合物稠度，其用水量可按表4-20（P104）选取。 b. 水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土用水量，应通过试验确定。 ②流动性和大流动性混凝土的用水量宜按下列步骤进行 a. 以表4-22中坍落度90mm 的用水量为基础，按坍落度每增大20mm 用水量增加5kg ，计算出未掺外加剂时的混凝土的用水量； b. 掺外加剂时的混凝土的用水量可按下式计算： (1) w wo m m αβ=- 水泥混凝土配合比设计步骤 (1) 配制强度：f cu,k=25Mpa f cu,o= f cu,k+1.645* o=25+1.645*5=33.2Mpa (2) 初步确定水灰比：(用经验公式计算，各指标选取) W/C= a a*f ce/(f cu,0 + a a*a b*f ce) =(0.53*36.5) / (33.2+0.53*0.20*36.5) =0.52 (3) 选取单位体积水泥混凝土的用水量： 由水灰比为0.52，混凝土拌合物的坍落度为10-30mm，碎石最大粒径为31.5mm, 在满足混凝土施工要求的基础上选取混凝土的单位用水量为：m wo=175kg/m 3。(4) 计算1m3水泥混凝土水泥用量： 由W/C=0.52,m w0=185 (kg/m3),得m co=m wo/(W/C)=337(kg/m3) 查表符合耐久性要求的最小水泥用量为320kg/m 3，所以取按强度计算的单位水 泥用量m co=337 ( kg/m 3) (5) 选取合理砂率，计算粗细集料用量：最大粒径31.5mm，水灰比0.52,查表 取混凝土砂率B s =35%o (6) 计算一组(3块试件)水泥混凝土各材料用量 3水用量175kg/ m '水泥用量337kg/m 砂用量680 kg/m 碎石用量1263 kg/m (7) 配合比确定: 个人认为，单位用水量可取180(kg/m3) ，为保证混凝土强度，水灰比取0.5，单 位水泥用量360(kg/m3) ，根据密度法计算配合比，假定表观密度为2400 (kg/m3 )，单位粗集料用量与单位细集料用量为未知量，可设方程求解 M c0+ M g0+ M s0+ M w0=2400 M s0/ (M s0+ M g0 )*100=35 解得M g0=1560(kg/m3) ，M s0=840 (kg/m3) 通过计算得到个人的配合比为:单位用水量:单位水泥用量:单位细集料用量:单位粗集料用量=180:360: 840:1560 普通混凝土配合比设计 总结 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】 普通混凝土配合比设计（新规范） 一、术语、符号 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） 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。） 塑性混凝土 拌合物坍落度为10mm～90mm的混凝土。 流动性混凝土 拌合物坍落度为100mm～150mm的混凝土。 大流动性混凝土 拌合物坍落度不低于160mm的混凝土。 胶凝材料 混凝土中水泥和矿物掺合料的总称。 胶凝材料用量 混凝土中水泥用量和矿物掺合料用量之和。 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） （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）二、设计方法、步骤及相关规定 基本参数 （1）水胶比W/B； （2）每立方米砼用水量m w； （3）每立方米砼胶凝材料用量m b； （4）每立方米砼水泥用量m C； （5）每立方米砼矿物掺合料用量m f； （6）砂率βS：砂与骨料总量的重量比； （7）每立方米砼砂用量m S； （8）每立方米砼石用量m g。 理论配合比（计算配合比）的设计与计算 基本步骤： ?混凝土配制强度的确定； ?计算水胶比； ?确定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； ?确定混凝土砂率； ?计算粗骨料和细骨料用量。 第1题 抗冻混凝土应掺（）外加剂。 A.缓凝剂 B.早强剂 C.引气剂 D.膨胀剂 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第2题 一般地，混凝土强度的标准值为保证率为（）的强度值。 A.50% B.85% C.95% D.100% 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第3题 进行混凝土配合比配置强度计算时，根据统计资料计算的标准差，一般有（）的限制。 A.最大值 B.最小值 C.最大值和最小值 D.以上均不对 答案:B 您的答案：B 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第4题 在混凝土掺加粉煤灰主要为改善混凝土和易性时，应采用（）。 A.外加法 B.等量取代法 C.超量取代法 D.减量取代法 答案:A 您的答案：A 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第5题 进行水下混凝土配合比设计时，配制强度应比相对应的陆上混凝土（）。 A.高 B.低 C.相同 D.以上均不对 答案:A 您的答案：A 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第6题 大体积混凝土中，一定不能加入的外加剂为（）。 A.减水剂 B.引气剂 C.早强剂 D.膨胀剂 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第7题 在配制混凝土时，对于砂石的选择下列说法正确的是（）。 A.采用的砂粒较粗时，混凝土保水性差，宜适当降低砂率，确保混凝土不离析 B.采用的砂粒较细时，混凝土保水性好，使用时宜适当提高砂率，以提高拌合物和易性 C.在保证混凝土不离析的情况下可选择中断级配的粗骨料 D.采用粗细搭配的集料可使混凝土中集料的总表面积变大，减少水 普通混凝土配合比设计及试配 发表时间：2009-11-20T11:00:29.903Z 来源：《中小企业管理与科技》2009年5月下旬刊供稿作者：宋波[导读] 配合比设计是实现预拌混凝土性能的一个重要过程，也是保证预拌混凝土质量的重要环节宋波（江苏固鼎股份有限公司）摘要：针对预拌混凝土企业确定混凝土配比时“重设计、轻试配”的现状，结合配合比设计的条件要素，从混凝土配合比设计、试配、调整三 个方面，系统阐述预拌混凝土配合比设计的全过程，突出强调了试配的重要性，进一步明确预拌混凝土配合比设计是在经验、理论指导下的实践性过程。关键词：预拌混凝土配合比设计适配调整 0 引言 配合比设计是实现预拌混凝土性能的一个重要过程，也是保证预拌混凝土质量的重要环节。目前，市场上有不少预拌混凝土生产企业配合比的确定比较随意，表现在对试配工作的重视程度不够，不经试验确定配合比，纯凭经验确定配合比，想当然确定配合比，不能够根据原材料变化情况和用户要求确定混凝土配合比。本文针对上述状况，结合本人实践经验，系统阐述预拌混凝土配合比设计并重点讲述混凝土试配过程。 1 配合比设计的条件要素 混凝土配合比设计的条件要素包括：工程信息资料、工程技术要求、原材料质量情况、环境条件、搅拌站的生产数据和经验积累等。 1.1 任何预拌混凝土都是为工程及工程施工服务的，配合比的设计必须满足工程要求。除满足强度要求外，还必须满足工作性的要求。此外，为保证混凝土工程的安全性、耐久性，还必须满足相应技术规程、规范、标准的要求。 1.2 目前预拌混凝土市场发展迅速，市场上原材料供应紧张，原材料来源复杂，混凝土配合比的设计必须针对原材料实际状况而确定，并能根据原材料波动情况及时作出配合比调整。 1.3 环境因素一般包括温度、湿度、交通状况等。不同的环境条件对配合比设计的要求不同，如夏季施工，由于气温较高，混凝土表面水蒸发速度较快,应考虑防止预拌混凝土干缩裂缝和混凝土坍损过大，这就要求在配合比设计时适当降低砂率，降低砂率可加快现浇混凝土表面水析出速度，以平衡混凝土表面水蒸发速度，防止干缩裂缝。同时，降低砂率还有利于减少坍损。 1.4 建立企业质量数据库配合比设计计算是整个预拌混凝土配合比设计的第一步，配合比设计计算，就是在掌握资料的基础上，根据一些理论、规范经验等选取一些参数，计算各种成分的用量。所以从设计计算的概念上，我们就可以看出经验数据积累的重要性。任何参数的选都取都是以经验积累为参照的，同时，计算出来的配合比经过试配后，配合比的调整乃至最终确定，也必定依据经验积累的数据为参照。 2 试配应采用工程中实际使用的原材料 混凝土配合比的设计一般经历三个阶段，即设计计算、试配、调整。混凝土配合比的设计计算在《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ/T55-96）中有详细的表述，这里不加阐述。在《普通混混凝土配合比设计规程》中有关试配、调整的内容表述得较少，而试配又是混凝土配合比设计中最重要的环节。这就要求试配所用原材料一定要有代表性，为保证试配结果对实际生产的指导意义，试配所用原材料必须要有代表性，则试配所用原材料的取样必须要有代表性。 2.1 取样的代表性在料堆上取样，因为影响取样代表性的因素太多，（例如：料堆的大小、堆料的方向、自然环境因素、人为因素），个人比较赞成试配所需材料最好在输送过程中连续均衡取样。 2.2 样品取好后，应根据需要进行制样制样必须注意两点，一是样品能真正代表原材料，二是样品必须具有高度均匀性。常用的制样方法为四分法。 2.3 所有原材料，都必须严格根据国家标准检验后，才能根据检验结果计算配合比，进行试配。当然，在实际工作中，可能来不及等所有原材料检验结果出来以后，就要进行试配，那么，作为试配方案确定的人员，就要注意收集原材料统计数据，着重做好下面的工作： 2. 3.1 日常收集原材料供应商的检验、试验报告。 2.3.2 建立企业自身对原材料检验的数据库，对各供应商供应的原材料要建立独立的分析台帐，并根据统计、分析结果，定期评价供应商检验报告的可靠性和准确程度，供应商检验报告长期可靠、准确的在混凝土配合比设计计算时，报告结果可直接应用。 2.3.3 对定点供应的水泥，要掌握水泥的强度增长规律，并能用回归分析法依据水泥早期强度推定水泥的28天强度。 3 试配前的调整 在混凝土强度试验的配合比确定过程中，必须根据混凝土配合比设计条件要素，正确选取水灰比，砂率、用水量等，称之为试配前调整。 3.1 根据原材料状况选择合适的参数，进行配合比设计在《普通混凝土配合比设计规程》中，就参数的选取，有一些规定，这些规定，也是根据生产实践中的经验得来的，可直接使用，例如：在用水量的确定上，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，则可减少5-10kg，对流动性、大流动性混凝土的用水量，以坍落度90mm的用水量为基础，按坍落度每增大20mm，用水量增加5㎏.对砂率的选取有下列规定：①对细沙或粗砂，可相应地减小或增大砂率。②对单粒级粗骨料配制混凝土时，砂率应适当增大。③对薄璧构件，砂率取偏大值。 上述内容，均为规程中根据原材料状况，对配合比设计参数的选择进行确定，日常生产中碰到的情况，往往要复杂的多，这就要求我们根据原材料检验结果，综合考虑各方面因素，做好设计参数的选择，对能够根据原材料检验结果来确定的参数，一定要先检验后确定参数，以确保配合比计算结果的可靠性。 3.2 日常做好影响混凝土性能（包括强度）的敏感因素分析当原材料质量特性发生变化时，要分析其对混凝土性能有无影响，影响大小。对影响较大的因素，可采用回归分析法，确定原材料特性值的变化对混凝土性能的影响，具体到混凝土配合比设计计算时，就是原材料质量特性值对设计参数选取时的影响。以设计参数为因变量，原材料某一质量特性值为自变量（假设其它因素相对稳定情况下），建立相应函数关系。无明显函数关系或找不出函数关系，但对混凝土性能影响较大的特性值，其与设计参数的关系也可用数据列表的形式表示。 混凝土配合比设计的步骤 1．计算配合比的确定 (1)计算配制强度 当具有近期同一品种混凝土资料时，σ可计算获得。并且当混凝土强度等级为C20或C25，计算值<2.5 MPa 时，应取σ=2.5 MPa ；当强度等级≥ C30，计算值低于<3.0 MPa 时，应取用σ=3.0 MPa 。否则，按规定取值。 (2)初步确定水灰比(W/C) （混凝土强度等级小于C60） a α、 b α回归系数，应由试验确定或根据规定选取： ce f 水泥28d 抗压强度实测值，若无实测值，则 ce f ，g 为水泥强度等级值，c γ为水泥强度等级值的富余系数。 若水灰比计算值大于表4 - 24中规定的最大水灰比值时，应取表中规定的最大水灰比值 (3)选取1 m3混凝土的用水量(0w m ) 干硬性和塑性混凝土用水量： ①根据施工条件按表4-25选用适宜的坍落度。 σ6451.,,+=k cu t cu f f ce b a cu ce a f f f C W ααα+=0,g ce c ce f f ,γ= ②水灰比在0.40～0. 80时，根据坍落度值及骨料种类、粒径，按表4-26选定1 m3混凝土用水量。 流动性和大流动性混凝土的用水量： 以表4- 26中坍落度90 mm 的用水量为基础，按坍落度每增大20 mm 用水量增加5 kg 计算出未掺外加剂时的混凝土的用水量； 掺外加剂时的混凝土用水量： wa m 是掺外加剂混凝土每立方米混凝土的用水量；0w m 未掺外加剂混凝土每立方米混凝土的用水量；β外加剂的减水率。 (4)计算混凝土的单位水泥用量() 如水泥用量计算值小于表4- 24中规定量，则应取规定的最小水泥用量。 (5)选用合理的砂率值(βs) 坍落度为10～60 mm 的混凝土：如无使用经验，砂率可按骨料种类、粒径及水灰比，参照表4- 27选用 坍落度大于60 mm 的混凝土：在表4- 27的基础上，按坍落度每增大20 mm ，砂率增大1%的幅度予以调整； 坍落度小于10 mm 的混凝土：砂率应经试验确定。 6)计算粗、细骨料的用量(mg0，ms0) A.重量法： 0c m 、0g m 、0s m 、0w m 为1m3混凝土的水泥用量、粗骨料用量、细骨料用量和用水量。cp m 为1m3混凝土拌合物的假定重量，取2350～2450 kg/m3。 ()β-=10w wa m m 0c m C W m m w c 0 0=cp w s g c m m m m m =+++0000%100000?+=g s s s m m m β 混凝土配合比设计作业指导书 （等浆体体积法） 二0一一年六月二十三日 混凝土配合比设计 作业指导书 中铁*局集团*公司试验中心 *** 在《铁路混凝土工程施工质量技术指南》铁建设〔2010〕241号中，对混凝土配合比设计提出了新的要求，对不同强度等级的混凝土浆体体积做了限制要求。我们习惯使用的假定容重法已经不再适用，怎样才能准确控制浆体体积呢，下面通过例题向大家介绍等浆体体积法计算混凝土配合比的方法，供参考使用。 一、编制依据 （1）《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2010 （2）《铁路混凝土工程施工技术指南》铁建设〔2010〕241号 （3）《关于混凝土配合比选择方法的讨论》作者：廉慧珍李玉林二、不同材料混凝土浆体体积限值 注：浆体体积即单位体积混凝土中胶凝材料、水和空气所占的体积。 三、混凝土配合比设计实例 某斜拉式特大桥，主塔塔高103.5米，设计强度等级为C50，设计使用年限100年，碳化环境T1。 （1）、原材料选择 水泥：贵港华润P?O42.5，粉煤灰掺量8%，密度3.0g/cm3； 粉煤灰：田东电厂Ⅰ级粉煤灰，烧失量3.2%，细度8%，需水量比97%，密度2.3 g/cm3； 细骨料：梧州中砂，细度模数2.6，表观密度2.63 g/cm3； 粗骨料：蒙圩碎石5～10mm和10～20mm，掺兑比例35:65,表观密度2.70 g/cm3，堆积密度1620 kg/m3，孔隙率40%； 减水剂：西卡牌聚羧酸盐高效减水剂,掺量1.05%，含固量20%。 （2）参数选择 水胶比：选用W/B=0.32； 砂率：根据紧密堆积原则，以及石子孔隙率和砂子细度模数，选取砂率为39%，则砂石比为39:61； 浆体体积：按铁建设〔2010〕241号（表6.5.2-6）选用浆体体积V P=0.35； 粉煤灰掺量：依据铁建设〔2010〕241号（表6.5.2-1）破坏冻融环境和预应力张拉早期强度要求，选择粉煤灰掺量为20%，鉴于P?O42.5水泥已掺入粉煤灰8%，现选择掺入粉煤灰12%； 含气量：按铁建设〔2010〕241号（表6.5.2-5），T1环境入模含气量不小于2%，考虑运输过程中的气损，控制配合比含气量在3%以上，含气量占浆体的体积按0.035考虑。 注：《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T50476-2008中的含气量定义：混凝土中气泡体积与混凝土总体积的比值。包括掺入引气剂后形成的气泡体积和混凝土拌合过程中挟带的空气体积。 坍落度：由于泵送高度较高，主塔顶部钢筋及预应力波纹管孔道较集，选择到达浇筑地点坍落度为180~240mm。 混凝土配合比设计 第1题 抗冻混凝土应掺（）外加剂。 A.缓凝剂 B.早强剂 C.引气剂 D.膨胀剂 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第2题 一般地，混凝土强度的标准值为保证率为（）的强度值。 A.50% B.85% C.95% D.100% 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第3题 进行混凝土配合比配置强度计算时，根据统计资料计算的标准差，一般有（）的限制。 A.最大值 B.最小值 C.最大值和最小值 D.以上均不对 答案:B 您的答案：B 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第4题 在混凝土掺加粉煤灰主要为改善混凝土和易性时，应采用（）。 A.外加法 B.等量取代法 C.超量取代法 D.减量取代法 答案:A 您的答案：A 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第5题 进行水下混凝土配合比设计时，配制强度应比相对应的陆上混凝土（）。 A.高 B.低 C.相同 D.以上均不对 答案:A 您的答案：A 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第6题 大体积混凝土中，一定不能加入的外加剂为（）。 A.减水剂 B.引气剂 C.早强剂 D.膨胀剂 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第7题 在配制混凝土时，对于砂石的选择下列说法正确的是（）。 A.采用的砂粒较粗时，混凝土保水性差，宜适当降低砂率，确保混凝土不离析 B.采用的砂粒较细时，混凝土保水性好，使用时宜适当提高砂率，以提高拌合物和易性 C.在保证混凝土不离析的情况下可选择中断级配的粗骨料 D.采用粗细搭配的集料可使混凝土中集料的总表面积变大，减少水泥用量，且混凝土密实 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第8题 抗冻混凝土中必须添加的外加剂为（）。 A.减水剂 B.膨胀剂 C.防冻剂 D.引气剂 答案:D 您的答案：D 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第9题 高性能混凝土中水泥熟料中铝酸三钙含量限制在6%~12%的原因是（）。 A.铝酸三钙含量高造成强度降低 B.铝酸三钙容易造成闪凝 C.铝酸三钙含量高易造成混凝土凝结硬化快 D.铝酸三钙含量高易造成体积安定性不良 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第10题 抗渗混凝土中必须添加的外加剂为（）。 A.减水剂 B.膨胀剂 C.早强剂 D.引气剂 答案:B 您的答案：B 混凝土配合比资料 砼原材料与配合比工序作业 提高混凝土拌合物的保水性，减少混凝土拌合物的离析和泌水。外加剂中的碱对硬化混凝土外观的影响和水泥一样，外加剂中的碱含量越低越有利于硬化混凝土外观颜色的控制和混凝土耐久性的提高。 如果外加剂中掺有引气成分时，应选用优质的引气成分，不宜选用木钙、十二烷类的引气成分，因为这类引气成分引入的气泡直径大且稳定性差。另外，能够选择消泡剂来减少混凝土中气泡的产生。另外，外加剂的缓凝结时间不宜长，加外加剂后混凝土的凝结时间宜控制在12h以内。 矿物掺合料 大量试验研究和工程实践表明，混凝土中掺入一定数量优质的粉煤灰后，不但能代替部分水泥，而且由于粉煤灰颗粒呈球状具有滚珠效应，起到润滑作用，可改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性，从而改进了可泵性。现常见的矿物掺合料有矿渣粉和粉煤灰，选用磨细矿渣粉，目的是减少水泥掺量，从而减小水泥收缩，增加混凝土体积稳定，减少混凝土的干缩裂缝。混凝土表面密实性的提高，有利于提高混凝土的耐久性，掺加优质粉煤灰可改进混凝土和易性，便于浇注成型。选用矿物掺合料，除了考虑其活性外，还应着重考虑其细度和颜色。矿物掺合料的颜色应均匀稳定，矿渣粉宜选用比表面积在4000cm2 /g以上S95级矿渣粉，粉煤灰宜优先选用I级粉煤灰，粉煤灰的掺量控制在掺 量为13%的范围内，因为掺量大将会影响混凝土的颜色。 特别重要的效果是掺加原状或磨细粉煤灰后，能够降低混凝土中水泥水化热，减少绝热条件下的温度升高。在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂，改进混凝土拌合物的流动性、保水性，降低水化热，推迟热峰的出现时间混凝土配合比设计时，除了满足设计要求的强度和耐久性外，着重考虑混凝土拌合物的和易性和浇筑时的坍落度。优选的混凝土配合比应能满足所拌制的混凝土具有良好的和易性，保水性好，不易离析和泌水，坍落度损失小。混凝土外加剂的掺量应经试验确定，不宜超掺，超掺混凝土易离析泌水。为了保证混凝土拌合物的和易性，每方混凝土的胶凝材料总量不宜小于350kg，因为胶凝材料少，混凝土拌合物的和易差，容易离析泌水。另外，对于普通混凝土，浇筑时的坍落度宜小不宜大，泵送浇筑的混凝土坍落度不宜大于180mm，吊斗浇筑的混凝土坍落度宜小于150mm。如果施工过程原材料有变化，应重新试配。 混凝土施工工序和施工方法 混凝土配合比设计 的步骤 混凝土配合比设计的步骤 (1)初步配合比的计算 按照已选择的原材料性能及混凝土的技术要求进行初步计算，得出“初步配合比”； (2)基准配合比的确定 经过试验室试拌调整，得出“基准配合比”； (3)实验室配合比的确定 经过强度检验(如有抗渗、抗冻等其它性能要求，应当进行相应的检验)，定出满足设计和施工要求并比较经济的“试验室配合比”(也叫设计配合比)； (4)施工配合比 根据现场砂、石的实际含水率，对试验室配合比进行调整，求出“施工配合比”。 ㈠初步配合比的计算 1)确定配制强度 2)初步确定水灰比值（W/C） 3)选择每1m3混凝土的用水量(W0) 4)计算混凝土的单位水泥用量(C0) 5)选取合理砂率Sp 6)计算1m3混凝土中砂、石骨料的用量 7)书写初步配合比 (1)确定配制强度(fcu,o) 配制强度按下式计算： σ 645.1..+=k cu v cu f f (2)初步确定水灰比(W/C) 采用碎石时： ,0.46(0.07) cu v ce C f f W =- 采用卵石时： ,0.48( 0.33)cu v ce C f f W =- (3)选择单位用水量(mW0) ①干硬性和塑性混凝土用水量的确定 a. 水灰比在0.40～0.80范围时，根据粗骨料的品种、粒径及施工要求的混凝土拌合物稠度，其用水量可按表4-20（P104）选取。 b. 水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土用水量，应经过试验确定。 ②流动性和大流动性混凝土的用水量宜按下列步骤进行 a. 以表4-22中坍落度90mm 的用水量为基础，按坍落度每增大20mm 用水量增加5kg ，计算出未掺外加剂时的混凝土的用水量； b. 掺外加剂时的混凝土的用水量可按下式计算： (1) w wo m m αβ=- β为减水率 常州市联中混凝土有限公司 质量管理体系文件 依据ISO 9001：2000《质量管理体系要求》 配合比设计 作业指导书 发行版本：第一版 编制：陈莉萍 审核：吴文学 批准：丁曙 2010-01-01 发布2010-01-01实施 1.适用范围 本作业指导书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以及其拌合物性能（稠度、含气量、容重）试验。 2.执行标准 《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55—2000 《普通混凝土拌合物性能试验方法》GB/T50080—2002 3.混凝土配合比设计 3.1配合比计算步骤 1）计算出要求的试配强度f cu，0 ； 2）按f cu，0 计算出所要求的水灰比值； 3）选取每立方体混凝土的用水量，并计算出混凝土的单位水泥用量； 4）选取合理的砂率值； 5）计算出粗、细骨料的用量，提供出试配用的混凝土配合比。 3.2混凝土试配强度 混凝土配制强度按下式计算： f cu，0≥f cu，k ＋1.645σ 式中 f cu，0 ——混凝土配制强度（MPa）； f cu，k ——混凝土立方体抗压强度标准值（MPa）； σ——混凝土强度标准差（MPa）。 混凝土强度标准差采用公式进行计算，确定该值的强度试件组数不应少于25组。 当混凝土强度等级为C20、C25级，其强度标准差计算值低于2.5MPa 时，标准差应取用2.5MPa ，当强度等级等于或大于C30级，其强度标准差计算值低于3.0MPa 时，标准差应取用3.0MPa 。 3.3计算水灰比 按下列公式计算要求的水灰比值： W/C ＝ ce cu ce f B A f f A ??+?0 , 式中 W/C ——混凝土所要求的水灰比值； A 、 B ——回归系数；当不具备试验资料时，对碎石混凝土可取A ＝0.48，B ＝0.52；对 卵石混凝土可取A ＝0.50，B ＝0.61。 f ce ——水泥实际强度（MPa ） 在无法取得水泥实际强度数值时，可用下式代入。 f ce ＝γc ×f ce.k 式中 f ce.k ——水泥标号标准值； γc ——水泥标号富余系数。 f ce 值也可根据3d 强度或快测强度推定28d 强度关系式推定得出。 3.4用水量选定 按骨料品种、规格及施工要求的塌落度值选择每立方米混凝土的用水量（m ω0）按表3.4-1选用。当水灰比小于0.4或大于0.8的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土用水量，应通过试验确定。混凝土配合比设计步骤分析报告
高强混凝土配合比设计方法及例题
普通混凝土配合比设计方法及例题
混凝土配合比设计计算实例JGJ55-2011
混凝土配合比设计作业指导书.docx
沥青混凝土配合比设计过程
混凝土配合比设计作业
混凝土配合比设计的步骤
水泥混凝土配合比设计步骤
普通混凝土配合比设计总结
混凝土配合比设计继续教育自测试题答案
普通混凝土配合比设计及试配
混凝土配合比设计的详细步骤教学文案
混凝土配合比设计作业指导书(等浆体体积法)
混凝土配合比设计 继续教育答案
混凝土配合比资料
混凝土配合比设计的步骤范本
混凝土配合比设计作业指导书