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普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程《JGJ55-2011》

（1）設(shè)計(jì)坍落度180±20mm；

（2）混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為30MPa。

（1）水泥：P.042.5，28d膠砂抗壓強(qiáng)度48.6MPa，安定性合格；

（2）砂：II區(qū)中砂，細(xì)度模數(shù)2.6；

（3）碎石：最大粒徑25mm,連續(xù)級(jí)配；

（4）外加劑：聚羧酸高性能減水劑，固含量12%，摻量1.8%，減水率25%；

（5）粉煤灰：F-II級(jí)粉煤灰，細(xì)度18.3%，需水量比99%；

（6）粒化高爐礦渣粉：S95級(jí)，流動(dòng)度比98%，28d活性指數(shù)101%；

（7）拌和水：飲用水。

(一)計(jì)算配制強(qiáng)度(f)

由于缺乏強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差統(tǒng)計(jì)資料，因此根據(jù)《規(guī)程》表4.0.2選擇強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差σ為5.0MPa。

表4.0.2 標(biāo)準(zhǔn)差σ值（MPa）

根據(jù)公式f≥f+1.645δ

式中：f——混凝土試配強(qiáng)度（MPa）

f——設(shè)計(jì)強(qiáng)度（MPa）

δ——標(biāo)準(zhǔn)差，取5

試配強(qiáng)度：f= f+1.645σ≥30+1.645×5≥38.2(MPa)

(二)混凝土水膠比（W/B）

（1）確定礦物摻合料摻量

應(yīng)根據(jù)《規(guī)程》中表3.0.5-1的規(guī)定，并考慮混凝土原材料、應(yīng)用部位和施工工藝等因素來(lái)確定礦物摻合料摻量。

注：1 采用其它通用硅酸鹽水泥時(shí)，宜將水泥混合材摻量20%以上的混合材量計(jì)入礦物摻合料；

2 復(fù)合摻合料各組分的摻量不宜超過(guò)單摻時(shí)的最大摻量；

3 在混合使用兩種或兩種以上礦物摻合料時(shí)，礦物摻合料總摻量應(yīng)符合表中復(fù)合摻合料的規(guī)定。

依據(jù)規(guī)程，確定兩種摻量方案：

方案1：粉煤灰摻量30%；

方案2：粉煤灰摻量20%，礦粉摻量20%。

（2）計(jì)算膠凝材料膠砂強(qiáng)度

膠凝材料膠砂強(qiáng)度既可以按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法（ISO法）》GB/T17671對(duì)3個(gè)膠凝材料進(jìn)行膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)，也可以依據(jù)《規(guī)程》表5.1.3選取對(duì)應(yīng)的粉煤灰或礦粉影響系數(shù)，計(jì)算。

注：1 采用Ⅰ級(jí)粉煤灰宜取上限值。

2 采用S75級(jí)粒化高爐礦渣粉宜取下限值，采用S95級(jí)粒化高爐礦渣粉宜取上限值，采用S105級(jí)粒化高爐礦渣粉可取上限值加0.05。

3 當(dāng)超出表中的摻量時(shí)，粉煤灰和粒化高爐礦渣粉影響系數(shù)應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定。

檢測(cè)或計(jì)算結(jié)果：

方案1：

根據(jù)粉煤灰活性試驗(yàn)，測(cè)得摻加30%粉煤灰的膠凝材料28d膠砂強(qiáng)度為35.3MPa。

方案2：

根據(jù)表5.1.3選取粉煤灰和礦粉影響系數(shù)，礦粉、粉煤灰雙摻，各摻20%，影響系數(shù)：粉煤灰取0.8礦粉取0.98。則膠凝材料強(qiáng)度為：48.6×0.8×0.98＝38.1MPa；

（3）水膠比計(jì)算

利用《規(guī)程》中公式5.1.1計(jì)算實(shí)際水膠比如下：

W/B=ɑ×f/(f+ɑ×ɑ×f) （5.1.1）

式中： W/B——混凝土水膠比；

、——回歸系數(shù)，按本規(guī)程第5.1.2條的規(guī)定取值；

——膠凝材料28d膠砂抗壓強(qiáng)度（MPa），可實(shí)測(cè)，且試驗(yàn)方法應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法（ISO法）》GB/T17671執(zhí)行；也可按本規(guī)程第5.1.3條確定，由于沒(méi)有回歸系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)資料，所以按《規(guī)程》中表5.1.2選取a、a。

表5.1.2 回歸系數(shù)（、）取值表

計(jì)算結(jié)果：

方案1：摻加30%粉煤灰時(shí)混凝土的水膠比為0.446，取0.45；

方案2：摻加20%粉煤灰和20%礦粉時(shí)混凝土的水膠比為0.478，取0.48；

（三）確定用水量

確定坍落度設(shè)計(jì)值為180mm。根據(jù)《規(guī)程》第5.2節(jié)規(guī)定計(jì)算用水量步驟如下：

（1）塑性混凝土單位用水量

根據(jù)《規(guī)程》中表5.2.1-2選擇單位用水量。滿足坍落度90mm的塑性混凝土單位用水量為210kg/m（插值）。

注：1 本表用水量系采用中砂時(shí)的取值。采用細(xì)砂時(shí)，每立方米混凝土用水量可增加5kg～10kg；采用粗砂時(shí)，可減少5kg～10kg。

2 摻用礦物摻合料和外加劑時(shí)，用水量應(yīng)相應(yīng)調(diào)整。

（2）推定未摻外加劑時(shí)混凝土用水量

以滿足坍落度90mm的塑性混凝土單位用水量為基礎(chǔ)，按每增大20mm坍落度相應(yīng)增加5kg/m用水量來(lái)計(jì)算坍落度180mm時(shí)單位用水量m′＝（180-90）/20*5+210＝232.5kg/m。

（3）摻外加劑時(shí)的混凝土用水量

利用《規(guī)程》中公式5.2.2計(jì)算摻外加劑時(shí)的混凝土用水量如下：

m′＝m（1-β） （5.2.2）

摻外加劑用水量：232.5×（1－25%）＝174kg/m。

（四）膠凝材料用量

根據(jù)上述水膠比和單位用水量數(shù)據(jù)，根據(jù)《規(guī)程》中公式5.3.1計(jì)算膠凝材料用量如下：

）（5.3.1）

計(jì)算結(jié)果：

方案1:混凝土的膠凝材料用量為386.6kg/m，取387kg/m；

方案2:混凝土的膠凝材料用量為362.5kg/m；取362kg/m；

（1）計(jì)算礦物摻合料用量

根據(jù)上述確定的粉煤灰和礦粉摻量，根據(jù)《規(guī)程》中公式5.3.2分別計(jì)算粉煤灰和礦粉用量如下：

＝ ×（5.3.2）

式中：——計(jì)算配合比每立方米混凝土中礦物摻合料用量（kg/m）；——礦物摻合料摻量（%），可結(jié)合本規(guī)程3.0.5條和5.1.1條的規(guī)定確定。

計(jì)算結(jié)果：

方案1:混凝土的粉煤灰用量為116kg/m；

方案2:混凝土的粉煤灰和礦粉用量分別為72kg/m和72kg/m。

（2）計(jì)算水泥用量

根據(jù)膠凝材料用量、粉煤灰用量，根據(jù)《規(guī)程》中公式5.3.3計(jì)算水泥用量如下：

＝ －（5.3.3）

式中：——計(jì)算配合比每立方米混凝土中水泥用量（kg/m）。

計(jì)算結(jié)果：

方案1：混凝土的水泥用量為271kg/m3；

方案2：混凝土的水泥用量為218kg/m3。

（五）外加劑用量

選定C30混凝土的A型減水劑摻量為1.8%，根據(jù)《規(guī)程》中公式5.2.3計(jì)算外加劑用量如下：

＝ （5.2.3）

式中：——計(jì)算配合比每立方米混凝土中外加劑用量（kg/m）；——計(jì)算配合比每立方米混凝土中膠凝材料用量（kg/m）,計(jì)算應(yīng)符合本規(guī)程5.3.1條的規(guī)定；——外加劑摻量（%）,應(yīng)經(jīng)混凝土試驗(yàn)確定。

計(jì)算結(jié)果：

方案1:混凝土的外加劑單位用量為6.96kg/m，取7.0kg/m；

方案2:的外加劑單位用量為6.51kg/m；取6.5kg/m。

（六）調(diào)整用水量

外加劑固含量12%，扣除液體外加劑的水份， C30混凝土實(shí)際單位用水量計(jì)算結(jié)果為：

方案1：混凝土的調(diào)整用水量為168kg/m；

方案2：混凝土的調(diào)整用水量為168kg/m。

（六）計(jì)算砂率

（1）確定砂率

根據(jù)《規(guī)程》中表5.4.2的規(guī)定，初步選取坍落度60mm時(shí)砂率值為31%（插值）。隨后按坍落度每增大20mm、砂率增大1％的幅度予以調(diào)整，得到坍落度180mm混凝土的砂率βs＝（180-60）/20+31%＝37%。即，

計(jì)算結(jié)果：坍落度180mm的C30混凝土砂率為37%。

注：1 本表數(shù)值系中砂的選用砂率，對(duì)細(xì)砂或粗砂，可相應(yīng)地減少或增大砂率；

2 采用人工砂配制混凝土?xí)r，砂率可適當(dāng)增大；

3 只用一個(gè)單粒級(jí)粗骨料配制混凝土?xí)r，砂率應(yīng)適當(dāng)增大。

（2）計(jì)算粗細(xì)骨料用量

假定C30容重2380 kg/m，根據(jù)砂率37%，計(jì)算砂、石用量為：

方案1：混凝土的砂和石子用量分別為673kg/m和1145kg/m；

方案2：混凝土的砂和石子用量分別為682kg/m和1161kg/m。

（七）試拌配合比（共計(jì)兩個(gè)方案的配合比）

綜上所述，計(jì)算得到C30混凝土的試拌配合比如下表所示：

（1）配合比調(diào)整

采取三個(gè)不同的配合比，其中一個(gè)應(yīng)為上述確定的試拌配合比，另外兩個(gè)配合比的水膠比宜較試拌配合比分別增加或減少0.05，用水量與試拌配合比相同，砂率可分別增加和減少1%（以上兩種方案配合比調(diào)整略）。

（2）配合比校正

當(dāng)混凝土拌合物表觀密度實(shí)測(cè)值與計(jì)算值之差的絕對(duì)值不超過(guò)計(jì)算值的2％時(shí)，調(diào)整的配合比可維持不變；當(dāng)二者之差超過(guò)2％時(shí)，應(yīng)將配合比中每項(xiàng)材料用量均乘以校正系數(shù)δ。

無(wú)論是計(jì)算配合比還是試拌配合比，都不能保證混凝土配制強(qiáng)度是否滿足要求，混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)的目的是通過(guò)三個(gè)不同水膠比的配合比比較，取得能夠滿足配制強(qiáng)度要求的、膠凝材料用量經(jīng)濟(jì)合理的配合比。

由于混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)是在混凝土拌合物調(diào)整適宜后進(jìn)行，所以強(qiáng)度試驗(yàn)采用三個(gè)不同的水膠比的配合比的混凝土拌合物性能應(yīng)維持不變，即保持用水量不變，增加和減少膠凝材料用量，并相應(yīng)減少和增加砂率，外加劑摻量也做減少或增加的微調(diào)。

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