修改一 混凝土配比设计计算《规程JGJ55-2000》
《第一篇 计算原理》《第五章 杆塔基础施工》之《第四节 混凝土配比设计计算》按《中华人民共和国行业标准 普通混凝土配比设计规程JGJ55-2000》进行修改:
一、概述
1) 普通水泥(如:普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥)的“标号”(如“425号水泥”)在新的国家标准中改为水泥的“强度等级” (如“强度等级42.5的水泥”),其数值等于ISO法检验所得28天水泥胶砂抗压强度;
2)混凝土的强度等级(例如“C25”)一般由设计文件提供,其数值等于该混凝土标准试块在28天时的抗压强度,单位为Mpa。
二、确定所用水泥的强度等级 1、 确定所用水泥的强度等级 1) 比值:
水泥强度等级
混凝土强度等 级2
其比值一般为1.5~2.5,最佳为1.5~2.0 采用较高强度等级混凝土时为1.5
2)混凝土强度等级为≤C10时,水泥强度等级一般选22.5~27.5 混凝土强度等级为C15时,水泥强度等级一般选22.5~32.5 混凝土强度等级为C20时,水泥强度等级一般选32.5~42.5 混凝土强度等级为≥C30时,水泥强度等级一般选42.5~52.5 3)一般气温地区钢筋混凝土所用的水泥可选>27.5
寒冷地区(最寒冷月份里的月平均气温为-5℃~-15℃),水泥强度等级可选27.5~
42.5
严寒地区(最寒冷月份里的月平均气温低于-15℃),水泥强度等级可选32.5~42.5
2.注意事项
1)若混凝土水灰比很小,且在浇注时能用振捣器振捣,可用较低强度等级的水泥; 2)当水泥强度等级大于上述最高强度等级,且工程性质及施工条件许可时,可加适量掺合料,但本程序所用计算方法已不适用;
3)厚大体积的混凝土,当不掺用活性的或填充的掺合料时,不宜使用大于42.5号普
通水泥或硅酸盐水泥。 三、确定混凝土配制强度 1.确定实配混凝土强度标准差σ
根据施工现场的管理水平、原材料质量的可信度以及其它具体情况(如拌合、运输、浇灌、振捣、天气、养护等),确定实际施工配置混凝土的强度标准差σ。
混凝土的强度标准差根据统计资料计算确定,但:
当混凝土的强度等级为C20~C25时,σ ≦2.5MPa 当混凝土的强度等级≥C30时, σ≦3.0MPa
当无统计资料时,根据《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204):
当混凝土的强度等级<C30时, σ =4.0MPa 当混凝土的强度等级C30~ C45时, σ=5.0MPa 当混凝土的强度等级>C45时, σ =6.0MPa
2.计算混凝土配制强度
C配制=C设计+1.645σ
式中:C配制 ——计算用混凝土配制强度,Mpa;
C设计 ——混凝土设计强度(混凝土立方体抗压强度标准值),Mpa; σ ——实配混凝土强度标准差σ,Mpa。 四、计算砂、石用量
在算出了所用的水灰比(W/C)、用水量(W)、水泥用量(C)、砂率S(砂所占的体积为砂、石总体积的百分比)后,要进一步算出砂、石用量,这时有二种方法: 1.绝对体积法
基本原理是:混凝土的体积等于各组成材料的密实体积之总和。各组成材料的密实
体积是指其不包括颗粒间空隙的体积,分别等于其质量除以其密度。
2.假定容重法
基本原理是:配制的混凝土混合物的容重接近一个固定值,这就可以先假定一个混
凝土拌合物容重值,再根据各材料之间的关系,计算出各材料的需用量。
这两种方法的区别在于绝对体积法要设定(或测定)砂、石的密度,而假定容重法要设定混凝土的容重,这些设定值的误差大小将影响计算结果的精确度。
五、配料比率计算 1.确定水灰比
混凝土水灰比按如下经验公式计算: 对碎石混凝土:
W/C=
对卵石混凝土:
0.46⨯R
C配制+0.0322⋅R
W/C=
式中: W/C——水灰比;
0.48⨯R
C配制+0.1584R
R——水泥28天抗压强度实测值(数值等于或略大于水泥的强度等级),MPa;
C
配制
——试配混凝土强度等级,MPa。
2.确定用水量W
首先根据基础类型和施工条件由下表选定混凝土的坍落度(cm)。
注:①干硬性混凝土,应根据结构种类和振实条件通过试验确定坍落度;
②曲面或斜面结构的混凝土、掺毛石的混凝土等,其坍落度值应根据实际需要另行选定,以免流淌。
由混凝土的坍落度和所用石子的粒径、表面光滑程度等,由下表确定1m混凝土的用水量(kg)
3
注:表中数值适用于中砂,采用细砂时,可增加7.5kg。采用粗砂时,用水量可减7.5kg。 当掺用各种外加剂或掺合料时,应调整用水量。 3.计算水泥用量C
根据已确定的水灰比及用水量,按下式计算水泥用量:
C
W
W/C
式中: C-—每立方米混凝土的水泥用量,kg;
W-—每立方米混凝土的用水量,kg;
W/C——水灰比。
4.校核最大水灰比和最小水泥用量
为保证混凝土的耐久性,以上计算结果应满足下表所列的最大水灰比和最小水泥
用量的要求。如果水灰比太大则应减小水泥强度等级。如水泥用量太少,也应减少水泥强
度等级,使符合下表的要求。
注:①表中的最小水泥用量,仅适用于机械振捣的混凝土,如用人工捣实时,应增加
25kg/m3;
②严寒地区指最寒冷月份里的月平均温度低于-150C者,寒冷地区则为处于-50~+150C之间者。 5.确定砂率S
砂率是指砂所占的体积与砂、石总体积的百分比。确定砂率的原则是以砂来填充石子的空隙,并稍有富余。
砂率S可参用下表选定。 注:①表中数值系中砂的选用砂率;如为细砂可相应地减少;如为粗砂可相应地增加;
②表中数值适用于坍落度为10~60mm的混凝土;坍落度过大时应相应地增加;坍落度过小时应相应地减小;
③只用一个单粒级粗骨料配制混凝土时,砂率应适当地增加;
④掺有各种外加剂或混合料时,其合理砂率值应经试验或参照其他有关规定选用。 6A。绝对体积法计算砂和石的用量
WCG砂G石
+++=1000 V水V灰V砂V石
或:
G砂G石
+=1000-Vw-VcV砂V石
式中: W、C、G砂、G石——1m3混凝土中水、水泥、砂、石的质量,kg;
V水、V灰、V砂、V石——分别为水、水泥、砂、石子的密度,kg/ dm3;
V水=1 V灰=3.1 V砂=2.65 V石=2.7
VW——1m3混凝土中水的体积,dm3; VC——1m3混凝土中水泥的密实体积,dm3。
VC=C/V灰
又因为砂率S为已知值:
G砂
=S
G砂+G石
联立以上两方程式,即可求得1m3混凝土中砂、石用量G砂、G石。 而混凝土的初步配合比则为:
水泥:水:石:砂=C:W:G石:G砂=1:
WG石G砂 ::CCC
6B.假定容重法计算砂和石的用量
1)设定混凝土容重V0混
混凝土容重V0混可按下表选用。
2)因为1m3混凝土中,砂、石的质量等于混凝土重减去水和水泥的质量,得如下方程式(V0混、W、C为已知值):
G砂+G石=V0混-W-C
同时有: G砂=(G砂+G石)×S 联立以上两方程式即可求得: (G砂+G石)和G砂。 再求得G石: G石=(G砂+G石)-G砂
则混凝土的初步配合为:
水泥:水:石:砂=C:W:G石:G砂=1:
WG石G砂
::
CCC
以上两式中: V0混——混凝土容重
W、C、G砂、G石——1m3混凝土中水、水泥、砂、石的质量,kg/ dm3;
S——砂率。
7.施工秤料比
如经测定,砂的实际含水率为a%,石子的实际含水率为b%,则应再换算出施工秤料配合比,其材料用量应为:
W0=W-G砂·a%-G石·b%
C0=C(无变化) G0砂=G砂(1+a%) G0石=G石(1+b%)
式中:
W0、C0、G0砂、G0石——1m3混凝土中水、水泥、砂、石的施工秤料质量,kg;
W、C、G砂、G石——1m3混凝土中水、水泥、砂、石的质量,kg/ dm3;
a% 、b%——砂和石子的实际含水率。
参考资料:
1 《中华人民共和国行业标准普通混凝土配比设计规程JGJ55-2000》 2 《高压送电线路基础施工》 潘雪荣 1995年水利电力出版社 修改原因:
江西送变电公司朱日凉先生、山西送变电公司翟依学先生提出:2001年4月1日施行的《中华人民共和国行业标准普通混凝土配比设计规程JGJ55-2000》对JGJ/T55-96作了修改,其中牵涉到公式等。
附件:同一水泥在新旧规程中的抗压强度因检验方法不同而不同
1)2001年4月1日开始实行的《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2000)公式中用到的R(水泥28天抗压强度实测值)应该用ISO法进行测定,而老规程《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-96)公式中用到的R则是用GB法进行的。 2)新ISO法和老标准GB法水泥强度检验方法的主要区别
ISO强度检验方法所采用的标准砂模拟了砼集料的级配,采用粒径分布较宽的三级级配,水泥试体成型的水灰比大,灰砂比小,更接近于砼的实际情况,对水泥的活性敏感程度也远远超过GB强度检验方法。 3)新标准中同一水泥的标号将下降
水泥胶砂强度检验方法由老的GB法过渡到ISO法后,由于水泥试件的配砂成份改变,特别是水灰比加大和灰砂比的减小,我国老水泥标号要普遍降低一个标号,有的要降低(13~16)Mpa。而国内部分独资和合资企业的水泥产品则下降得很少,只有(2~3)MPa。根据中国建材科学研究院对不同生产工艺、不同窑型生产水泥的ISO及GB强度检验方法的强度对比试验统计,发现不同生产工艺生产的水泥,采用ISO法后其强度下降程度也各不相同。
4)国内外水泥采用GB法和采用ISO法的砼强度公式的简化式
参考资料:水泥新标准的实施有利于水泥工业的发展和技术创新 贺烽(南京水泥工业设
计研究院)
修改一 混凝土配比设计计算《规程JGJ55-2000》
《第一篇 计算原理》《第五章 杆塔基础施工》之《第四节 混凝土配比设计计算》按《中华人民共和国行业标准 普通混凝土配比设计规程JGJ55-2000》进行修改:
一、概述
1) 普通水泥(如:普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥)的“标号”(如“425号水泥”)在新的国家标准中改为水泥的“强度等级” (如“强度等级42.5的水泥”),其数值等于ISO法检验所得28天水泥胶砂抗压强度;
2)混凝土的强度等级(例如“C25”)一般由设计文件提供,其数值等于该混凝土标准试块在28天时的抗压强度,单位为Mpa。
二、确定所用水泥的强度等级 1、 确定所用水泥的强度等级 1) 比值:
水泥强度等级
混凝土强度等 级2
其比值一般为1.5~2.5,最佳为1.5~2.0 采用较高强度等级混凝土时为1.5
2)混凝土强度等级为≤C10时,水泥强度等级一般选22.5~27.5 混凝土强度等级为C15时,水泥强度等级一般选22.5~32.5 混凝土强度等级为C20时,水泥强度等级一般选32.5~42.5 混凝土强度等级为≥C30时,水泥强度等级一般选42.5~52.5 3)一般气温地区钢筋混凝土所用的水泥可选>27.5
寒冷地区(最寒冷月份里的月平均气温为-5℃~-15℃),水泥强度等级可选27.5~
42.5
严寒地区(最寒冷月份里的月平均气温低于-15℃),水泥强度等级可选32.5~42.5
2.注意事项
1)若混凝土水灰比很小,且在浇注时能用振捣器振捣,可用较低强度等级的水泥; 2)当水泥强度等级大于上述最高强度等级,且工程性质及施工条件许可时,可加适量掺合料,但本程序所用计算方法已不适用;
3)厚大体积的混凝土,当不掺用活性的或填充的掺合料时,不宜使用大于42.5号普
通水泥或硅酸盐水泥。 三、确定混凝土配制强度 1.确定实配混凝土强度标准差σ
根据施工现场的管理水平、原材料质量的可信度以及其它具体情况(如拌合、运输、浇灌、振捣、天气、养护等),确定实际施工配置混凝土的强度标准差σ。
混凝土的强度标准差根据统计资料计算确定,但:
当混凝土的强度等级为C20~C25时,σ ≦2.5MPa 当混凝土的强度等级≥C30时, σ≦3.0MPa
当无统计资料时,根据《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204):
当混凝土的强度等级<C30时, σ =4.0MPa 当混凝土的强度等级C30~ C45时, σ=5.0MPa 当混凝土的强度等级>C45时, σ =6.0MPa
2.计算混凝土配制强度
C配制=C设计+1.645σ
式中:C配制 ——计算用混凝土配制强度,Mpa;
C设计 ——混凝土设计强度(混凝土立方体抗压强度标准值),Mpa; σ ——实配混凝土强度标准差σ,Mpa。 四、计算砂、石用量
在算出了所用的水灰比(W/C)、用水量(W)、水泥用量(C)、砂率S(砂所占的体积为砂、石总体积的百分比)后,要进一步算出砂、石用量,这时有二种方法: 1.绝对体积法
基本原理是:混凝土的体积等于各组成材料的密实体积之总和。各组成材料的密实
体积是指其不包括颗粒间空隙的体积,分别等于其质量除以其密度。
2.假定容重法
基本原理是:配制的混凝土混合物的容重接近一个固定值,这就可以先假定一个混
凝土拌合物容重值,再根据各材料之间的关系,计算出各材料的需用量。
这两种方法的区别在于绝对体积法要设定(或测定)砂、石的密度,而假定容重法要设定混凝土的容重,这些设定值的误差大小将影响计算结果的精确度。
五、配料比率计算 1.确定水灰比
混凝土水灰比按如下经验公式计算: 对碎石混凝土:
W/C=
对卵石混凝土:
0.46⨯R
C配制+0.0322⋅R
W/C=
式中: W/C——水灰比;
0.48⨯R
C配制+0.1584R
R——水泥28天抗压强度实测值(数值等于或略大于水泥的强度等级),MPa;
C
配制
——试配混凝土强度等级,MPa。
2.确定用水量W
首先根据基础类型和施工条件由下表选定混凝土的坍落度(cm)。
注:①干硬性混凝土,应根据结构种类和振实条件通过试验确定坍落度;
②曲面或斜面结构的混凝土、掺毛石的混凝土等,其坍落度值应根据实际需要另行选定,以免流淌。
由混凝土的坍落度和所用石子的粒径、表面光滑程度等,由下表确定1m混凝土的用水量(kg)
3
注:表中数值适用于中砂,采用细砂时,可增加7.5kg。采用粗砂时,用水量可减7.5kg。 当掺用各种外加剂或掺合料时,应调整用水量。 3.计算水泥用量C
根据已确定的水灰比及用水量,按下式计算水泥用量:
C
W
W/C
式中: C-—每立方米混凝土的水泥用量,kg;
W-—每立方米混凝土的用水量,kg;
W/C——水灰比。
4.校核最大水灰比和最小水泥用量
为保证混凝土的耐久性,以上计算结果应满足下表所列的最大水灰比和最小水泥
用量的要求。如果水灰比太大则应减小水泥强度等级。如水泥用量太少,也应减少水泥强
度等级,使符合下表的要求。
注:①表中的最小水泥用量,仅适用于机械振捣的混凝土,如用人工捣实时,应增加
25kg/m3;
②严寒地区指最寒冷月份里的月平均温度低于-150C者,寒冷地区则为处于-50~+150C之间者。 5.确定砂率S
砂率是指砂所占的体积与砂、石总体积的百分比。确定砂率的原则是以砂来填充石子的空隙,并稍有富余。
砂率S可参用下表选定。 注:①表中数值系中砂的选用砂率;如为细砂可相应地减少;如为粗砂可相应地增加;
②表中数值适用于坍落度为10~60mm的混凝土;坍落度过大时应相应地增加;坍落度过小时应相应地减小;
③只用一个单粒级粗骨料配制混凝土时,砂率应适当地增加;
④掺有各种外加剂或混合料时,其合理砂率值应经试验或参照其他有关规定选用。 6A。绝对体积法计算砂和石的用量
WCG砂G石
+++=1000 V水V灰V砂V石
或:
G砂G石
+=1000-Vw-VcV砂V石
式中: W、C、G砂、G石——1m3混凝土中水、水泥、砂、石的质量,kg;
V水、V灰、V砂、V石——分别为水、水泥、砂、石子的密度,kg/ dm3;
V水=1 V灰=3.1 V砂=2.65 V石=2.7
VW——1m3混凝土中水的体积,dm3; VC——1m3混凝土中水泥的密实体积,dm3。
VC=C/V灰
又因为砂率S为已知值:
G砂
=S
G砂+G石
联立以上两方程式,即可求得1m3混凝土中砂、石用量G砂、G石。 而混凝土的初步配合比则为:
水泥:水:石:砂=C:W:G石:G砂=1:
WG石G砂 ::CCC
6B.假定容重法计算砂和石的用量
1)设定混凝土容重V0混
混凝土容重V0混可按下表选用。
2)因为1m3混凝土中,砂、石的质量等于混凝土重减去水和水泥的质量,得如下方程式(V0混、W、C为已知值):
G砂+G石=V0混-W-C
同时有: G砂=(G砂+G石)×S 联立以上两方程式即可求得: (G砂+G石)和G砂。 再求得G石: G石=(G砂+G石)-G砂
则混凝土的初步配合为:
水泥:水:石:砂=C:W:G石:G砂=1:
WG石G砂
::
CCC
以上两式中: V0混——混凝土容重
W、C、G砂、G石——1m3混凝土中水、水泥、砂、石的质量,kg/ dm3;
S——砂率。
7.施工秤料比
如经测定,砂的实际含水率为a%,石子的实际含水率为b%,则应再换算出施工秤料配合比,其材料用量应为:
W0=W-G砂·a%-G石·b%
C0=C(无变化) G0砂=G砂(1+a%) G0石=G石(1+b%)
式中:
W0、C0、G0砂、G0石——1m3混凝土中水、水泥、砂、石的施工秤料质量,kg;
W、C、G砂、G石——1m3混凝土中水、水泥、砂、石的质量,kg/ dm3;
a% 、b%——砂和石子的实际含水率。
参考资料:
1 《中华人民共和国行业标准普通混凝土配比设计规程JGJ55-2000》 2 《高压送电线路基础施工》 潘雪荣 1995年水利电力出版社 修改原因:
江西送变电公司朱日凉先生、山西送变电公司翟依学先生提出:2001年4月1日施行的《中华人民共和国行业标准普通混凝土配比设计规程JGJ55-2000》对JGJ/T55-96作了修改,其中牵涉到公式等。
附件:同一水泥在新旧规程中的抗压强度因检验方法不同而不同
1)2001年4月1日开始实行的《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2000)公式中用到的R(水泥28天抗压强度实测值)应该用ISO法进行测定,而老规程《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-96)公式中用到的R则是用GB法进行的。 2)新ISO法和老标准GB法水泥强度检验方法的主要区别
ISO强度检验方法所采用的标准砂模拟了砼集料的级配,采用粒径分布较宽的三级级配,水泥试体成型的水灰比大,灰砂比小,更接近于砼的实际情况,对水泥的活性敏感程度也远远超过GB强度检验方法。 3)新标准中同一水泥的标号将下降
水泥胶砂强度检验方法由老的GB法过渡到ISO法后,由于水泥试件的配砂成份改变,特别是水灰比加大和灰砂比的减小,我国老水泥标号要普遍降低一个标号,有的要降低(13~16)Mpa。而国内部分独资和合资企业的水泥产品则下降得很少,只有(2~3)MPa。根据中国建材科学研究院对不同生产工艺、不同窑型生产水泥的ISO及GB强度检验方法的强度对比试验统计,发现不同生产工艺生产的水泥,采用ISO法后其强度下降程度也各不相同。
4)国内外水泥采用GB法和采用ISO法的砼强度公式的简化式
参考资料:水泥新标准的实施有利于水泥工业的发展和技术创新 贺烽(南京水泥工业设
计研究院)