内容简介
《中华人民共和国行业标准(JGJ 55-2011·备案号J 64-2011):普通混凝土配合比设计规程》的主要技术内容是:1.总则;2.术语和符号;3.基本规定;4.混凝土配制强度的确定;5.混凝土配合比计算;6.混凝土配合比的试配、调整与确定;7.有特殊要求的混凝土。
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目录
1 总则
2 术语和符号
2.1 术语
2.2 符号
3 基本规定
4 混凝土配制强度的确定
5 混凝土配合比计算
5.1 水胶比
5.2 用水量和外加剂用量
5.3 胶凝材料、矿物掺合料和水泥用量
5.4 砂率
5.5 粗、细骨料用量
6 混凝土配合比的试配、调整与确定
6.1 试配
6.2 配合比的调整与确定
7 有特殊要求的混凝土
7.1 抗渗混凝土
7.2 抗冻混凝土
7.3 高强混凝土
7.4 泵送混凝土
7.5 大体积混凝土
本规程用词说明
引用标准名录
附:条文说明
精彩书摘
7 有特殊要求的混凝土
7.1 抗渗混凝土
7.1.1 原材料的选用和质量控制对抗渗混凝土非常重要。大量抗渗混凝土用于地下工程,为了提高抗渗性能和适合地下环境特点,掺加外加剂和矿物掺合料十分有利,也是普遍的做法。在以胶凝材料最小用量作为控制指标的情况下,采用普通硅酸盐水泥有利于提高混凝土耐久性能和进行质量控制。骨料粒径太大和含泥(包括泥块)较多都对混凝土抗渗性能不利。
7.1.2 采用较小的水胶比可提高混凝土的密实性,从而使其有较好的抗渗性,因此,控制最大水胶比是抗渗混凝土配合比设计的重要法则。另外,胶凝材料和细骨料用量太少也对?昆凝土抗渗性能不利。
7.1.3 抗渗混凝土的配制抗渗等级比设计值要求高,有利于确保实际工程?昆凝土抗渗性能满足设计要求。
7.1.4 在混凝土中掺用引气剂适量引气,有利于提高?昆凝土抗渗性能。
7.2 抗冻混凝土
7.2.1 采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制抗冻混凝土是一个基本做法,目前寒冷或严寒地区一般都这样做。骨料含泥(包括泥块)较多和骨料坚固性差都对混凝土抗冻性能不利。一些混凝土防冻剂中掺用氯盐,采用后会引起?昆凝土中钢筋锈蚀,导致严重的结构混凝土耐久性问题。现行国家标准《混凝土外加剂应用技术规范》GB 50119规定含亚硝酸盐或碳酸盐的防冻剂严禁用于预应力混凝土结构。
7.2.2 混凝土水胶比大则密实性差,对抗冻性能不利,因此要控制混凝土最大水胶比。在通常水胶比情况下,混凝土中掺入过量矿物掺合料也对混凝土抗冻性能不利。混凝土中掺用引气剂是提高混凝土抗冻性能的有效方法之一。
7.3 高强混凝土
7.3.1 原材料的选用和质量控制对高强混凝土非常重要。
1 在水泥方面,由于高强混凝土强度高,水胶比低,所~采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥无论是技术还是经济都比较合理:不仅胶砂强度较高,适合配制高强等级混凝土;而且水泥中混合材较少,可掺加较多的矿物掺合料来改善高强混凝土的施工性能。
2 在骨料方面,如果粗骨料粒径太大或(和)针片状颗粒含量较多,不利于混凝土中骨料合理堆积和应力合理分布,直接影响混凝土强度,也影响混凝土拌合物性能。细度模数为2.6-3.0的细骨料更适用于高强混凝土,使胶凝材料较多的高强混凝土中总体材料颗粒级配更加合理;骨料含泥(包括泥块)较多将明显降低高强混凝土强度。
3 在减水剂方面,目前采用具有高减水率的聚羧酸高性能减水剂配制高强混凝土相对较多,其主要优点是减水率高,可不低于28%,混凝土拌合物保塑性较好,混凝土收缩较小;在矿物掺合料方面,采用复合掺用粒化高炉矿渣粉和粉煤灰配制高强混凝土比较普遍,对于强度等级不低于C80的高强混凝土,复合掺用粒化高炉矿渣粉、粉煤灰和硅灰比较合理,硅灰掺量一般为3%一8%。
7.3.2 近年来,高强混凝土研究已经较多,工程应用也逐渐增多。根据国内外研究成果和工程应用的实践经验,推荐高强混凝土配合比参数范围对高强混凝土配合比设计具有指导意义。当经过充分试验验证,确认所设计的混凝土配合比满足拌合物性能、力学性能、长期性能和耐久性能要求时,可不受此条限制。
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前言/序言
《普通混凝土配合比设计规程》:基石稳固,工程之基 混凝土,作为现代建筑工程不可或缺的材料,其质量与性能直接关系到建筑物的安全、耐久与美观。从宏伟的摩天大楼到精密的桥梁,从温暖的住宅到坚固的防护工程,无不依靠混凝土的可靠支撑。而支撑起优质混凝土的,正是科学严谨的配合比设计。我国建筑行业标准《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ 55-2011)正是这样一部奠定混凝土工程基石的权威性技术规范,它为无数工程项目提供了科学、经济、可行的配合比设计理论与实践指导。 一、 规程的重要性与价值:为何而设? 在深入探究规程的具体内容之前,理解其存在的必要性与深远价值至关重要。混凝土的性能,如强度、耐久性、工作性等,并非凭空而来,而是由组成混凝土的各种原材料(水泥、水、砂、石子、外加剂、掺合料)的种类、比例以及它们的相互作用共同决定的。不同的工程部位、不同的环境条件、不同的设计要求,对混凝土的性能都有着差异化的需求。如果配合比设计不当,轻则导致工程质量不达标,影响使用寿命,重则可能引发安全事故,造成巨大损失。 《普通混凝土配合比设计规程》正是为了解决这一核心问题而诞生。它系统地总结了我国在普通混凝土配合比设计方面的丰富实践经验和理论研究成果,将分散的经验和零散的技术要求进行归纳、提炼和标准化,形成了一套系统、完整、可操作的技术标准。其核心价值在于: 科学性与系统性: 规程基于材料科学、力学、化学等学科原理,对混凝土的组成、性能与其配合比之间的关系进行了深入阐述,提供了一套科学的设计方法和计算步骤。 经济性与可行性: 在保证混凝土性能要求的前提下,规程鼓励因地制宜,选择经济、易得的原材料,并优化配合比,以达到节约成本、提高资源利用率的目的。 标准化与统一性: 规程为全国范围内的普通混凝土配合比设计提供了统一的技术语言和操作规范,这对于保证工程质量的整体水平、促进技术交流与进步具有不可估量的作用。 安全性与耐久性: 核心目标是设计出满足强度、耐久性等各项性能指标要求的混凝土,从而保障工程的安全、稳定和长久使用。 指导性与实用性: 规程不仅提供了理论指导,更给出了具体的计算方法、试验步骤和质量控制要求,使得工程师们能够依据规程进行实际的配合比设计与应用。 二、 规程的核心内容解析:如何设计? 《普通混凝土配合比设计规程》 JGJ 55-2011 涵盖了普通混凝土配合比设计的全过程,从原材料的选用、性能指标的确定,到配合比的计算、试验验证,以及施工过程中的调整与控制,每一个环节都进行了详细的规定。以下将对规程的核心内容进行深入解析: 2.1 配合比设计的基本原则与步骤: 规程明确了配合比设计的根本原则:以最小的成本,获得满足设计要求的、性能稳定的混凝土。 这意味着需要在保证质量的前提下,追求经济效益。 配合比设计的基本步骤通常包括: 设计任务书的编制: 明确工程部位、混凝土的强度等级、抗渗、抗冻、耐久性等各项性能指标要求,以及施工环境、施工方法等相关信息。 原材料的选择与检验: 确定所使用的水泥、骨料(砂、石)、水、外加剂、掺合料的种类,并对其进行质量检验,确保其符合相关国家标准和规程的要求。这是配合比设计的基础,原材料的质量直接影响最终混凝土的性能。 目标性能指标的确定: 根据设计要求,确定混凝土的设计强度、最大用水量、最小水泥用量、砂率、和易性等关键性能指标。 初步配合比的确定: 运用规程提供的理论方法和经验数据,初步计算出各组分的用量。 试配与试验验证: 按照初步配合比制作试件,进行力学性能、工作性、耐久性等各项试验,验证配合比的合理性。 配合比的调整与优化: 根据试验结果,对配合比进行调整,直至满足各项性能指标要求。 最终配合比的确定与报审: 确定最终的配合比,并按照规定程序进行报审。 2.2 原材料的选择与性能要求: 规程对混凝土的各种组成材料提出了明确的要求,这是保证混凝土性能的前提: 水泥: 明确了可选用符合相应国家标准的水泥品种,并规定了不同强度等级混凝土应选用的水泥强度等级。对水泥的细度、安定性、凝结时间等关键性能指标进行了限定。 骨料(砂、石): 对粗骨料(碎石或卵石)和细骨料(砂)的级配、粒形、含泥量、有害物质含量等进行了详细规定。良好的骨料级配是减少水泥用量、提高混凝土密实度和强度的关键。 拌合用水: 规定了拌合用水的质量要求,不得含有对水泥凝结、硬化有不利影响的有害物质,通常要求使用饮用水或符合标准的工业用水。 外加剂: 详细介绍了各种类型的外加剂(如减水剂、早强剂、缓凝剂、引气剂等)的作用机理、适用范围以及掺量范围。外加剂在改善混凝土性能、实现特定功能方面发挥着越来越重要的作用。 掺合料: 规定了粉煤灰、矿渣粉等矿物掺合料的选用原则、质量要求以及掺量范围。掺合料的合理使用,不仅可以改善混凝土的耐久性、降低水化热,还能有效节约水泥,降低成本。 2.3 配合比计算方法与关键参数: 规程提供了多种计算方法,以适应不同的情况和需求,但核心在于通过科学的计算,确定各组分的用量。其中,几个关键参数的确定尤为重要: 目标强度与设计强度: 混凝土的设计强度是配合比设计的首要依据,它需要根据结构安全等级、构件尺寸、荷载条件以及混凝土的变异性等因素综合确定。规程提供了确定设计强度的相应方法。 用水量(或水灰比): 用水量是影响混凝土强度、耐久性和工作性的最重要因素之一。规程提供了根据混凝土性能要求(如强度、抗渗、抗冻等级)以及骨料情况、外加剂使用情况等来确定最大用水量或目标水灰比的方法。 水泥用量: 在确定了最大用水量或目标水灰比后,根据水泥的密度和所选用水量,即可计算出所需的水泥用量。规程也规定了最小水泥用量,以保证混凝土的耐久性。 骨料用量(砂率): 砂率是水泥浆与粗骨料的体积比例,它对混凝土的和易性、密实度和强度有显著影响。规程提供了根据骨料的级配、粒径、形状等参数来确定适宜砂率的方法。 外加剂和掺合料的用量: 根据外加剂和掺合料的种类、性能以及目标效果,在规程规定的掺量范围内进行确定。 2.4 试配与性能试验: 配合比的科学计算是初步的,必须通过实际试配和性能试验来验证和优化。规程详细规定了: 试配的工艺: 包括拌合方法、试件制作方法、养护条件等,要求严格按照规程进行,以保证试验结果的准确性。 性能试验项目: 规定了必须进行的性能试验,如: 力学性能试验: 测定混凝土的抗压强度、抗折强度等,这是最核心的性能指标。 工作性试验: 如坍落度、扩展度等,用来评价混凝土的流动性,便于施工。 耐久性试验: 如抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性等,尤其在特殊环境下施工时更为重要。 其他性能试验: 如收缩、徐变等,根据工程需要进行。 试验结果的判定: 规定了如何根据试验结果来判断配合比的合格性,以及如何根据偏差情况进行调整。 2.5 施工配合比的确定与应用: 实验室的配合比并非直接应用于现场,规程也对此进行了规定: 施工配合比的换算: 考虑到现场原材料的实际含水率、施工环境以及现场拌合设备的条件,需要对实验室配合比进行换算,得到施工配合比。 施工过程中的调整: 规程强调在施工过程中,应根据实际情况(如天气变化、原材料质量波动等)对配合比进行必要的微调,并记录调整情况。 质量控制: 强调了配合比设计在整个混凝土生产和施工过程中的质量控制的重要性,包括原材料进场检验、拌合过程控制、试件抽检等。 三、 规程的延伸意义与未来展望: 《普通混凝土配合比设计规程》 JGJ 55-2011 不仅是一部技术规范,更是我国混凝土技术发展水平的体现。它的存在,极大地提升了我国普通混凝土工程的整体质量,为国家基础设施建设和经济发展提供了坚实保障。 推动技术进步: 规程的发布与实施,促使了相关科研机构和企业在混凝土材料、外加剂、掺合料等领域不断进行技术创新和研发,推动了我国混凝土技术的整体进步。 促进可持续发展: 规程鼓励使用粉煤灰、矿渣粉等工业废弃物作为掺合料,这不仅节约了水泥资源,降低了生产成本,也符合国家可持续发展的战略要求。 培养专业人才: 规程为混凝土工程师提供了系统的学习和实践依据,为培养大量高素质的混凝土技术人才奠定了基础。 随着科技的不断发展,以及对更高性能、更环保混凝土的需求日益增长,未来的混凝土配合比设计规程也必将不断更新和完善。例如,更加精细化的外加剂与掺合料的应用,高性能混凝土(如超高性能混凝土)的设计方法,以及智能化、信息化技术在配合比设计与优化中的应用,都将成为未来研究和发展的方向。 然而,无论技术如何发展,《普通混凝土配合比设计规程》 JGJ 55-2011 所确立的科学设计理念、严谨的试验验证方法、以及以满足工程需求为核心的设计原则,都将是未来混凝土配合比设计不变的基石。它如同建筑工程的“DNA”,保证着每一方混凝土的“健康”与“强壮”,为我们构建一个更安全、更美好的未来。