客运专线铁路混凝土配合比设计作业指导书

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（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+tσ）
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；
σ--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：
σ=[（∑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
   &nbs

www.gong66.comp;  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。

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