現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2000規(guī)范了普通混凝土配合比設(shè)計(jì)的基本方法。但是，該基本方法有些部分實(shí)用性不強(qiáng)，在基本參數(shù)選取時(shí)較為繁瑣，給初學(xué)者帶來(lái)了一定的難度和困惑。筆者在預(yù)拌混凝土行業(yè)工作多年，對(duì)配合比的設(shè)計(jì)有些心得?，F(xiàn)淺談如下，以供廣大讀者參考。
一、混凝土配制強(qiáng)度的確定
混凝土配制強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算：
公式1：fcu，0≥fcu，k+1.645σ，
式中fcu，0———混凝土配制強(qiáng)度（MPa）；
fcu，k———混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）；
σ———混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差（MPa）。
σ是檢驗(yàn)混凝土生產(chǎn)質(zhì)量水平的標(biāo)準(zhǔn)之一。其值應(yīng)由攪拌站提供的近期生產(chǎn)混凝土的強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)值計(jì)算。當(dāng)無(wú)歷史資料時(shí)，其值應(yīng)符合下列規(guī)定：當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C10和C15級(jí)時(shí)，σ應(yīng)不小于2.0MPa；當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20和C25級(jí)時(shí)，σ應(yīng)不小于2.5MPa；當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)大于或等于C30級(jí)時(shí)，σ應(yīng)不小于3.0MPa。
二、混凝土水灰比的確定
我們知道，混凝土的強(qiáng)度與水泥強(qiáng)度成正比，與水灰比成反比。那么，則有：
公式2:fcu，0=Afce/W/C
式中fcu，0———混凝土配制強(qiáng)度（MPa）；
fce———水泥28d抗壓強(qiáng)度實(shí)測(cè)值（MPa）；
A———經(jīng)驗(yàn)系數(shù)；
W/C———水灰比。
我們可將公式2變化為：
公式3:W/C=Afce/fcu,o
公式3與現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2000中水灰比的計(jì)算公式相比，則較為簡(jiǎn)單實(shí)用。
關(guān)于經(jīng)驗(yàn)系數(shù)A的取值，一般為0.40~0.45。我們可以根據(jù)28d時(shí)的混凝土強(qiáng)度實(shí)測(cè)值和水泥強(qiáng)度實(shí)測(cè)值反過(guò)來(lái)進(jìn)行推定、驗(yàn)證。我們應(yīng)該根據(jù)混凝土的各種原材料、拌合物性能等，確定不同的A值，用于指導(dǎo)混凝土水灰比的確定。
三、混凝土用水量的確定
所謂混凝土用水量是指混凝土的和易性（流動(dòng)性、黏聚性和保水性等）良好，坍落度和擴(kuò)展度能夠達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的單方用水量。
影響混凝土用水量的因素可以概括為：
1.混凝土中整個(gè)顆粒的級(jí)配情況。包括砂、石等相對(duì)大顆粒的級(jí)配和水泥、摻合料等相對(duì)小顆粒的級(jí)配。若顆粒級(jí)配好，則混凝土用水量低（孔隙少，則游離水少）；反之，則用水量高。
2.混凝土中吸水性材料（包括與水反應(yīng)的材料）的含量情況，如砂石的含泥量、石粉含量、有害物質(zhì)等；水泥和摻合料中的游離氧化鈣、鋁酸三鈣等。若吸水性材料（包括與水反應(yīng)的材料）的含量低，則混凝土用水量低；反之，則用水量高。
3.混凝土中表面活性劑（減水劑等）的含量情況。若混凝土中表面活性劑的含量高，則混凝土用水量低（分散作用強(qiáng)，能夠釋放出更多的水泥絮凝體中被包裹的水分子）；反之，則用水量高。
在一般情況下，對(duì)含泥量為3%的天然砂中砂，其混凝土每立方米用水量可假定為185kg；對(duì)石粉含量為5%的機(jī)制砂中砂，其混凝土每立方米用水量可假定為195kg（摻用摻量合適的外加劑和摻合料等）。此處為5mm～31.5mm連續(xù)級(jí)配的碎石。
一般來(lái)講，含泥量（或石粉含量）降低或提高1%，其每立方米混凝土用水量可相應(yīng)降低或提高3kg～5kg。
對(duì)于其他的影響因素，其混凝土用水量應(yīng)按上述三點(diǎn)并結(jié)合假定值進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整與確定。
四、混凝土水泥用量的確定
水灰比已知，用水量已知，則水泥用量即知。
公式4:mco=mwo/W/C
式中mwo———每立方米混凝土的用水量（kg）；
mco———每立方米混凝土的水泥用量（kg）。
在此，應(yīng)注意每立方米混凝土的最小膠料用量（水泥+摻合料）不能低于300kg。
五、混凝土摻合料用量的確定
一般常用的摻合料有粉煤灰、超細(xì)礦渣粉和硅灰等。
混凝土摻合料用量的確定應(yīng)符合以下兩點(diǎn)：1.必須滿足各類工程和各種施工工藝的要求；2.必須滿足混凝土的和易性、凝結(jié)時(shí)間和強(qiáng)度的要求。
根據(jù)以上兩點(diǎn)，并結(jié)合水泥的品種、強(qiáng)度等級(jí)、實(shí)測(cè)強(qiáng)度和大氣溫度，以及摻合料的質(zhì)量確定摻合料的最佳摻量。
一般可采用等量取代法、超量取代法和外加法。
在一般情況下，摻用兩種或兩種以上的摻合料比摻用單一的摻合料效果要好，可以改善其細(xì)微顆粒的級(jí)配。
混凝土的摻合料用量應(yīng)按下列公式計(jì)算：
公式5:mfo=mco×B×C
式中mfo———每立方米混凝土摻合料的用量（kg）；
B———混凝土摻合料的取代率，一般為：10%～50%；
C———混凝土摻合料的取代系數(shù)，一般為0.8～2.0。
取代后的混凝土水泥用量（mcl）應(yīng)為：
公式6:mc1=mco×（1-B）
目前，用海鑫水泥配制的一般強(qiáng)度等級(jí)泵送混凝土中摻合料的摻量為：
海鑫P·S·A32.5礦渣硅酸鹽水泥。彤陽(yáng)S95級(jí)超細(xì)礦渣粉：20%的取代率×1.0的取代系數(shù)。河津Ⅱ級(jí)粉煤灰：10%的取代率×1.5的取代系數(shù)。
海鑫P·S·A42.5礦渣硅酸鹽水泥。彤陽(yáng)S95級(jí)礦渣粉：30%的取代率×1.0的取代系數(shù)。河津Ⅱ級(jí)粉煤灰：10%的取代率×1.5的取代系數(shù)。
以上可作為參考。在此要注意的是，比表面積大的摻合料的摻量應(yīng)大，比表面積小的摻合料的摻量應(yīng)小，要追求膠凝材料中顆粒的最佳級(jí)配。
六、混凝土外加劑用量的確定
首先，必須選用適應(yīng)性良好（初始好、坍損小、凝結(jié)時(shí)間正常）的外加劑。一般為：減水率20%以上，凝結(jié)時(shí)間12h～14h。
其次，應(yīng)確定外加劑的最佳摻量。若摻量高，則氣泡多、沉淀扒底、離析、泌水、凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)（或不凝固）；若摻量低，則料稠、料黏、流動(dòng)性差、坍落度損失大。在此，我們應(yīng)該判斷區(qū)分是減水組分或是緩凝組分的多與少。
混凝土的外加劑用量（myo）應(yīng)按下列公式計(jì)算：
公式7:myo=（mc1+mfo）×D
式中D———外加劑摻量（%）。
最后，應(yīng)按照“外加劑摻量定混凝土的坍落度”的理論，進(jìn)行混凝土外加劑用量的確定與使用。即若需要較大坍落度的混凝土，則增大外加劑的摻量；反之，則降低外加劑的摻量。
七、混凝土砂率的確定
泵送混凝土的最佳砂率可按表選取
由上表可知，1.差0.01水膠比,砂率差0.5%。2.差0.1砂細(xì)度模數(shù),砂率差1%。3.此為砂含泥量（或石粉含量）4%時(shí)選用。含泥量（或石粉含量）提高或降低1%，砂率降低或提高1%。4.此為粗骨料﹙碎石﹚粒徑為5mm～31.5mm時(shí)選用。粗骨料粒徑越大，砂率越??；反之，則越大。粗骨料粒徑為5mm～19.0mm時(shí)，砂率應(yīng)提高5%左右；粗骨料粒徑為5mm～9.5mm時(shí)，砂率應(yīng)提高10%左右。5.此為混凝土坍落度180mm時(shí)選用。坍落度越大，砂率則越大；反之，則越小。坍落度每增大或減小20mm～30mm，砂率則提高或降低1%。
關(guān)于泵送混凝土最佳砂率確定的幾點(diǎn)補(bǔ)充：
1.配制泵送混凝土宜優(yōu)先選用Ⅱ區(qū)砂。當(dāng)采用Ⅰ區(qū)砂時(shí)，應(yīng)提高砂率；當(dāng)采用Ⅲ區(qū)砂時(shí)，應(yīng)降低砂率。
2.在多數(shù)情況下，砂的顆粒級(jí)配是不符合規(guī)定的。若0.60mm以上顆粒超標(biāo)，則應(yīng)提高砂率，可按每超標(biāo)10%，提高砂率1%計(jì)算；若0.60mm以下顆粒超標(biāo)，則應(yīng)降低砂率，可按每超標(biāo)10%，降低砂率1%計(jì)算。
3.通過(guò)0.30mm篩孔的顆粒含量不應(yīng)少于15%，通過(guò)0.15mm篩孔的顆粒含量不應(yīng)少于5%。如果這兩部分顆粒較少時(shí)，可摻加粉煤灰或超細(xì)礦渣粉等摻合料予以彌補(bǔ)。
4.若Ⅱ級(jí)以下粉煤灰用量比較大（黏性大）時(shí)，則應(yīng)適當(dāng)降低砂率。
5.在一般情況下，可通過(guò)“差多少膠料差多少砂”來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算。
例如：首先根據(jù)混凝土所用原材料確定兩個(gè)砂率合適的配合比，混凝土所用原材料不同，其X值也不同。（注：該砂含石率為30.0%）。
則有：
X〔（292+83+62）-（250+54+71）〕＝（1055-950）
經(jīng)計(jì)算可知：X=1.7
那么，在此混凝土所用原材料的情況下，可通過(guò)“差1kg膠料差1.7kg砂”來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算。例如：對(duì)350kg/m3的膠料用量，其砂可取1098kg/m3；對(duì)400kg/m3的膠料用量，其砂可取1012kg/m3。
6.自卸的混凝土（特別是路面混凝土）應(yīng)降低砂率。
總之，追求最佳砂率，再加上以上所述的追求膠凝材料顆粒的最佳級(jí)配，即是追求混凝土中整個(gè)顆粒的最佳級(jí)配，即是追求混凝土拌合物最佳的和易性。此時(shí)，混凝土的性能最好、強(qiáng)度最高。
八、混凝土配合比的計(jì)算
一般采用重量法，應(yīng)按下列公式計(jì)算：
公式8:mc1+mfo+ms1+mgo+mwo+myo=mcp
公式9:βs=(mso/mso=mgo)×100%
公式10:ms1=mso/（1-E）
式中mso———每立方米混凝土的細(xì)集料用量（kg）；
ms1———換算含石率后每立方米混凝土的細(xì)集料用量（kg）；
mgo———每立方米混凝土的粗集料用量（kg）；
E———砂的含石率（%）；
mcp———每立方米混凝土拌合物的假定重量（kg），其值可取2350kg～2450kg。
九、混凝土配合比的試配、調(diào)整與確定
按計(jì)算的配合比進(jìn)行試拌，以檢查拌合物的性能。當(dāng)試拌得出的拌合物坍落度（或坍落度經(jīng)時(shí)損失）不能滿足要求，或和易性（流動(dòng)性、黏聚性和保水性等）不好時(shí)，應(yīng)在保證水灰比不變的條件下相應(yīng)調(diào)整用水量、外加劑摻量或砂率，直到符合要求為止；然后提出混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)用的基準(zhǔn)配合比。摻合料的摻量應(yīng)根據(jù)混凝土的和易性、凝結(jié)時(shí)間，以及強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整與確定。
我們可將基準(zhǔn)配合比的水灰比分別增加和減少0.05（高強(qiáng)混凝土為0.02），再設(shè)計(jì)兩個(gè)對(duì)比配合比，然后進(jìn)行試配、調(diào)整并校正。將3個(gè)配合比分別制作成試件，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)到28d時(shí)試壓。
最后，選取最合理、最經(jīng)濟(jì)的配合比作為確定的設(shè)計(jì)配合比。
十、混凝土施工配合比的換算
一般情況下，砂、石均含有水分。那么，則有：
公式11:ms2=ms1（1+F）
公式12:mg1=mgo（1+G）
公式13:mw1=mwo-｛﹙ms2-ms1）+（mg1-mgo）｝
公式14:mc1+mfo+ms2+mg1+mw1+myo=mcp
式中ms2———再換算含水率后每立方米混凝土的細(xì)集料用量（kg）；
mg1———再換算含水率后每立方米混凝土的粗集料用量（kg）；
F———砂的含水率（%）；
G———石的含水率（%）。
