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对于建设工程而言，不同的环境、不同的工程部位对混凝土的工作性能、物理力学性能以及耐久性能的要求是不同的，要想使混凝土的性能能够满足施工设计要求，即需要对混凝土的材料组成进行调整，以配制出相应性能的混凝土，该过程即为混凝土的配合比设计。目前，混凝土的配合比设计多基于标准《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-，本文即对混凝土的配合比设计过程进行梳理说明，以期为一线的技术人员、施工人员的应用提供参考。
一、混凝土配合比设计的目的
确定混凝土中各组成材料数量之间的比例关系，使混凝土满足以下四方面的要求：（1）满足结构设计的强度等级要求；（2）满足混凝土施工所要求的和易性；（3）满足工程所处环境对混凝土耐久性的要求；（4）符合经济原则，尽量使用当地材料，节约水泥。混凝土配合比常用的表示方法为：（1）以每立方混凝土中各项材料的质量进行表示；（2）以各项材料的质量比来表示。
二、配合比设计前的资料准备
（1）了解工程设计要求的混凝土强度等级，以便确定混凝土配制强度。（2）了解工程所处环境对混凝土耐久性的要求，以便确定所配制混凝土的最大水胶比和最小胶凝材料用量。（3）了解结构构件断面尺寸及钢筋配制情况，以便确定混凝土骨料的最大粒径。（4）了解混凝土施工方法及管理水平，以便选择混凝土拌合物坍落度及混凝土强度的标准差。（5）掌握原材料的性能指标。如水泥的品种、强度等级、密度；砂、石骨料的级配、最大粒径、含泥量、泥块含量等；拌合用水的水质情况；外加剂的品种、性能、适宜掺量；掺合料如粉煤灰、矿渣、硅粉等的密度、等级等性能。
三、配合比设计的三大技术参数
混凝土配合比的三大技术参数包括：水胶比、砂率、单位体积用水量。
水胶比（W/B）是指单位体积混凝土拌合物中，水与胶凝材料的重量比，对混凝土的强度有决定性作用。在其他条件不变的条件下，混凝土的强度与水胶比呈反比关系，遵循鲍罗米公式，如下式所示：
混凝土强度与水胶比之间的关系砂率（βs）是指骨料中砂子所占的比例，即砂重与砂、石总重量之比。正确地选择砂率，使得砂、石、水泥浆比例恰当，可以保证混凝土的流动性、黏聚性、保水性，使混凝土达到密实状态。普通混凝土的砂率一般在30%～44%之间。影响砂率选择的因素很多，如石子的形态（使用卵石时可选择相对较低的砂率）、粒径、空隙率、水胶比等，对细砂或粗砂，可相应选用较低或较高的砂率。
单位用水量（mw0）是指单方混凝土中用水量的多少。它直接影响混凝土的流动性、黏聚性和保水性。在保证混凝土不离析、不泌水的前提下，可以认为单位用水量越大，混凝土的流动性越高。但单位用水量过大，可能造成混凝土的离析和泌水。离析和泌水的混凝土在浇筑成型时，会形成不均匀的结构，形成缺陷，给混凝土结构造成隐患。因此，选择单位用水量时，前提条件下是不能离析和泌水。
四、配合比三大技术参数的确定原则
（1）在满足混凝土强度和耐久性的基础上，确定混凝土的水胶比；（2）在满足混凝土施工要求的和易性基础上，根据粗骨料的种类和规格确定混凝土的单位用水量；（3）砂在骨料中的数量应以填充石子空隙后略有富余的原则来确定砂率。
五、配合比设计流程
混凝土配合比设计流程（1）确定试配强度（fcu,0）
当设计强度等级小于C60时：
当设计强度等级不小于C60时：
（2）计算水胶比（W/B）：
当设计强度等级小于C60时：
（3）选定单位用水量（mw0）：
单位用水量根据水胶比（W/B）、粗骨料最大粒径以及设计要求坍落度进行选定。
掺加外加剂时，每立方流动性或大流动性混凝土的用水量按下式计算：
（4）计算胶凝材料用量：
每立方米混凝土的胶凝材料量：
每立方米混凝土的水泥、粉煤灰、矿粉等按照在胶凝材料中的占比进行计算。
（5）计算粗细骨料用量：
首先根据骨料的技术指标、混凝土拌合物性能和施工要求，选择砂率。一般而言，混凝土强度等级越高，胶凝材料用量越多，砂率取值越小。
计算粗细骨料用量，有两种方法：
A.重量法（假定表观密度法）
如果原材料比较稳定，可先假设混凝土的表观密度为一定值，混凝土拌合物各组成材料的单位用量之和即为其表观密度。
B.绝对体积法
假定刚浇捣完毕的混凝土拌合物的体积，等于其各组成材料的绝对体积及混凝土拌合物中所含少量空气体积之和。
六、配合比试配
（1）修正计算配合比，提出试拌配合比：保持计算水胶比不变，通过调整砂率、胶凝材料用量、外加剂掺量等使混凝土拌合物性能符合施工和设计要求。（2）进行混凝土强度检验：采用三个不同的配合比，其中一个为试拌配合比，另外两个配合比的水胶比较试拌配合比分别增加及减少0.05，其用水量应与基准配合比相同，砂率可分别增加和减少1%。各种配比制作1组强度试块，标准养护28d天进行强度试压。
七、配合比调整、确定
根据强度试验结果，绘制强度与胶水比的线性关系图。根据线性关系图确定略大于试配强度时对应的胶水比；在试拌配合比基础上，用水量和外加剂用量根据确定的水胶比进行调整；根据拌合物的理论表观密度和实测表观密度的比值（校正系数），最终确定混凝土配合比。
当混凝土表观密度实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的２％时，则上述得出的初步配合比即可确定为混凝土的正式配合比设计值。若二者之差超过２％时，则须将配合比中每项材料用量均乘以校正系数得值，即为最终定出的混凝土正式配合比设计值，通常也称实验室配合比。
