优选混凝土配合比

 （一）配合比设计的基本原理
    根据前述配制高性能混凝土的技术路线，混凝土配合比设计的目标，是要确定能满足工程技术要求的各种材料用量，配合比设计原理与普通混凝土基本相同，仍然依据三大法则，但也有不同之处。
    1. 水灰比（或灰水比）法则
    水灰比法则是指混凝土强度与水泥强度成正比，与水灰比成反比，具体可用强度公式表示如根据这一法则确定水灰比，以保证混凝土的强度和耐久性，对高性能混凝土，由于将矿物细掺料当作胶结材的一部分因此计算的应该是水胶比（或胶水比）。
    2. 最大密实度法则
    该法则的基本思路是各项材料互相填充空隙，以达到混凝土密实度最大，换言之就是各项材料的密实体积总和等于1M³绝对密实的混凝土，即：
                     V_水泥+V_掺合料+V_砂+V_石+V_水+V_气 = 1M³的混凝土。
根据这一法则可确定配合比中的浆集比与砂率，以确保混凝土的强度、耐久性与经济性。
    3. 最小单位用水量法则
    根据这一法则，可在水胶比一定及原材料一定的情况下，确定能满足混凝土工作性的最小用水量，这和普通混凝土中的恒用水量法则相似。
    对高性能混凝土，由于骨料最大粒径和坍落度的波动范围很小，（分别是10~25mm与18~22cm），而且坍落度还可通过调整高效减水剂来控制，因此普通混凝土的恒用水量法则对高性能混凝土就不太适用，而改用最小单位用水量法则，但出发点两者是相同的。
    根据上述三大法则，可以初步确定混凝土配合比中的水胶比、浆集比、砂率与最小单位用水量这四个最基本的参数，再通过一定的方法，根据经验和试配确定外加剂和掺合料的用量。
    （二）配合比设计方法
    由于高性能混凝土使用的原材料较多，技术要求较高，目前尚无统一的计算方法，各国都是根据本国的实际情况提出的设计方法，而且都是经验试验法，虽然各国的设计方法各种各样，但都遵循上述三大法则，所以方法并不重要，重要的是上述三大法则，这是基础，方法很多，下面只介绍一种常用的方法供参考。
    该法也是一个经验—试验法，具体思路是将混凝土按密实体积分为两大部分：
    胶结材料浆体 = 水泥 + 水 + 外加剂 + 掺合料
    骨料基体 = 砂 + 石子
    需要确定的参数为：水胶比、用水量、浆集比、砂率、外加剂掺量、掺合料掺量等6项。
    具体可分三大步骤1. 先计算空白混凝土的初步配合比，2. 根据经验初步确定外加剂与细掺料的掺量，通过流动性的试验调整，和抗裂性的对比试验确定基准配合比，3. 再经过强度与耐久性试验调整，确定试验室理论配合比，最后通过含水率的换算确定施工配合比。
    《送审稿》对混凝土配合比参数的限值提出了如下的要求
表9

结构类型	最低强度等级	最大水胶比	最小水泥用量kg/m3	最低胶结材总量kg/m3
灌注桩	C30	0.39	275	400
承台，墩台，隧道，涵洞	C30	0.39	275	380
涵洞盖板	C30	0.38	275	360
支撑垫石	C40	0.38	275	360
挡土墙	C30	0.38	275	360
梁	C50	0.35	300	480
轨枕，轨枕板	C60	0.32	300	480
电杆，接触网支柱	C50~C55	0.32	300	480
管桩	C80	0.32	300	480
小型预制构件、块	C30	0.32	275	380
梁面防水保护层	C40	0.37	275	400
桥梁封端	C50	0.32	275	480

（三）配制的三大技术关键
    在配合比设计过程中两次试验调整是很重要的两个阶段，要解决好两次试验调整，必需掌握三大技术关键。
    1. 合理使用各种外加剂的技术，包括外加剂的选用，各种外加剂间的复合，外加剂的最佳掺量，如何达到与水泥间的相容性良好，混凝土坍落度经时损失小的要求，可先确定不同的组合，通过与水泥的相容性对比试验，进行优选，因此相容性对比试验很关键。
    2. 合理使用掺合料的技术，包括掺合料的选用，各种掺合料间的复合，掺合料的掺量，可选确定不同的方案，通过流动性，抗裂性，强度与耐久性对比试验，进行优选，其中流动性与抗裂性对比试验最关键。
    3. 卓有成效地控制混凝土开裂和防裂的技术，包括原材料选用，水化热控制，配合比参数（水胶比，用水量）的控制，施工中温度的控制，养护措施的保证等，也是先确定几种方案，通过抗裂性对比试验进行优选。
    因此为了能配制出优良的高性能混凝土，必需热练掌握这三大技术关键。

编辑：小薇