0引言
近年来，随着我国建筑业的蓬勃发展，大量新材料、新技术、新工艺被广泛使用，为适应新形势的发展需要并与国际接轨，建设部对《普通混凝土配合比设计规程》作了升级版，而最大区别是将混凝土常用的几种矿物掺合料如粉煤灰、矿粉或硅灰等直接引进；“水灰比”改为“水胶比”，并将水胶比(W/C)公式里的水泥28d抗压强度实测值(fce)改为胶凝材料28d胶砂抗压强度(fb)，并且将粉煤灰和粒化高炉矿渣粉影响系数直接输入水胶比公式，用户只需根据材料的品种、规格及不同种类混凝土分别选择不同矿物掺合料的掺量并套入水胶比公式计算，省去了过去掺粉煤灰的“超掺系数”选择之麻烦。从某种意义上讲，新规程的使用即意味着过去两种掺粉煤灰混凝土技术规程的中止。新规程还提出了除28d外还可以60d或90d等不同龄期，这对提高矿物掺合料掺量，降低水化热、减少水化热裂缝是有利的。规程还提出了测定氯离子含量及强制检测混凝土耐久性，这无疑是提高了混凝土结构的使用安全，利国利民。
1混凝土配合比设计
混凝土配合比设计主要是根据规程及施工要求并结合现用材料的技术特性、生产工艺、质量控制水平、气候条件和历史经验判断矿物掺合量、用水量、外加剂掺量及砂率等重要参数，提出初步配合比，其基本要求是：技术可靠、满足施工、成本合理。为提高工作效率，可采用掺粉煤灰、矿粉和外加剂“一步到位法”组织试配，在操作中应考虑混凝土的和易性和工作性、初终凝时间及各龄期强度和耐久性指标是否满足设计要求，试配应保持水胶比不变，混凝土坍落度、流动度可通过外加剂的掺量或砂率调整。混凝土流动性、保塑性可通过改变胶凝材料组合比例及外加剂掺量、用永量调整。砂率可根据骨料级配凭经验确定。当混凝土28d强度超出设计值较大时，根据JGJ55表5.1.3的规定，可适当提高矿物掺合料掺量并经试验确定，就是说当强度偏高时可提高粉煤灰的掺量或适当减少用水量(水胶比不变)或上调砂率调整。
一般而言，混凝土强度越低其总胶凝材料用量较少，为使混凝土具有一定的工作性，可额外增加粉煤灰的用量或调整砂率。增加的粉煤灰或可免增外加剂用量。混凝土强度越高，矿粉用量越多，反之亦然。对于C20～C35混凝土，矿粉可等量取代水泥用量在40～75kg/m3(珠三角地区)，夏季可稍多用，冬季则少用一点。若混凝土出现泌水可适当减少用水量或将部分矿粉用量以1:2～2.5比例用粉煤灰取代；若出现泌浆、抓底(板结)可适当减少外加剂掺量调整。
掺矿物掺合料混凝土具有良好的后期强度增长。根据JGJ55第7.5-2条和GB/T50107-2010第4.3.13条规定，在征得设计、监理、施工同意，可采用大于28d龄期的混凝土强度作为试配强度设计值。在设计过程中，还应考虑不良材料、突发故障、堵管、不良施工习惯及气候条件的影响，还有可能的混凝土裂缝、渗漏水等质量事故，应对各系数的取值留有余地，称之“冗余设计”。技术人员应善于总结经验及分析数据，据经验对初始配合比进行估算，尤其是对泵送混凝土的“浆骨比”进行验算，以避免在试配过程中费时耗材，提高工作效率。
2原材料品质要求及试配用设备、仪器
2.1原材料的选择及品质控制
实践证明，混凝土的原材料品质是影响混凝土质量重要因素之一。如果原材料品质得不到保证，混凝土的质量则无从谈起。只有符合一定技术要求的材料才可以用在混凝土中。混凝土的材料选择及品质应根据相关技术要求和标准执行。选好粉煤灰和外加剂是关键。对拟用的材料进行取样检测。由于水泥进库后不可能等28d强度出来才使用，建议按JC/T38《水泥强度快速检验方法》进行检测，并用最小二乘法推算水泥28d强度，并以此作为混凝土配合比设计依据。
2.2原材料的配备
混凝土试配用的材料应与生产实用的材料一致。碎石可置于通风处晾干。因试配用砂量较多，而晾干砂是件困难的事，为提高工作效率也可以用湿砂。在试配过程应采取适当措施确保砂的平均含水率不变。
2.3试配用设备、仪器及用具
试配应用60L强制式搅拌机。水和外加剂用精度0.1g电子天平，其余材料用精度5g电子秤称料。只有设备的“精”，才有实用配合比的“准”和“省”。
3混凝土试配
(1)应根据砂实测含水率重算配合比，为确保水胶比基本不变，应将外加剂含水量在实际用水量中扣除。
将已稀释的外加剂溶液一次性倒入搅拌机内，加盖后与其他已称准的材料搅拌60s，倒出拌合物并刮锅，搅拌均匀后即进行坍落度、流动度、密度试验，考核拌合物的黏聚性保塑性等工作指标能否满足设计要求，若不能的，可适当调整外加剂掺量、用水量(含胶凝材量)、砂率等，直至拌合物和易性满足设计要求，且效果重复不少于两三次为合格。混凝土试配是对配合比设计的验证，是混凝土配合比设计必不可少的一环。混凝土成型后可用手感直接测定混凝土的初终凝时间，以此作调整参考资料。
(2)试配的目的。试配的目的是将经计算得出的水胶比、混凝土的工作性、保塑性等指标调出来，要求拌合物能满足施工和设计要求，然后以此为基础±0.05水胶比，用水量相同，砂率分别增加和减少1%计算出另外两个配合比，用同样方法对这两个配合比进行试验，要求拌合物同样能满足上述要求，为配合比的设计提供理论依据。
(3)确定配合比。对确定的配合比进行试配，考核拌合物的坍落度、流动度、保塑性等工作指标能否满足施工和设计要求，若不能满足要求的则进行微调，直至满足设计要求为止。测定拌合物密度，若与设计值误差不超过2%时，配合比可维持不变，若两者之差超过2%时，应将配合比中每项材料用量均乘以校正系数（δ）最后得配合比。
4混凝土配合比试验计算书的编写
(1)当混凝土完成配合比设计和试配，待28d强度结果出即可对试配过程及数据进行整理并根据《规程》要求编写计算书。现以某工程C25泵送混凝土为例，坍落度140～160mm，使用原材料台泥P·042.5级水泥、Ⅱ级粉煤灰、$95级矿粉、5～25mm碎石、西江中砂、深圳五山10%聚羧酸外加剂、自来水，编写配合比计算书。
(2)设计要求。混凝土强度等级：C25；坍落度：140～160mm；出厂坍落度确定为150～170mm。出厂坍落度按式(1)计算：
Tt=Tp+∆T(1)
式中：∆T——坍落度经时损失，定30mm/h(GB50164-2011第3.1.5条)。
(3)《混凝土配合比试验设计计算书》(假定密度法)。
①确定混凝土密度：按JGJ55-2011第5.5.1条，每立方米混凝土拌合物假定质量(密度)可取2350～2450kg/m3，定mcp=2350kg/m3。
②确定混凝土的配制强度：按JGJ55-2011表4.0.2
配制强度按式(2)计算：
fcu,0=fcu,k+1.645σ=25.0+1.645x5.0=33.2MPa(2)
③计算水胶比W/B：按JGJ55-2011第5.1.2条和表5.1.3各系数取值。
水胶比按式(3)计算：
W/B=ɑa×fb/(fcu,0+ɑa×ɑb×fb)=0.53x36.75/(33.2+0.53x0.20x36.75=0.525(3)
水胶比取0.53。
④确定用水量：
按JGJ55-2011第5.2.2条，以历史经验得知，在掺用适量外加剂条件下，可先定混凝土用水量，坍落度，扩散度可用外加剂掺量或砂率调整，定用水量W=175kg。
⑤确定外加剂掺量：按JGJ55-2011第5.2.3条，以历史经验得知，当外加剂掺量定=2.1%～2.4%时，其减水率可达25%，
定外加剂掺量βa=2.2%。
⑥确定总胶凝材料用量：按JGJ55-2011第5.3.1条，总胶凝材料用量按式(4)计算：
C+Sg+F=W/(W/B)=175/0.53=330kg(4)
⑦确定粉煤灰掺量及用量：按JGJ55-2011表3.0.5.1与5.1.3条，对于W/B>0.40的钢筋混凝土，其粉煤灰最大掺量Bs=30%，定30%。粉煤灰用量F=330x30%=99kg。
⑧确定矿粉掺量βsg及用量Sg：按JGJ55-2011表3.0.5-1与5.1-3条，据实际经验，其矿粉掺量宜在15%左右，定15%。矿粉用量330x15%=50kg。
⑨确定水泥用量C：按JGJ55-2011第5.3.3条，水泥用量C=330-99-50=181kg。
⑩确定外加剂用量A：按JGJ55-2011第5.2.3条，外加剂用量A=330x2.2%=7.3kg。
⑩修正用水量：按JGJ55-2011第6.1.4条，为确保混凝土水胶比(W/B)的不变，应将外加剂内的水分扣除，外加剂固含量10%，水用量W=175-7.3x90%=168.5。
⑩确定砂率βs：按JGJ55-2011第5.4.1条，并根据历史经验，定砂率44%。
⑩确定砂石用量S、G：按JGJ55-2011第5.5.1条，砂石用量S+G=2350-168.5-330-7.3=1844kg；砂用量S=1844x44%=811kg；石用量G=1844—811=1033kg。
⑩由上述得出基准配合比，见表3。
⑩试验配合比：试验日期：2011年7月5日，温度：29℃，相对湿度：80%，砂含水率：5.0%，试验量25L，见表4。
⑩配制两组不同水胶比的配合比并试验配合比：按JGJ55-2011第6.1.5.I条，应采用三个不同的配合比，其中一个为JGJ55-2011第6.1.4条确定的基准配合比，另外两个配合比水胶比宜较基准配合比增加和减少0.05(扣除外加剂含水)，用水量不变，砂率可分别增减1%，见表5、6。
⑥建立混凝土胶水比与强度的回归公式：按JGJ55—2011第6.2.1-1条，可用最小二乘法建立胶水比与推算的28d强度或实测的28d强度的回归关系公式分别将：X1=1.724，y1=29.5；X2=1.887，Y2=33.8；X3=2.083，y3=36.6，输入电脑计算，见表7。
⑨验算配合比：(a)将各材料相加2350kg，已满足JGJ55-2011第5.5.1条要求；(b)浆体(水168/1000+水泥181/3100+矿粉50/2800+粉灰102/2100+外加剂73/1100骨体(砂810/2600+碎石1032/2650)+气体0.01进行体积验算，得1.011m，满足要求；(c)C+Sg+F=333kg/m(≥300kg/m3)，满足泵送要求；浆体=300L(取值300L～330L)，泵送条件较好。
5结束语
混凝土的技术说到底就是原材料品质、配合比设计及施工工艺的技术。由于材料及施工工艺和管理水平不同，混凝土配合比是不同的，必须经试验确定，完善过程控制是关键。而配合比设计成功与否则决定了混凝土的技术可靠性、成本控制及社会综合效益。建议在条件允许时采用高性能外加剂并适当提高掺量(减少胶凝材料用量)，多利用粉煤灰、矿粉等矿物掺合材料，这是一门低碳技术。另外，水泥制品验收龄期除了28d以外是否可以设立其他的龄期呢?这是混凝土低碳技术发展的需要，值得思考。
