427 什么是混凝土配合比設計的全計算方法？怎樣用全計算方法進行混凝土配合比的設計？

混凝土配合比設計全計算方法的指導思想是將混凝土拌合物看成是一個多相聚集體，在這一多相聚集體中，各相之間的關系是：

（１）在混凝土拌合物中，各組成材料（包括固、氣、液三相）具有體積加和性；

（２）粗集料的空隙由干砂漿來填充；

（３）干砂漿的空隙由水來填充；

（４）干砂漿由水泥、礦物摻合料、細集料和空氣組成。

根據這一模型可得：

式（８）表明，混凝土的砂率隨用水量的增加而增加，隨膠凝材料用量的增加而減小。

根據Ｐ.Ｋ.Mehta和Ｐ.Ｃ.Aitcin的觀點，要使混凝土達到最佳的施工和易性和強度性能，水泥漿與集料的體積比應為35∶65。因此，可取Ｖｅ＝0.35ｍ^３/ｍ^３，集料體積為0.65ｍ^３/ｍ^３。

對于一定粒徑的粗集料，空隙率Ｐ為：

式中ρ_ｂ——粗集料的堆積密度，kg/ｍ^３。

由于粗集料的空隙由干砂漿填充，當單位體積粗集料的空隙正好被干砂漿填滿時，干砂漿的體積為：

由式（14）計算出混凝土用水量，再分別用式（13） 和式（11） 計算出膠凝材料用量和砂率，最后計算出粗、細集料的用量。

這與傳統的方法是完全不同的思路，其差異主要體現在以下兩個方面：

①用水量的確定方法不同。傳統的方法是以混凝土的流動性確定混凝土用水量，與混凝土的強度等級無關。隨著混凝土強度等級增加，水膠比減小，因而漿體體積增加。因此，對于高強度等級混凝土，漿體通常有可能太多；而對于低強度等級混凝土，漿體有可能不足。全計算方法是固定漿體體積，隨著混凝土強度等級增加，混凝土用水量減少?；炷恋牧鲃有酝ㄟ^減水劑來調整。

②減水劑的作用不同。在傳統的方法中，減水劑的作用是減水，減水劑通常采用最佳摻量。在全計算方法中，減水劑的作用是調整混凝土流動性，其摻量是隨混凝土強度等級而變化的。

傳統配合比設計方法的基本思路是根據原材料情況和流動性要求確定混凝土的用水量，根據用水量和水膠比定律確定膠凝材料用量，然后根據砂率來確定粗、細集料用量。在這一方法中，用減水劑來最大限度地減少混凝土的用水量，有利于充分發揮減水劑的作用。但是，在這一方法中，沒有考慮到漿體體積與集料體積的匹配關系，在低強度等級混凝土的配合比設計時常常出現漿體很少，或者很稀，造成混凝土的穩定性較差。

全計算方法充分考慮了漿體體積與集料體積的匹配關系，其基本思路是固定漿體體積率，結合水膠比定律確定混凝土用水量和膠凝材料用量，并以干砂漿對粗集料空隙的填充來確定粗、細集料用量。最后用減水劑來調節混凝土的流動性。顯然，全計算方法中固定漿體體積的思想是可取的。但是，在這一方法中，減水劑僅僅是一個調節因素，因此，其效率不一定能得到充分地發揮。