混凝土配比设计原理是什么？

1、水泥、粉煤灰、矿粉合称胶凝材料;若要想达到一定的混凝土强度指标，需要将胶凝材料控制在一定的数量上，其中粉煤灰、矿粉作为水泥的替代物用来降低水泥的用量，所以使用粉煤灰和矿粉是从节约成本的方向考虑;

2、石子作为混凝土的填充物作用出现;采用卵石材料的混凝土比采用碎石材料的流动性好;但是卵石的挂浆不如碎石好，破坏了混凝土的粘稠度，所以不采用改变石子的样式来获得流动性的方法。但对于水灰比受控抗收缩要求较高混凝土，而对混凝土工作性能要求不大的部位可以采用卵石来增加混凝土的流动性。

3、砂子主要起到填充石子的缝隙，提高混凝土的密实度，增加混凝土的流动性来考虑;所以重点工程对砂子的级配有很高的要求，一般工程选用中砂即可;同时砂率(砂子量/砂石总量)的大小，可以用来改善混凝土的流动性能;砂率越大、混凝土的流动性越好;当和外加剂适配得当，不用通过增加用水量来增加混凝土的流动性，而采用砂率和外加剂配合来获得粘稠度和流动性;如果采用增加用水量来获得流动性，就会破坏混凝土的黏稠度，混凝土容易离析，工作性能不好;一般检验混凝土的粘稠度是否好，可以观察浇捣成型的混凝土质量，若出现缺角证明混凝土不能很好的填充到模板角，证明混凝土过黏;若出现白石子、砂子证明流动性的获得是通过增加水的用量获得的，不是通过砂率和外加剂的调整获得的，这样的流动性没有意义;若出现成品有砂脚的情况，证明石子的挂浆不好，石子的浆被挂在钢筋网上了，柱脚贫浆，这时需要通过增加外加剂的用量，调整砂率，减少用水量来获得一定的粘稠度，还可以从施工上采取措施，例如对钢筋网湿水、使用窜桶来放料等;

4、混凝土的工作性能是保证施工质量的重要指标;例如：粘稠度好，那么混凝土不离析，成品不容易出现蜂窝麻面;流动性好，混凝土通过一定的振捣能够充满模板，混凝土不容易出现缺角、狗洞质量缺陷。而检验粘稠度的实验可以选用扩展时长一项指标检验，扩展时长达到1h料5s~8s为最佳;要想获得理想的流动性可以选用扩展度和塌落度两项指标，要求扩展度达到450mm以上，塌落度120mm~150mm较佳;若塌落度足够，扩展度足够，扩展时长不够，证明流动性和扩展度的获得是通过加水获得的，此时的混凝土粘稠度不够，而需要减少水的用量，增加减水剂和泵送剂，若砂率在0.4，那么还可以将砂率提高到0.45;从而确保塌落度、扩展度、扩展时长均满足要求，此时的混凝土粘稠度和流动性均好，混凝土工作性能就好。

5、在进行混凝土配合比设计时，水的用量是根据保证水泥充分水化而设计的，通过加水来获得流动性和粘稠度是错误的;实验证明每增加10kg水，混凝土的强度减少2.5mpa;原因是，当用水量大于水化需水量后，水就留在混凝土中，在挥发以后就会在成品内部形成空隙，混凝土空隙率越大，混凝土密室度越小，强度越小。

6、混凝土的密室度对强度影响很大，所以需要在混凝土振捣施工时，需要通过判断混凝土表面是否翻气泡，来证明混凝土是否充分排气;若没有翻气泡，证明混凝土内的气体没有充分排出，混凝土密室度会受到影响，进而影响到成品的强度，以及防水混凝土的防水功效。

7、混凝土除上述工作性能外，还必须关注混凝土的本身的性能，一般有泵送性、抗裂性、适应性指标。外加剂的选用就是改善混凝土的保水阻缝能力;一般在混凝土浇捣完成后在结构表面形成一层薄膜，这个薄膜能很好的保持混凝土内的水分，从而确保水泥能充分水化，否则会造成混凝土缺水性强度损失。在浇捣水平薄构件后，构件表面形成0.5mm的薄水层较佳，用来确保水膜的完整形成;若采取表面磨浆措施破坏了膜，则需要饱和水养护。

8、成品裂缝的控制在混凝土材料上可以采取的措施，加强混凝土的阻缝能力，例如膨胀剂的使用、减水剂的使用等等;当然混凝土的裂缝还有水泥水化热造成的内外温差、保水性不好造成的混凝土干裂、水泥安定性造成的体积变化不均匀等等原因。以及施工措施上采用的磨光提浆措施会造成表面缺少中粗粒填充料，也会导致混凝土表面的龟裂。

9、混凝土塌落度实验时，装料时间为2次，搅捣24次，中间1次;提桶时间为10s;

10、外加剂选用时，需要做和水泥的相溶性实验。保证外加剂的充分利用。

11、外加剂的使用量，根据强度的增长从2%~3.2%;超过3.2%需要实验另行确定。

12、通过逐级实验，砂率在0.4~0.45内调整对混凝土的强度没有影响;

13、水泥、粉煤灰的细度，是水泥越细，水化越充分，水泥的强度功能越好;所以不同的水泥细度需要不同的用水量;由于充分水化，同等质量的水泥，越细混凝土强度越好。通过比表面积来确定水泥的细度，一般在1kg水泥300m㎡~400m㎡较佳;

14、混凝土设计时采取的富裕系数1.15，例如C45混凝土采用320kg水泥、95kg粉煤灰、80kg矿粉;那么：320+95+80=495kg;则富裕系数=495/400=1.23;所以可以减少一部分水泥的用量。