≥C35
σ
4
5
6
图1：
强度正态分布曲线
注：
f（x）―强度频率。
正态分布曲线与x轴所包围的面积
即为保证率。
∫-+f（x）dx=1（即强度保证率为100%）。
µ+σ,µ+1.645σ,µ+2σ代表的保证率分别为
84.1%，95%，97.7%。
σ值越大，强度离散性越大，平均强度出现的频率
越小，曲线越平缓。
反之，σ值越小，强度的离散性
越小，平均强度出现的频率越大，曲线越陡峭。
2、计算水灰比W/C
水灰比计算是以鲍罗米公式为依据进行的。
包罗米公式的核心是：
在一定区域内，砼强度与灰水比成正比例关系。
进行配合比设计时，将鲍罗米公式表示为：
fcu,o=Afce（C/W-B）该公式展开后为：
fcu,o=AfceC/W-ABfce相当于直线方程：
Y=aX+b（其中：
a=Afce，b=-Abfce）
图2：
砼强度―灰水比关系曲线
由该公式导出：
C/W=（fcu,o+ABfce）/Afce
配合比设计时习惯使用水灰比，因此将上式变为：
W/C=Afce/（fcu,o+ABfce）
其中：
A、B为回归系数，与粗集料品种有关。
粗集料为碎石时：
A=0.48B=0.52
粗集料为卵石时：
A=0.50B=0.61
fce为水泥实际强度。
fce=c.fce,k
fcu,k为水泥强度标准值。
c为水泥强度标准值的富余系数，该值应按实际
统计资料确定。
无统计资料时可取1.13。
对于C30碎卵石砼（用P.O.525水泥配制）：
W/C=0.501.1352.5/（38.225+0.500.611.1352.5）=0.53
3、选择用水量mw0
根据JGJ/T55设计规程选取。
取mw0=190kg/m3
4、确定水泥用量mc0
mc0=mw0/（W/C）=190/0.53=358（kg/m3）。
5、选择砂率s
根据JGJ/T55设计规程选取。
取s=35%。
最佳砂率及其确定方法：
砼的和易性达到最佳时的砂率即为最佳砂率。
最佳砂率是通过试验确定的。
试验时是以2%的砂率为间隔进行试拌，根据试拌结果作出坍落度―砂率曲线，曲线顶点所对应的砂率值即为最佳砂率（如图3）。
图3：
坍落度―砂率曲线
6、确定砂石用量ms0、mg0
设计配合比时如果采用假定容重法，则：
mw0+mc0+ms0+mg0=mcp
其中：
mcp为假定容重，一般可取2350kg/m3~2450kg/m3。
对于C30不加粉煤灰的砼，取mcp=2420kg/m3
ms0+mg0=mcp-（mw0+mc0）=2420-（190+358）=1872（kg/m3）
ms0=187235%=655（kg/m3）
mg0=1872-655=1217（kg/m3）
通过以上设计，基准配合比确定为（kg/m3）：
W
C
S
G
190
358
655
1217
7、试拌
用基准配合比进行试拌，通过试拌检查砼的和易性。
不能满
足设计要求时进行调整。
8、试配
试配应以不少于三个水灰比进行，水灰比间隔宜为0.05。
水灰比
砂率（%）
W（kg/m3）
C
（kg/m3）
S
（kg/m3）
Gkg/m3）
28d强度（Mpa）
0.63
37
190
302
706
1202
27.5
0.58
36
190
328
681
1211
31.7
0.53
35
190
358
655
1217
39.6
0.48
34
185
385
632
1228
42.1
0.43
33
185
430
602
1223
50.2
9、确定配合比
试配的目的：
在特定的原材料及特定的试验环境和试验条件
下，通过合理的配合比设计，经试验找出灰水比与强度的关系，
然后根据这一关系确定砼配合比。
对上述试配结果进行一元线性回归，得出以下关系：
R28=B（C/W）+A=30.15（C/W）-19.71（回归曲线如图4）
相当于直线方程Y=aX+b（其中：
a=30.15，b=-19.71）
其中：
A、B为回归系数。
A=-19.71
B=30.15B0表示正相关，B0表示负相关。
r=0.988r为相关系数。
其值小于0.85时表示相关性
较差，回归方程不宜采用。
将回归方程变为：
W/C=30.15/（R28+19.71）
确定配合比时，试配强度fcu,o即为R28（预测强度）。
W/C=30.15/（R28+19.71）
图4：
回归方程曲线
通过这一关系我们可以确定曲线内各强度等级所需的水灰比：
强度等级
C20
C25
C30
C35
C40
试配强度（Mpa）
26.58
33.225
38.225
44.87
49.87
水灰比
0.65
0.57
0.52
0.47
0.43
由于C20砼的水灰比在曲线外，因此不宜采用。
这样我们可以确定以下配合比：
强度等级
水灰比
砂率（%）
W（kg/m3）
C（kg/m3）
S（kg/m3）
G（kg/m3）
C25
0.57
36
190
333
679
1208
C30
0.52
35
190
365
653
1212
C35
0.47
34
185
394
629
1222
C40
0.43
33
185
430
602
1223
采用一元线性回归确定配合比的优点：
通过一元线性回归可以找出灰水比与强度的准确线性关
系，而作图法所找出的线性关系误差较大。
通过一元性回归可消除部分试验误差。
可确定多个配合比。
二、掺加外加剂、掺合料及流动性砼配合比设计
上述砼配合比设计是在没有外加剂、没有掺和料，坍落度≤90mm的情况下进行的。
对于掺有外加剂、掺合料的流动性砼的设计与上述设计有所不同。
砼的分类（按稠度）：
干硬性砼。
以维勃稠度表示其干硬程度。
塑性砼。
坍落度在10mm~90mm之间。
流动性砼。
坍落度≥100mm。
常用商品砼设计时一般都应考虑以下特点：
一般情况下都掺加外加剂，以改善砼的某些性能。
如：
缓
凝、防冻、早强等。
通常都使用掺合料，如：
粉煤灰、矿渣、硅灰等。
多数为大流动性砼，一般砼的出盘坍落度在200mm以上。
具体设计过程如下（同样以C30砼为例）：
1、计算试配强度fcu,o=38.225Mpa
2、计算水灰比W/C=0.53
3、确定用水量mwa
选择用水量。
以砼坍落度90mm为基础，从JGJ/T55中选
取。
对于C30砼，选择用水量为190kg/m3。
据设计坍落度的大小计算用水量mw0。
按坍落度每增加
20mm，用水量增加5kg计算（假定设计坍落度为220mm）。
mw0=190+[（220-90）/20]5=222.5（kg/m3）。
计算加入外加剂后的用水量mwa
假设外加剂的掺量为1.5%时的减水率为21.5%。
mwa=mw0（1-）=222.5（1-21.5%）=175（kg/m3）。
注：
为外加剂的减水率。
关于外加剂的减水率
外加剂的标准减水率是按照有关标准的要求，用标准
水泥和统一的配合比下经试验测得的。
标准减水率主要
用于衡量外加剂的减水效果。
由于外加剂与水泥存在相适应的问题，因此外加剂对非标
准水泥所测得的减水率与标准减水率是不一样的。
试配时所用的减水率是在外加剂掺量一定的情况下，以当
时试配所用的原材料为准测得的。
这个减水率才对试配有
指导作用。
萘系减水剂的减水率随掺量的增加而增加，因此砼的出
盘坍落度相同时，用水量随外加剂的增加而减少。
因此，
试配时要使砼达到相同坍落度可采取两种不同的方法：
一种是固定用水量，通过调整外加剂的掺量来达到设计的
坍落度；另一种是固定外加剂的掺量，通过调整用水量来
达到设计的坍落度。
比较这两种方法，我们会发现：
第一
种方法可以保证砼的计算水灰比不变，原设计配合比中的
原材料仅外加剂的用量有变化，登记试配记录时比较简
单。
但采用这种方法时，必须保证外加的掺量在允许的最
大掺量之内。
第二种方法水灰比在不断变化，在登记试配
记录时必须对设计配合比进行重新计算，比较烦琐。
因此，
一般情况下，建议采用第一种方法。
4、确定水泥用量mca
mca=mwa/（W/C）=175/0.53=330（kg/m3）
5、确定砂率sa
选择砂率。
以砼坍落度100mm为基础，从JGJ/T55中选
取。
对于C30砼，选择砂率为35%。
根据设计坍落度的大小计算砂率sa。
按坍落度每增加
20mm，砂率增加1%计算（假定设计坍落度为220mm）。
sa=35%+[（220-100）/20]1%=41%。
6、确定砂石用量msa、mga
假定容重仍为2420kg/m3
msa+mga=mcp-（mwa+mca）=2420-（175+330）=1915（kg/m3）
msa=191541%=785（kg/m3）
mga=1915-785=1130（kg/m3）
如果考虑10%的砂含石，则：
msa=785（1+10%）=864（kg/m3）
mga=1915-864=1051（kg/m3）
通过以上设计，基准配合比确定为（kg/m3）：
W
C
S
G
A
175
330
785
1130
4.95
注：
外加剂A=330×1.5%=4.95（kg/m3）
7、试拌、试配及确定配合比同前。
8、掺加掺合料的配合比设计
掺合料分为活性掺合料和非活性掺合料，我们常用的掺合料多数为活性掺合料，比如：
粉煤灰、矿渣、硅灰等。
活性掺合料的作用：
活性掺合料在砼中主要是通过火山灰效应，在砼内部进行二
次水化，形成凝胶体，构成砼强度的一部分。
由于大多数掺合料的细度较水泥大，因此在砼内部可以起到物理填充作用，增加砼的密实度，改善砼的和易性。
节约水泥，降低成本。
改善砼的其他性能。
比如：
掺加粉煤灰、矿渣等可以降低水泥的水化热，利于大体积砼的浇筑；可以降低砼碱含量，抑制碱集料反应等。
掺加掺合料的砼配合比设计，主要考虑胶凝材料的变化，其
设计过程与上述过程基本相同。
等量取代水泥，如：
矿渣、硅灰、膨胀剂（属于外加剂，但
在配合比设计时按掺合料对待）。
掺合料等量取代水泥时，胶凝
材料的总量不变。
比如：
矿渣取代水泥35%，那么：
矿渣的用量为：
33035%=115（kg/m3）
水泥的用量为：
330-115=215（kg/m3）
基准配合比变为（kg/m3）：
W
C
S
G
SL
A
175
215
785
1130
115
4.95
超量取代水泥。
主要用于粉煤灰的配合比设计。
比如：
粉煤
灰取代水泥15%，则：
水泥用量为：
330-33015%=280（kg/m3）
粉煤灰得用量为：
33015%1.3=65（kg/m3）
其中：
1.3为超量系数，即用1.3kg的粉煤灰取代1kg的水
泥，其目的是为了保证粉煤灰取代后的配合比和原
配合比具有同样的强度。
对于超量系数，GBJ146
中是这样规定的：
粉煤灰等级
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
超量系数
1.1~1.4
1.3~1.7
1.5~2.0
粉煤灰取代水泥后，砼的容重将有所减小。
这时我们可以根据
经验适当将容重减小10kg/m3~20kg/m3，也可以通过以下计算
求得：
假设水泥的比重为3100kg/m3，粉煤灰的比重为2200kg/m3，砂
石比重均为2650kg/m3，则
175/1000+280/3100+65/2200+ms+g/2650=175/1000+330/3100
+1915/2650
ms+g=[（330/3100）+（1915/2650）-（280/3100）-（65/2200）]2650
=1879（kg/m3）
这是砼的容重变为：
175+280+65+1879=2399（kg/m3）比原来减少
2420-2399=21（kg/m3）
由于加入粉煤灰后胶凝材料的总体积增加，砂率应适当的下调。
我们将砂率由41%减为40%。
msa=187940%=752（kg/m3）
msg=1879-752=1127（kg/m3）
这时基准配合比变为（kg/m3）：
W
C
S
G
FA
A
175
280
752
1127
65
5.18
注：
假设粉煤灰的需水量比为100%。
外加剂A=（280+65）×1.5%=5.18（kg/m3）
设计配合比时，不要过多的考虑超量系数，主要应考虑胶
凝材料的总量，砼的和易性，以及砼的容重等因素。
因为
砼的强度可以通过调整水灰比来实现，不一定通过超量系
数来实现。
三、试配时应注意的问题
1、试配前应作好充分准备
作试配计划：
比如：
a.C+A1C10~C30
b.C+FA+A1C10~C30
c.C+FA+UEA+A1C10~C30
d.C+A2C35~C50
e.C+FA+A2C35~C50
f.C+FA+UEA+A2C35~C50
其中：
C―水泥；FA―粉煤灰；UEA―膨胀剂；A1―普通减
水剂；A2―高效减水剂。
准备原材料：
应有足够量的干砂、干石、水泥、粉煤灰、
外加剂。
对所有的原材料要进行单独的试验，试验的结果将作为原
材料质量控制的依据。
2、进行充分的试拌，通过试拌找出砼性能最理想的基准配合比。
然后设计出系列配合比进行试配。
3、试配后应留取所有原材料的试样，以便配合比使用过程中出现
问题时作对比试验，查找原因。
4、应充分相信试配结果。
确有异常时应重新试配，以检查试配结
果的重现性。
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