講到混凝土的基本知識,就必須了解混凝土配合比的設計過程,只有了解了混凝土配合比的設計過程才能對混凝土有乙個全面了解,才能懂得怎樣控制機好混凝土的施工質量。
一、普通混凝土配合比
1、混凝土配製強度計算
在進行混凝土理論配合比設計時首先要計算混凝土的配置強度，為什麼要計算混凝土的配製強度呢？我們知道混凝土由於受各種因素的影響，強度並不是乙個固定不變的值，而是圍繞著配製強度上下波動的值。為了保證混凝土的設計強度就必須提高混凝土的配製強度，那麼混凝土的配製強度要提高到多少才算合適，在配合比設計技術規範中給出了乙個計算公式。
配製強度fcu=fcuk+1.645（式1）
式中fcu——混凝土配製強度
fcuk——混凝土設計強度
σ——混凝土抗壓強度標準偏差（簡稱標準差）
n標準差σ=∑（x-x）2/n-1（式2）
i=1式中x——各試驗資料值
x——試驗資料的算術平均值
n——試驗資料個數
在混凝土施工技術規範中規定，要求混凝土的抗壓強度保證率為95%，公式中的1.645為95%強度保證率係數。公式中的樣本標準差是衡量樣本資料波動性（離散程度）的指標，樣本標準差是根據上一時期施工的混凝土的抗壓強度經數理統計評定由公式2求得的，標準差波動性的大小受施工水平的影響，混凝土拌合質量控制的好，混凝土的抗壓強度值波動範圍就小，則標準差小，混凝土拌合質量控制的不好，混凝土的抗壓強度值波動範圍就大，則標準差也大。
舉例說明：
例1、c30混凝土抗壓強度如下：
35.0、28.9、40.2、33.6、45.5、34.1、38.2、42.4、30.0、27.4
σ=5.98mpax=35.5mpa
例2、c30混凝土抗壓強度如下：
33.2、37.3、37.1、34.4、39.6、36.4、34.2、37.5、28.6、35.8
σ=3.04mpax=35.4mpa
混凝土強度離散性的規律遵循正態分佈曲線，接近配製強度變化的值站多數，偏離太大或太小的值站少數，標準差小曲線較陡，標準差大曲線較緩。由公式1可以看出，混凝土的配製強度是與標準差成正比的，標準差大則混凝土的配製強度就大，進而水泥用量也大，標準差小則混凝土的配製強度就小，進而水泥用量也小，具有較好的經濟效益。
由於我們是流動性單位，隨施工地點的變化，原材料也隨之變化，所以我們不能將某一地統計求得的標準差應用到其他施工地點，我們在計算混凝土的配合比強度時用的標準差是規範上規定的，規範中的標準差是經統計全國平均施工水平求得的。
引起混凝土強度變異的原因有以下幾個方面：
⑴材料質量的波動：材料中水泥是影響混凝土強度最重要因素，如水泥的實際強度、儲存條件、存放時間的長短等均會引起混凝土強度波動；
⑵配料誤差：為了縮小稱量誤差，必須校核衡器的精度，並應做定期檢查。每日開盤拌製混凝土前，必須測定集料的含水率，扣除相應的拌合水量，增加相應的集料用量。
混凝土變異最大的**是加水量誤差，加水量的誤差在於用水量稱量的不準確，並且還在於集料含水率難以準確測定，集料堆的外部與內部含水率或上部與下部含水率不同。
⑶拌和、搗實與養護：對混凝土拌和物的充分拌和取決於拌和機的型別，拌和時間也會對強度產生影響，混凝土施工技術規範規定了最小拌和時間，是為了使拌和時間不至於對混凝土強度產生很大影響。
⑷試驗誤差：試驗誤差包括取樣、成型、養護和抗壓強度試驗等方面操作的差別給立方體強度帶來的變化。
2、基準水灰比計算
w/c=a*fce/fcuo+a*b*fce
式中a、b——經驗係數，查表求得
fcu——混凝土的配製強度
fce——水泥的實際強度
計算出基準水灰比後再按假定容重法或體積法計算砂、碎石等材料的用量，然後進行試拌，觀察並調整混凝土拌合物的坍落度和流動性、粘聚性、保水性等各項和易性指標，以此配合比做為基準混凝土配合比。在基準水灰比基礎上分別減小和增加0.05個水灰比，製作試件並進行標準養護，待抗壓強度結果出來後從中選取乙個水泥用量最小，強度又能滿足設計要求的配合比作為理論配合比指導施工生產。
二、高效能混凝土配合比的確定
高效能混凝土也稱耐久性混凝土，混凝土的耐久性主要包括抗凍性、抗蝕性、抗炭化、抗減—骨料反應、耐腐蝕等。
高效能混凝土配合比檢測專案有：抗壓強度、坍落度、泌水率、含氣量、抗裂性、電通量、彈性模量、抗凍性、耐磨性、抗滲性等。
受以上耐久性要求，在《鐵路混凝土工程施工質量驗收補充標準》中根據環境作用等級的不同，對最大水膠比都作了規定。在進行混凝土配合比設計時，根據設計圖紙確定的環境等級，從規範中直接查用。綜合考慮含氣量等因素對混凝土強度的影響（混凝土中的含氣量每增加1%，混凝土強度約降低5mpa左右），以0.
05的間隔降低一到兩個水膠比製作混凝土配合比，從中選取膠凝材料用量少，耐久性及抗壓強度均滿足設計要求的配合比作為理論配合比指導施工生產。
在強侵蝕環境作用條件下，由於混凝土配合比著重考慮了耐久性要求，強度往往比較高，象鄭西客專線c30鑽孔樁及承臺和墩身1m以下處於h4硫酸鹽強侵蝕環境下，規範規定最大水膠比≯0.36，混凝土的最終強度可達50mpa左右，遠遠大於c30混凝土要求的配製強度37.4mpa。
高效能混凝土為了減少膠凝材料中矽酸鹽水泥用量，應使用礦物參合料，目的是為了減少水泥用量大所帶來的負面影響，提高混凝土的耐久性。混凝土的早期強度越高，對混凝土長期效能越不利，在早期越易開裂，不利於混凝土的耐久性，所以要慎用早強型水泥。在高效能混凝土中摻加礦物摻合料後，混凝土的早期強度增長速度有所放慢。
在《鐵路混凝土工程施工質量驗收補充標準》中將高效能混凝土的齡期規定為56天。高效能混凝土在56天齡期後還要做快速抗凍性試驗，快速抗凍性試驗每4小時乙個迴圈，客運專線設計使用年限為100年，要求抗凍迴圈f300次，乙個抗凍性試驗要50天，整個配合比各項指標做全需要106天。
在高效能混凝土中摻入引氣型高效減水劑可使混凝土的抗滲性及抗凍性顯著提高，由於引氣劑在混凝土中引入大量微氣泡佔據了混凝土中的自由空間，破壞了毛細管的連續性，使混凝土的抗滲性得到改善。氣泡對水分凍結產生的區域性壓力增大起到了緩衝作用，提高了混凝土的抗凍性。要達到f300次凍融迴圈混凝土中的含氣量需在4％左右，超過6％時耐久性下降。
泌水會造成混凝土各組分材料的離析，並在粗集料顆粒下放形成水囊。摻有引氣劑的混凝土可增大澆築稠度，減少材料分離現象，減小泌水率。高效能混凝土水下鑽孔樁的泌水率要求≤1％，其他混凝土的泌水率為零。
三、混凝土施工控制
混凝土配合比設計時一般都是選用基本合格的原材料，但是我們在實際施工中往往由於料源**等情況，砂、碎石等原材料的質量不能滿足要求。砂中的含泥量超標，粗細不穩定，碎石中的石粉含量超標，級配不良。這些因素都影響了配合比在施工中的正常使用，造成混凝土拌合物離析、泌水，坍落度減小。
為了滿足工地施工的要求，需要在現場對混凝土配合比進行調整（這種調整是不符合要求的）。但也不是所有不符合質量要求的原材料都能在拌和現場進行調整，對變化大原材料應重新進行配合比設計。
水膠比是控制混凝土強度的主要因素，在對混凝土配合比設計時我們已經對水膠比進行了優化選擇。所以現場調整時均應保持水膠比不便，以增加水泥漿用量或調整減水劑用量的方法使混凝土坍落度達到澆注要求。
由於材料某些指標不合格使調整後的混凝土配合比與理論配合比相比，水泥或減水劑用量增加，加大了工程成本，所以我們要想降低成本就應當控制好地材質量。
大多數造成混凝土劣化的物理的或化學的侵蝕，都是有害介質通過水的侵入而發生的，所以低滲透性是混凝土的第一道防線。影響混凝土滲透性的主要因素是混凝土的內部結構。目前使用的各種礦物參合料和減水劑均可以增加高效能混凝土的密實性。
高效能混凝土有乙個控制指標「電通量」，電通量是混凝土抵抗外界有害物質侵入能力的乙個指標，電通量的大小反應了混凝土的密實程度。
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