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混凝土配合比计算公式按下式计算就行:把相应的数字带入,不过这是最基础的配合比,不是最经济的,经济的还是要降低水泥用量,一、基准混凝土配合比计算方法01、试配强度：fcu，o=fcu，k＋1.645σ02、理论用水量：mw0=（T0－90）÷4＋坍落度为90mm时相应石子粒径的用水量。
03、掺外加剂时的用水量：mwa= mw0（1－β）β——外加剂的减水率。
04、砂率：βs=（T0－60）÷20＋相应水灰比和石子粒径对应的砂率。
05、水灰比：W/C=0.46fce/（fcu，o＋0.0322fce）fce——水泥实际强度。
06、水泥用量：mc0= mw0÷W/C07、水泥浆体积：VP= mc0/ρc＋mwa ρc——水泥密度。
08、砂、石总体积：VA=1000（1－α）－VP α——混凝土含气量，在不使用引气型外加剂时，α可取为1。
09、砂子用量：ms0= VA•βs•ρs ρs——砂子密度。
10、石子用量：mg0= VA•（1－βs）•ρg ρg——石子密度。
11、基准混凝土配合比各种材料用量为：mwa、mc0、ms0、mg0。
二、等量取代法配合比计算方法01、用水量：W= mwa02、粉煤灰用量：F = mc0•f f——粉煤灰取代水泥百分率。
03、水泥用量：C= mc0－F04、水泥和粉煤灰浆体积：VP= C/ρc＋F/ρf＋W ρf——粉煤灰密度。
05、砂、石总体积：VA=1000（1－α）－VP06、砂率：βs07、砂子用量：S= VA•βs•ρs08、石子用量：G= VA•（1－βs）•ρg09、等量取代法粉煤灰混凝土配合比各种材料用量为：W、C、S、G、F。
三、超量取代法配合比计算方法01、用水量：W02、粉煤灰总掺量：Ft=K•F K——粉煤灰超量系数。
03、粉煤灰超量部分重量：Fe=（K－1）F04、水泥用量：C05、砂子用量：Se= S－ρs•Fe/ρf06、石子用量：G07、超量取代法粉煤灰混凝土配合比各种材料用量为：W、C、Se、G、Ft。
混凝土施工配合比的计算方法一、引言混凝土是建筑工程中常用的一种材料，其品质直接影响着工程质量。
而混凝土的品质又受到施工配合比的影响，因此正确计算混凝土施工配合比是保证混凝土质量的重要前提。
本文将详细介绍混凝土施工配合比的计算方法。
二、施工配合比的概念施工配合比是指混凝土中各种原材料（水泥、砂、石等）的配合比例，用来确定混凝土中各种原材料的用量。
施工配合比的合理性直接影响着混凝土的品质和性能。
三、施工配合比计算的基本原则1. 按照设计要求确定混凝土强度等级和其他性能指标；2. 按照混凝土配合比设计方法，计算出每立方米混凝土所需水泥量、砂、石用量；3. 根据实际情况，调整施工配合比，使其满足混凝土强度等级和其他性能指标要求。
四、施工配合比计算的步骤1. 确定混凝土强度等级和其他性能指标要求，例如抗压强度、泌水性、坍落度等；2. 根据设计要求，选择相应的混凝土配合比设计方法，例如细集料密实度法、最小水胶比法、最佳配合比法等；3. 按照所选择的配合比设计方法，计算出每立方米混凝土所需水泥量、砂、石用量；4. 根据实际情况，对计算结果进行调整，使其满足混凝土强度等级和其他性能指标要求；5. 确定最终的施工配合比。
五、具体计算方法1. 细集料密实度法细集料密实度法是一种常用的混凝土配合比设计方法，其核心思想是通过细集料的密实度来控制混凝土的用水量。
具体计算步骤如下：（1）根据设计要求确定混凝土强度等级和其他性能指标要求；（2）根据设计要求选择细集料的级配范围；（3）计算出细集料的理论密实度，公式如下：$$\gamma_{t}=\frac{\sum\left(M_{D_{i}} /\gamma_{D_{i}}\right)}{\sum M_{D_{i}} / \gamma_{D_{i}}} $$其中，$M_{D_{i}}$为细集料中粒径为$D_{i}$的颗粒质量，$\gamma_{D_{i}}$为粒径为$D_{i}$的颗粒的容重。
混凝⼟配合⽐设计规范及计算⽅法混凝⼟是⼀种建筑材料，⽽混凝⼟的质量往往就决定了建筑的使⽤寿命及质量，如何把握好混凝⼟的质量？混凝⼟配合⽐就是控制混凝⼟质量的重要因素，⽽混凝⼟配合⽐就是指混凝⼟中各组成材料(⽔，⽔泥，砂和⽯)的⽐例关系，下⾯为⼤家介绍⼀下混凝⼟配合⽐设计规范、混凝⼟配合⽐计算⽅法。
混凝⼟配合⽐设计规范混凝⼟配合⽐并不是⼏种简单的数字⽐例，混凝⼟配合⽐不但要满⾜建筑必要的强度，还要使混凝⼟拌合物具有良好的和易性，不离析、不泌⽔等，以及配合⽐的经济性。
混凝⼟配合⽐设计规范应满⾜⼀下要求：1、满⾜混凝⼟设计的强度等级；2、满⾜施⼯要求的混凝⼟和易性；3、满⾜混凝⼟使⽤要求的耐久性；4、满⾜上述条件下做到节约⽔泥和降低混凝⼟成本。
混凝⼟配合⽐设计过程⼀般分为四个阶段，即初步配合⽐计算、基准配合⽐的确定，实验配合⽐确定和施⼯配合⽐的确定。
通过这⼀系列的⼯作，从⽽选择混凝⼟各组分的最佳配合⽐例。
混凝⼟配合⽐设计要求：强度要求满⾜结构设计强度要求是混凝⼟配合⽐设计的⾸要任务。
任何建筑物都会对不同结构部位提出“强度设计”要求。
为了保证配合⽐设计符合这⼀要求，必须掌握配合⽐设计相关的标准、规范，结合使⽤材料的质量波动、⽣产⽔平、施⼯⽔平等因素，正确掌握⾼于设计强度等级的“配制强度”。
配制强度毕竟是在试验室条件下确定的混凝⼟强度，在实际⽣产过程中影响强度的因素较多，因此，还需要根据实际⽣产的留样检验数据，及时做好统计分析，必要时进⾏适当的调整，保证实际⽣产强度符合《混凝⼟强度检验评定标准》（GBJ107）的规定，这才是真正意义的配合⽐设计应满⾜结构设计强度的要求。
满⾜施⼯和易性的要求根据⼯程结构部位、钢筋的配筋量、施⼯⽅法及其他要求，确定混凝⼟拌合物的坍落度，确保混凝⼟拌合物有良好的均质性，不发⽣离析和泌⽔，易于浇筑和抹⾯。
满⾜耐久性要求混凝⼟配合⽐的设计不仅要满⾜结构设计提出的抗渗性、耐冻性等耐久性的要求，⽽且还要考虑结构设计未明确的其他耐久性要求，如严寒地区的路⾯、桥梁，处于⽔位升降范围的结构，以及暴露在氯污染环境的结构等。
混凝土配合比计算混凝土配合比计算是根据混凝土所需强度、耐久性以及施工性能的要求，确定水泥、砂、骨料以及水等材料的比例。
配合比的合理性将直接影响到混凝土的质量和性能。
一、确定混凝土的强度等级混凝土的强度等级是根据工程的要求确定的，如C20、C30、C40等。
混凝土强度等级一般按照国家标准或工程设计规范来确定。
二、计算水灰比水灰比是指混凝土中水与水泥质量之比。
合理的水灰比能直接影响到混凝土的强度和抗渗性能。
普通混凝土的水灰比一般控制在0.45~0.55之间，水灰比越小，混凝土的密实性和强度越高。
三、计算砂率砂率是指混凝土中砂料与总骨料质量之比。
砂率一般根据混凝土的强度等级和粒径分布来确定。
大部分混凝土配合比中，砂率一般在35%~45%之间。
四、计算粉煤灰掺量在一些工程中，可以适量掺入粉煤灰来改善混凝土的工作性能和耐久性。
粉煤灰的掺量一般根据设计要求和水泥用量来确定。
五、计算骨料用量水泥、砂、骨料的配合比需要根据混凝土的体积取得。
首先根据混凝土的强度等级确定合理的各材料的用量，然后按照砂率和骨料的体积百分比来计算砂、骨料的用量。
六、计算水泥用量水泥用量根据混凝土的强度等级、水灰比和骨料用量来确定。
一般情况下，水泥用量的范围可参考混凝土标准配合比。
七、计算水用量水用量一般根据混凝土的强度等级、水灰比和水泥用量来确定。
合理的水用量能够保证混凝土的可塑性和流动性。
以上就是混凝土配合比计算的基本步骤。
在实际工程中，还需要根据具体情况作出一些调整，如考虑施工的温度和湿度、使用的特殊材料等。
另外，需要注意的是在配合混凝土时，应根据工程实际情况和材料性能选择合适的配合比，同时结合试验验证，以保证混凝土的质量和性能。
现代混凝土配合比全计算法设计软件使用说明混凝土配合比设计是混凝土材料科学和工程应用的基础。
现代混凝土应包括高性能混凝土、高强混凝土、流态混凝土、泵送混凝土、自密实自流平混凝土和商品混凝土等。
以强度(水灰比定则)为基础的传统配合比设计方法不能满足现代混凝土的要求。
作者提出的"全计算法"是以强度、工作性和耐久性为基础建立了体积相关数学模型，通过严格的推导得到用水量和砂率的计算公式。
并且将其二式与水胶比定则相结合计算出混凝土各组分的配比和用量。
因此称谓全计算法。
全计算法的研究、应用和推广工作己近十年，广泛用于各种大型混凝土工程和近100个混凝土预拌站，取得了良好的技术经济效益。
为了便于广泛应用现制作成计算机软件。
国家版权局计算机软件著作权登记号2005SR005291.现代混凝土配合比全计算法设计模板(1) .2.HPC混凝土配合比设计模板(2)3..固定用水量法混凝土配合比设计模板(3)4.卵石流态混凝土配合比设计模板(4)一. 模板使用说明1..模板适用范围：现代混凝土配合比全计算法设计模版(表1)适用于高性能混凝土(HPC)、高强混凝土(HSC)、流态混凝土(FLC)、泵送混凝土、引气混凝土和商品混凝土、自密实自流平混凝土，防渗抗裂混凝土、细砂混凝土、以及其他现代混凝土。
2.有关参数的变化范围：模板(1)中红色的数值是使用者根据混凝土施工工程的设计要求和混凝土原材料的性能指标应输入的设计参数(共12项)。
相关参数输入后，模板中自动生成混凝土系列配合比。
(1)..混凝土配制强度fcu.p≥fcu.0+1.645σ或 fco.p=fcu.0+10 (Mpa)(2)水泥强度等级(Mpa)配制HPC、HSC时：42.5、52.5;配制FLC、商品混凝土时：42.5、32,5。
(3)浆体体积VeVe=Vw+Vc+Vf+Va式中：Vw、Vc、Vf、 Va－分别表示水、水泥、矿物细掺料、空气的体积用量(l/m3)。
每方混凝土配比计算公式混凝土配比计算公式。
混凝土是建筑工程中常用的一种材料，其配比的合理与否直接影响到混凝土的强度、耐久性和使用性能。
因此，混凝土配比的计算是非常重要的。
在实际工程中，混凝土配比的计算需要根据具体的工程要求和材料特性进行合理的设计。
本文将介绍混凝土配比计算的公式和相关内容。
混凝土配比计算的基本原则是按照一定的比例将水泥、砂、骨料和水混合在一起，形成均匀的混凝土。
在进行混凝土配比计算时，需要考虑到混凝土的强度等级、材料的特性、工程要求等因素。
一般来说，混凝土的配比计算包括水灰比、水泥用量、砂率、骨料用量等内容。
混凝土的水灰比是指混凝土中水和水泥的质量比。
水灰比的大小直接影响到混凝土的工作性能和强度。
一般来说，水灰比越小，混凝土的强度越高，但是工作性能会相应的降低。
水灰比的计算公式为：水灰比 = 水的质量 / 水泥的质量。
在进行混凝土配比计算时，需要根据混凝土的强度等级和工作性能要求来确定水灰比的大小。
一般来说，普通混凝土的水灰比在0.5~0.6之间，高强混凝土的水灰比在0.35~0.5之间。
水泥的用量是指在一定体积的混凝土中所需的水泥的质量。
水泥用量的大小直接影响到混凝土的强度和耐久性。
水泥用量的计算公式为：水泥用量 = 混凝土的体积水泥的配合比水泥的密度。
在进行混凝土配比计算时，需要根据混凝土的强度等级和水泥的品种来确定水泥用量的大小。
一般来说，普通混凝土的水泥用量在300~400kg/m³之间，高强混凝土的水泥用量在400~600kg/m³之间。
砂率是指在混凝土中砂和骨料的质量比。
砂率的大小直接影响到混凝土的工作性能和强度。
砂率的计算公式为：砂率 = 砂的质量 / 骨料的质量。
在进行混凝土配比计算时，需要根据混凝土的强度等级和工作性能要求来确定砂率的大小。
一般来说，普通混凝土的砂率在0.3~0.4之间，高强混凝土的砂率在0.25~0.35之间。
骨料用量是指在一定体积的混凝土中所需的骨料的质量。
引言概述：混凝土是一种常用的建筑材料，它由水泥、骨料、砂和水按照一定比例混合而成。
混凝土配合比设计是为了确定混凝土中各种原材料的比例，从而使得混凝土具备所需的强度、密实性和耐久性等基本性能。
本文将介绍混凝土配合比设计的全计算法，并分析其具体步骤和注意事项。
正文内容：一、确定需要满足的基本性能要求1.耐久性要求：根据混凝土将被使用的环境和暴露条件，确定所需的抗渗性、抗冻性和耐久性等性能要求。
2.强度要求：根据混凝土所承受的荷载和使用要求，确定所需的抗压强度、抗折强度和抗拉强度等性能要求。
3.密实性要求：根据混凝土的应用目的和要求，确定所需的紧密程度和孔隙率等性能要求。
二、选定合适的骨料和砂质比例1.骨料的选择：根据混凝土的用途和性能要求，选定适宜的骨料种类和粒径分布，确保骨料能够提供足够的强度、稳定性和工作性。
2.砂质比例的确定：根据混凝土的用途和性能要求，确定砂的用量和粒径分布，保证混凝土的流动性、工作性和强度。
三、计算水灰比1.确定水灰比的基本原则：根据混凝土的要求和性能要求，确定适当的水灰比，以保证混凝土的强度、流动性和工作性。
2.计算水灰比的具体步骤：通过考虑水泥的水化反应和孔隙率的控制等因素，采用试掺试验或经验公式计算出合适的水灰比。
四、确定黏土含量1.黏土含量的意义：黏土可以改善混凝土的流动性和工作性，但过高的黏土含量会减低混凝土的强度和耐久性。
2.确定黏土含量的方法：通过试验或经验公式，确定适宜的黏土含量，以满足混凝土的流动性和工作性要求，同时不影响混凝土的强度和耐久性。
五、调整配合比1.混凝土配合比的调整：根据实际施工条件和试验结果，对配合比进行调整，以确保混凝土的工作性和强度满足要求。
2.配合比调整的注意事项：应考虑原材料的变化、施工条件的改变和混凝土性能的测试结果，合理地调整配合比。
总结：混凝土配合比设计全计算法是为了确定混凝土中各种原材料的比例，以满足混凝土的强度、密实性和耐久性等基本性能要求。
现代混凝土配合比全计算法Sheet3Sheet2Sheet1=fcu.p+配制强度：设计强度：水泥：砂：石：涿州碎石5-25mm外加剂：粉煤灰：其它材料：北京水泥厂金隅牌P.O42.5 河北涿州中砂金鼎源LF-4泵送剂秦皇岛I级粉煤灰一、计算配制强度：二、计算水胶比：W/B=1/fcu.o1/(fcu.p/Afce+B)((Mpa)/+A、B的取值石子类型JGJ/55-2000 JGJ/T55-96 AB碎石混凝土卵石混凝土)C50HSCFLCPLC高性能混凝土高强混凝土流态混凝土塑性混凝土三、计算用水量：不掺细掺料时的计算公式为：掺细掺料时的计算公式为；W=Ve-Va/(1+0.335/(W/B))混凝土配合比设计-全计算法W=Ve-Va/(1+0.317/(W/B))Ve——Va——空气的体积(1/M3)水泥浆的体积(1/M3)此配合比为HPC（高性能混凝土），所以采用掺细掺料用水量计算公式：非引气混凝土引气混凝土Ve=350(1/M3)Ve=305-335(1/M3)Va=151(1/M3)Va=30-50(1/M3)非引气混凝土：Va=151(1/M3)引气混凝土：W=（-）Va=30-50(1/M3)（含气量3%-5%）/四、胶凝材料用量：C+FA=(Kg/m3)FA=αα为粉煤灰取代量（%）C=FA1=k为粉煤灰的超量系数五、砂率及集料用量：SP=碎石最大粒径Φ（mm) Φ2a=Φ2/3611/a=361/Φ2h=0.1381/aVes为干砂浆休积，取决于石子最大粒径Ves(1/M3)Ves(1/M3)(取值）(-（Ves-Ve+W)/(1000-Ve)100%Ve=Vw+Vc+Vf+Va=W/ρw+C/ρc+FA/ρf+Va +(1/M3))S=G=μWo:坍落度为7-9cm的基准混凝土用水量，与石子的最大粒径有关。
{({（Wo-W)/Wo+Δη}9.17%}计算时间：对于FLC：Ve=305-335(1/M3)对于HPC：Ve=350(1/M3)七、外加剂用量；）（(Kg/m3)八、计算的理论配合比为：强度等级粉煤灰砂率FA1kSPW/CCSGFA九、经过实际试配，对此理论配合的和易性及强度进行分析后对此配合比做了如下调整：计算人：审核人：CSP六、CSP掺量：CSPSPFACSF硅粉（浓度40%）外加剂坍落度SLSF扩展度BFS磨细矿渣粉μf细度模数常用名词代号1.645σCSP=PSNPCERPC活性粉末混凝土聚羧酸外加剂RH环境温度C-S-H水化硅酸钙凝胶HPCC502007-12-7 0.000.00.00 .00 0.00 .00 .00 .00 .00 0.00 0.00 .00 .00 .00 .00 .00 .00.00 0.00 0.00 .00 .00 .00 .00 00.00 0.00 .00 .00 .00 00.00 .00 00.000.00 0.00 0.00 0.00 00.00 .00 00.00 00.00 00.00 00.00 000.00 00.00 00.00 .00 0.00.00 .00 .00 .00 00.00 0.00 00.00 .00 .00 .00 .00 0.00 .00 0.00 .00.00 .00 .00 00.00 00.00 00.00 00.00 00.00 00.00 00.00 00.00 00.00 .00 00.00 .000.00 .00 0.00 00.00 00.00 00.00 00.00 000.00 00.00 .00.00 0.00 0.00 0.00 000.0000.00 0.00 00.00 .00 00.00 00.00 00.00 00.00 000.00 00.00 0.00 00.00 00.00 000.00 00.0000.00 00.00 .00.00.00 00.00 0.00 .00.00C50 00.00 00.00 000.00 .00 0.0000.00 .00.00.00 CSP C50 00.00 00.00 000.00 .00 0.00 00.00 .00.00。
混凝土配合比设计——全计算法一.现代混凝土概念或理念现代混凝土是由水泥、矿物细掺料、砂、石、空气、水和外加剂等组成的多相聚集体，并能满足“高工作性、高早强增强和高耐久性”的基本要求。
现代混凝土应包括高性能混凝土、高强混凝土、流态混凝土、泵送混凝土、自流平自密实混凝土、防渗抗裂混凝土、水下浇筑混凝土和商品混凝土等。
以强度为基础的传统混凝土配合比设计方法不能满足现代混凝土配合比设计的要求。
综合考虑工作性、强度和耐久性。
其配合比设计的基本原则是：(1)满足混凝土工作性的情况下，用水量要小；(2)满足强度的情况下，水泥用量少，多掺细掺料；(3)材料组成及其用量合理，满足耐久性及特殊性能要求；(4)掺多功能复合超塑化剂(CSP)，改善和提高混凝土的多种性能。
二. 配合比全计算法设计的数学模型混凝土配合比设计是混凝土材料科学和工程应用中最基本的问题。
以强度为基础的传统配合比设计方法(即假定容重法和绝对体积法)已不能满足现代混凝土配合比设计的要求。
现代混凝土配合比“全计算法”设计是以“工作性、强度和耐久性”为基础建立的普适数学模型，并推导出混凝土用水量和砂率的计算公式。
进而将此二式与水胶(灰)比定则相结合就能实现混凝土配合比和组成的全计算，故称谓全计算法。
全计算法的创建和推广应用几近十年，受到广泛的关注，取得良好的技术经济效益。
全计算法不仅适用于所有现代混凝土的配合比设计和计算，而且能检验和验证其它配合比的正确性。
1.现代混凝土的数学模型现代混凝土组成复杂，其中包括水泥、矿物细掺料、砂、石、空气、水和外加剂等7个组分。
最简单处理方法是用多项式表示：F(x)=a+bx1+cx2+fx3+gx4+hx5+ix6+jx7 (1)A.传统混凝土体积加合模型(图2)混凝土由水泥、砂、石、空气和水组成，在单位体积中：(1)石子的空隙由砂子填充；(2)砂子的空隙由水泥浆填充；(3)水灰比决定混凝土的强度。
由此表明：Ve+Vs+Vg=1000式中： Ve=Vw+Vc+VaVe、Vw、Vc、Va、Vs和Vg分别为水泥浆、水、水泥、空气、砂和石子的体积(l/m3)。
现代混凝土配合比设计——全计算法北京工业大学陈建奎[摘要]：传统混凝土配合比设计方法(如绝对体积法和假定容重法)是以强度为基础的半定量计算方法，不能全面满足现代混凝土的性能要求。
现代混凝土配合比全计算设计方法是以工作性、强度和耐久性为基础建立数学模型, 通过严格的数学推导得到混凝土的用水量和砂率的计算公式，并且将此二式与水灰(胶)比定则相结合能计算出混凝土各组份(包括：水泥、细掺料、砂、石、含气量，用水量和超塑化剂掺量等)之间的定量关系和用量。
这项研究成果是混凝土配合比上一次大的改进。
由于模型的普遍适用性，全计算法不仅用于高性能混凝土的配比设计, 而目还能用于流态混凝土、高强混凝土、泵送混凝土、自密实混凝土、商品混凝土以及防渗抗裂混凝土等现代混凝土的配合比设计。
[关键词]：配合比、全计算法、高性能混凝土、流态混凝土。
(一)高性能混凝上配合比全计算法设计高性能混凝土(HPC)与高强混凝土(HSC)和流态混凝土(FLC)最显著的差别是混凝土配合比综合考虑工作性、强度和耐久性。
其配合比设计的基本原则是：(1) 满足工作性的情况下，用水量要小；(2) 满足强度的情况下．水泥用量少，细掺料多掺；(3) 材料组成及其用量合理，满足耐久性及特殊性能要求；(4) 掺多功能复合超塑化剂(CSP)，改善和提高混凝土的多种性能。
因此，HPC的配合比设计比HSC和FLC更为严格合理。
图-1表示各种类型的混凝土配合比分区范围，无论采取什么方法设计，HSC,FLC和PLC(塑性混凝上)的配合比在一个范围之内，而HPC在AB线附近。
由此证明HPC的配合比设计必须严格，精确和合理。
图1 混凝土配合比组成图(AB线－HPC)一.强度与水灰(胶) 比的关系混凝土配合比设计是混凝土材料科学中最基本而又最重要的一个问题。
早在1919年Duff Abrams (D．艾布拉姆斯)就发表了混凝土强度的水灰比定则：”对于一定材料，强度仅取决于一个因素，即水灰比"。
这一定则可以用下列公式表示：式中: σc—一定龄期的抗压强度，a—经验常数，一般取925kg/m3b一取决于水泥的种类，可取4左右。
强度与W/C成反比的这种观点仍然是大多数配合比设计方法的基础。
后人为简化计算，取水胶比倒数，导出近似的直线公式：式中：fcu.p—混凝土的配制强度fce —水泥的实测强度C/W 一灰水比(或胶水比)A、B一回归系数。
表-1 A、B的取值该式成为混凝土配合比设计中计算强度的基础。
近80年来混凝土配合比设计方法也几经发展，到目前为止，最为常用的两种方法是绝对体积法和假定容重法。
这两种方法都是以强度为基础的半定量设计方法。
二.混凝土的普适体积模型混凝土是多相聚集，其组分包括：水泥、矿物细掺料、砂：石子、水、空气和外加剂等。
我们的基本观点如下：(1) 混凝土各组成材料(包括固、气、液三相)具有体积加和性，(2) 石子间的空隙由干砂浆来填充，(3) 干砂浆的空隙由水来填充，(4) 千砂浆由水泥、细掺料、砂和空气所组成。
根据以上观点，混凝土普适体积模型建立如图-2。
图1 混凝土的普适体积模型三.两个基本公式的数学推导1.砂率计算公式根据混凝土的普适体积模型(图-2)可知：浆体体积Ve = W+Vc+Vf+Va (1)集料体积Vs + Vg = 1000一Ve (2)干砂浆体积Ves = Vc+Vf+Vs+Va (3)式中：Ve—浆体体积(l/m3)Ves—干砂浆体积(l/m3)W—水的体积(l/m3或用水量kg/m3)Vc、Vf、Va、Vs和Vg—分别表示水泥、细掺料(如FA)、空气、砂子和石子的体积(l/m3)由式(3)得：Vs = Ves一(Vc+Vf + Va) (4)由式(1)得：Vc + Vf + Va = Ve一W (5)将式(5)代人式(4) 得：Vs = Ves—Ve + W (6)则砂子重量：S =(Ves一Ve + W)·ρs(7)式中，S一砂子用量(kg/m3), ρs 一砂的视密度(kg/m3)由式(2)得：Vg = 1000一Vs一Ve (8)将式(6)代入式(8)得：Vg = 1000—Ves—W (9)则石子重量：G = (1000—Ves一W)·ρg(10)式中，G一石子用量(kg/m3), ρg —石子的视密度(kg/m3 )砂率：将式(8)和(10)代入式(11)中得：这是砂率计算的通式。
当ρs ≈ρg时(即ρs= 2.65 , ρg=2.70 )，式(12)简化为：由此式(13)表明，混凝土的砂率随用水量的增加而增加，随胶凝材料的增加而减小。
根据美国P．K．Mehta和P．C．Aitcin教授的观点，要使HPC同时达到最佳的施工和易性和强度性能，其水泥浆与骨料的体积比应为35：65，故对HPC，可取Ve =350l/m3，集料体积Vs+Vg =650l/m3。
2.干砂浆体积的确定对于一定粒径的碎石，视密度为ρo，堆密度为ρb与石子空隙率(P)的关系为：根据图-2普适体模型的观点(2)：石子的空隙由干砂浆来填充。
当单位体积的混凝土中，石子间的孔隙正好被干砂浆填满时，则得干砂浆体积为：式(15)是计算干砂浆体积的通式，可以通过实测石子视密度ρo和堆密度ρb精确计算。
通常最大粒径25mm的碎石ρ=2.70、ρ=1.55，则干砂浆体积为：通常、石子粒径越大，比表面积越小，因此干砂浆体积越小。
通过相关计算得到干砂浆体积与石子最大粒径的关系列入表-2中。
表-2 石子最大粒径与Ves (l/m3)的关系当配制HPC时，采用最大粒径得到HPC的砂率19mm碎石，中砂(Mx =2.60～2.80)，Ves=450 l/m3，同时Ve =350l/m3，Vs+Vg = 650ll/m3 (Metha观点)，代入式(9)得到：当石子最大粒径25mm时：当石子最大粒径31.5mm时：3．用水量计算公式根据水灰(胶)比定则：式中：(C+F)/W—胶水比，C、F、—分别为水泥、细掺料的用量(kg/m3)将式(20)与式(1)解联立方程，可求出用水量与配制强度的关系。
假设细掺料在胶凝材料中的体积掺量为X，即水泥与细掺料体积之比为(1一X)：X，则有：这是掺加各种不同数量细掺料时单方混凝土用水量的计算通式, 式中ρc=3.15, ρf=2.51分别为水泥、细掺料的密度。
当x=0时，即无细粉料时，式中：W/B —水胶比当x = 25%时，即水泥与细掺料(如粉煤灰、矿渣)的体积比为75：25时得到：式(21)中的系数1/ ((1－x)ρc + xρf) 的大小与细掺料的体积掺量x有关，计算表明x的变化对此系数影响不大(见表11-10)。
因此、在一般计算时采用公式(23)，即系数为"0.335"。
当细掺料的密度与设定值相差较大时，可用公式(21)进行精确计算用水量。
表-3 x对系数的影响公式(21)、(22)和(23)表明：(1) 混凝土的用水量取决于强度和水胶比，混凝土强度越高，水胶比越小，则用水量越少;(2) 矿物细掺料的品种(密度不同)和掺量影响混凝土的用水量;(3) 引气量越大，混凝土用水量越少。
四. HPC配合比设计步骤现代混凝土由水泥、矿物细掺料、砂、石子、水和超塑化剂等多种成分按严格的比例关系组成，传统配合比设计方法不可能得到优化的配合比，而"全计算法"在设定条件下能精确计算出每个组分的用量和相互比例。
HPC配合比全计算法设计步骤如下：1. 配制强度fcu.p =≥fcu.o +1-645σ2. 水胶比：3. 用水量：4. 胶凝材料的用量：C = (1－α) QF = αQ式中：Q－胶凝材料用量(kg/m3 )α－细掺料的掺量(%)5.砂率及集料用量：S = (D－W－C－F)× SP (kg/m3)G = D－W－C－F－S (kg/m3)式中：D－混凝土容重((kg/m3)6. 复合超塑化剂CSP)掺量7. 试配和配合比调整在以上混凝土配合比设计中，配制强度、水胶比、用水量、胶凝材料组成与用量、砂率及粗细集料用量、超塑化剂等均可以通过公式计算而定量确定，最终确定混凝土配合比，故称之为全计算配合比设计．当然，在计算中也涉及到个别参数的取值问题，如对某特定混凝土，水泥浆体体积Ve和干砂浆体积Ves的取值，但这些取值都有比较成熟的研究结果．与传统的配比设计中大量参数经过查表取值的经验方法比较，其科学性与定量性大大提高．值得指出的是在用水量W公式中涉及到两个参数，气体体积。
和胶凝材料中超细粉掺合料体积分数·同时给出了超塑化剂掺量的计算公式．超塑化剂CSP和超细粉(掺量)在设计中均得以体现，这是以高耐久性为特征的HPC的必要组成材料．另外Va气体体积分数为引气混凝土特征项，成为引气型高耐久性混凝土．当然，混凝土耐久性是一个非常复杂的问题，涉及很多方面，除上述各方面外，还有诸如碱集料反应，抗硫酸盐侵蚀等，这只须在配合比设计时同时对组成材料化学成分加以关注即可．将配制强度60—130 MPa计算配合比例人表-4中．表 4 HPC配合比计算结果表5 HPC计算配合比与美国HPC配合比对比表-5是将作者提出的全计算方法得到的HPC配合比与美国资料中HPC的配合比进行对比．由此看出，由水胶比计算用水量与美国资料中的统计用水量完全一致．两种方法得到的砂率相差不大，总的规律是相似的，即砂率随用水量的减小而减小．强度等级划分和抗压强度值有差别．这是由于标准不同和抗压强度测定方法不同，美国采用园柱形试体，中国采用立方体试体．但是抗压强度与水胶比关系是相同的．综上所述可得出结论：(1)在国内外首次建立了普遍适用的混凝土体积模型, 以此为基础推导求得了两个重要的基本关系式,用水量公式和砂率计算公式。
这两个公式揭示了混凝土组成材料内在的客观规律和必然联系，成为HPC混凝土全计算配合比设计的基础．它使得HPC混凝土配合比设计从半定量走向定量、从经验走向科学，是混凝土配合比设计上一较大的改进．(2)由于模型的普遍适用性，这两个基本关系式及全计算配合比设计方法不仅适用于高性能混凝土，也适用于普通混凝土、高强混凝土、流态混凝土及其它混凝土．(3)用本方法设计的HPC配合比与美国资料中的HPC统计配合比总体上完全一致．本技术在北京、广州、深圳、珠海、厦门、济南、浙江等地试用，效果良好，大大降低了试验工作量，提高了工作效率及可靠性，受到质检站、混凝土公司工程技术人员的普遍欢迎．(二) 流态混凝土的配合比全计算法设计高性能混凝土(HPC)配合比全计算设计法的基础是根据HPC的体积模型，通过数学推导得出的用水量和砂率计算公式，并将此二式与水灰比(水胶比)定则相结合就能实现混凝土配合比全计算设计。
