混凝土配合比设计：水灰比、单位用水量及砂率的确定

混凝土的配合比设计的核心内容需要确定三个基本参数，即水灰比、单位用水量及砂率。按照图5-39所示的流程确定三个基本参数。

图5-39　混凝土配合比基本参数的确定

1.水灰比（W/C）

水灰比即单位体积混凝土中的水泥质量与用水量之比。根据混凝土的配制强度、所用水泥的强度以及骨料种类，由鲍罗米公式（5-8）导出公式（5-36），可以计算得出水灰比。公式中的系数根据所用骨料种类按照表5-37数据选取。

式中　fcu，0——混凝土配制强度，MPa；

C/W——水灰比，单方混凝土中水泥用量与用水量之比；

αa、αb——回归系数，与骨料品种有关，应根据工程所使用的水泥、骨料，通过试验建立灰水比与混凝土强度的关系式，进行回归确定，当不具备条件进行试验或工程规模不大时，可采用表5-37给出的经验值；

表5-37　回归系数αa、αb选用表

fce——水泥28d抗压强度实测值，MPa，当没有水泥28d强度实测值时，可按式（5-37）确定fce：

式中　fce，g——水泥强度等级值，MPa；(www.xing528.com)

γc——水泥强度等级值的富余系数，可按实际统计资料确定。由公式计算得到的水灰比满足强度要求。根据混凝土构件所处的环境条件，水灰比还必须满足耐久性要求。表5-19至表5-21列出了工程中不同环境以及有抗渗、抗冻要求的混凝土对最大水灰比值的限制，进行配比设计时需根据具体工程环境，确定出耐久性要求的水灰比值，与公式计算值相比较，取较小者作为水灰比值。

2.单位用水量（mw0）

单位用水量即1m3混凝土的用水量。为满足施工和易性要求，根据粗骨料的种类、规格，以及所要求的混凝土坍落度值或维勃稠度，由表5-13或表5-14初步确定混凝土单位用水量（mw0）。

由水灰比和单位用水量可以计算得到水泥用量（mc0），如式（5-38）所示：

与水灰比同样，水泥用量也要由耐久性要求进行校核，计算得到的水泥用量不得小于耐久性要求的最小水泥用量。

3.砂率

砂率即混凝土中砂的用量占骨料总量的百分率，如式（5-39）所示：

式中　βs——砂率，％。

砂率可以根据水灰比值和粗骨料的品种、粒径，由表5-15来确定。也可以根据以粗骨料为骨架，砂子填充粗骨料之间的空隙，同时略有富余的原则，通过计算来确定砂率。