二十年前，配合比的理論基礎就是比表面積法，以及在此基礎上制定的規(guī)范，可以說混凝土科學技術理論就是在此基礎上發(fā)展起來的。

那時，依據(jù)理論和規(guī)范做具體的配合比工作，基本上滿足工程需要，也基本符合工程實際。

但現(xiàn)在，用二十年前的比表面積理論和規(guī)范來指導現(xiàn)代混凝土，特別是高性能混凝土的配合比工作，已經(jīng)是錯誤很大，相差千里了。

比如說，二十年前，以比表面積法為理論基礎制定的配合比規(guī)范認為，提高砂率，強度就必然會相應降低，可是對現(xiàn)代高性能混凝土來說，卻不是這樣；加大水灰比，強度也必然會相應降低。對現(xiàn)代低水膠比混凝土來說，這個說法也不一定對。

以上種種原因，使現(xiàn)代混凝土的配合比工作，從理論到規(guī)范，都出現(xiàn)了混亂和問題，以致現(xiàn)在工地上的配合比工作，主要靠工程師們的經(jīng)驗進行，靠老一代傳幫帶。

所以我們必須重新建立配合比問題的理論基礎，使它能和現(xiàn)代混凝土的技術進步相匹配、相適應，并在此基礎上建立新的符合工程實際的規(guī)范來。

但現(xiàn)代混凝土的配合比工作，受太多因素影響。建立新理論，制定新規(guī)范，絕不是一件容易之事，也絕非個人之力所能為。下面根據(jù)個人經(jīng)驗，來講解現(xiàn)代混凝土的在做配合比時應注意的原則及事項。以拋磚引玉，向各位專家學者請教。

為什么說舊的配合比理論指導不了現(xiàn)代混凝土的配合比設計？主要原因就是舊的配合比理論是以比表面積法為依據(jù)的。而隨著現(xiàn)代混凝土技術的不斷發(fā)展，在具體的配合比工作中，用舊的比表面積法指導配合比工作，已經(jīng)出現(xiàn)了很大的誤差，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

舊的配合比理論認為，砂率對強度有直接影響。砂率越高，強度越低。在現(xiàn)代混凝土中，砂率的大小對強度已經(jīng)沒有明顯影響。尤其是在較大水灰比時。

舊的混凝土理論中，水灰比和強度是最重要的關系式，即水灰比越大，強度就越低。在現(xiàn)代混凝土中，特別是對 C40 以上混凝土，理論和實際的實驗數(shù)據(jù)找不到相關性。作者近些年在幾個機場做的部分干硬性混凝土配合比。水灰比從 0.38 到 0.45，試驗的結果使作者認為：當水灰比在這個區(qū)間時，強度的大小和水灰比的大小沒有相關性。

過去，工地上的配合比工作是在半理論半經(jīng)驗的狀態(tài)下進行的。半理論主要是以比表面積法為基礎，最大密度法和斷檔級配法為輔助；半經(jīng)驗是指僅僅靠理論還是做不了一個實際工程的配合比。比如，我國《普通混凝土配合比設計規(guī)程》（2000 年版）中，要做配合比有兩個重要的經(jīng)驗系數(shù)——回歸系數(shù)αa 和αb，就主要靠工程師的經(jīng)驗選取，否則，配合比是做不出來的。

現(xiàn)在，根據(jù)比表面積理論作出的水灰比原則、砂率選取原則、水泥用量選取原則，根據(jù)作者在上面表 1、表 2、表 3 中的分析，都出現(xiàn)了錯誤，這就說明過去的配合比理論已經(jīng)不適應現(xiàn)代混凝土了，也就是說，用老的配合比理論來指導現(xiàn)代混凝土，已經(jīng)是錯誤的了。

這一點，從我國目前正在使用的《普通混凝土配合比設計規(guī)程》（2000 年版）中，也能得出同樣的結論。在這本規(guī)程中，做配合比的第一步就是水灰比的確定，第二步是水泥用量的確定，第三步是砂率的確定。而這三步如何確定，主要是以比表面積的理論為基礎的。而這個理論根據(jù)作者在施工現(xiàn)場的經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，對指導現(xiàn)代混凝土已經(jīng)是錯誤的了。

為什么會出現(xiàn)以上情況？這主要是由于近二十年來，混凝土科學技術出現(xiàn)了以下的重要變化。

3.1 粗骨料

在 20 世紀以前，加工粗骨料的機械采用擠壓式的工作原理（即顎破式）。這種方式生產出來的碎石，針片狀含量遠大于規(guī)范要求，對混凝土的強度影響較大。而現(xiàn)在我們采用的破碎機械，其工作原理是錘擊式（即錘破或反擊破）。

采用這種方式破碎的粗骨料，針片狀含量完全滿足規(guī)范要求；過去粗骨料粒徑一般用 2～4cm，大于當前高性能混凝土中大多數(shù)采用的 1～2cm 粒徑。粒徑的減小使原來粗骨料顆粒內部的軟弱面和解理面對混凝土強度的負面影響降低，也使水泥石與骨料粘結面，這個薄弱環(huán)節(jié)對強度的負面影響降低；過去的混凝土粗骨料用量較大，一般在 1200kg/m3 左右，而現(xiàn)在的高性能混凝土其粗骨料用量一般在 1000kg/m3 左右。粗骨料用量的降低也使其對混凝土強度的影響程度大大降低。

3.2 水灰比

在 20 世紀以前，由于施工工藝落后，高效減水劑未投入使用等原因，我們在工程中實際使用的混凝土，其水灰比極少有小于 0.4 的。而現(xiàn)在，隨著高效減水劑投入使用，各種新的礦物摻合料被大量使用，水灰（膠）比小于 0.4 的混凝土被廣泛用于工程中。

3.3 強度

在 20 世紀以前，工程中使用的基本上是 C30 以下混凝土。那時候 C30 被人們認為就是高強度等級混凝土。現(xiàn)在，C40 以上混凝土在工程中的用量已遠大于 C30 以下混凝土。建筑物中的重要結構，如板、梁、柱等，已基本上不使用 C30 以下混凝土了。

3.4 水泥細度

在 20 世紀以前，由于受水泥生產技術落后的局限，水泥的細度很難達到 300m2/kg 以上。而現(xiàn)在，隨著機械工業(yè)技術的不斷發(fā)展，我國現(xiàn)在 42.5水泥的細度一般在 330～350m2/kg之間，52.5 水泥的細度一般在 380m2/kg 以上，有的甚至超過了 400m2/kg。水泥細度的增加使比表面積的大小對強度的影響力大大減弱了。

3.5 其他

混凝土工業(yè)方面：高性能混凝土的大量應用，泵送技術的大量應用，大摻量粉煤灰的應用，高效減水劑的應用；水泥工業(yè)方面：閉路磨的使用，細度的大幅度提高，高效選粉機和助磨劑的使用等，都使混凝土技術有了徹底的改變。

近二十年來，我國的混凝土科技界出現(xiàn)了一個怪現(xiàn)象：一個有幾十年經(jīng)驗的科技工作者、教授甚至院士，指導不好工程現(xiàn)場遇到的、可能是很普通的技術問題；任何權威的著作，或大家公認的結論，都能在施工現(xiàn)場找到反證。

綜上所述，用二十年前的比表面積理論和規(guī)范來指導現(xiàn)代混凝土，特別是高性能混凝土的配合比工作，誤差很大。配合比工作已經(jīng)由原來的半經(jīng)驗、半理論的模式走向完全靠經(jīng)驗的模式。以致現(xiàn)在工地上的配合比工作，主要靠工程師們的經(jīng)驗進行。

所以，必須重新建立新的配合比理論，使它能和現(xiàn)代混凝土的技術進步相匹配、相適應，并在此基礎上建立新的符合工程實際的規(guī)范。

建立新理論，制定新規(guī)范，絕不是一件容易之事，也絕非個人之力所能為。本文是作者在這個問題上所做的一些探索性的工作。

作者對做現(xiàn)代混凝土配合比時要堅持的幾個重要原則先做必要的說明。

4.1 坍落度

首先要考慮的是坍落度，這是最重要的。坍落度的大小當然與混凝土結構的尺寸，是鋼筋混凝土還是素混凝土及鋼筋的密集程度，地上還是地下及是否是高層建筑，是泵送還是現(xiàn)場攪拌，是冬天還是夏天，水泥情況及強度等許多因素有關。

一個有經(jīng)驗的工程師要根據(jù)以上情況確定工程所需的坍落度。我們要確定一個最重要的原則，就是坍落度越小，混凝土的抗凍、抗?jié)B、抗裂縫、抗碳化能力及耐久性越好。

具體地說，這個問題很復雜，決不能說所有情況下混凝土都絕對符合這一原則（比如高溫大風等其他特殊情況就不一定符合這一原則），但作者認為，在目前混凝土技術發(fā)展水平的情況下，這個原則基本上是正確的。

我們要明確的是，坍落度是我們施工工藝的需要，而不是混凝土或工程的需要。在鋼筋密集、體積較小、樓層較高、特別是現(xiàn)在大都采用的是混凝土泵來輸送時，我們的施工工藝水平，不能把坍落度小的混凝土注入這些構件，并保證它們的密實性。所以，必須確立的原則是，增加坍落度，是當前施工工藝水平的需要。

我國在 20 世紀 70 年代以前，提倡使用干硬性混凝土，特別是在機場、碼頭和混凝土預制構件這些領域，通過強震成型等方法，大大減少了這些領域里的混凝土裂縫，提高了工程質量。那時候我國的施工工藝原則和配合比原則，也是盡可能地降低坍落度，使用干硬性混凝土。

但從 20 世紀 70年代末，由于高效減水劑的出現(xiàn)，水灰比得到了大幅度的降低。那時候人們認為，強度、裂縫等許多問題，都是水灰比過大造成的，而高效減水劑解決了水灰比問題。并且干硬性混凝土施工難度大，勞動強度高，所以，施工中盡可能避免使用干硬性混凝土這一原則，除了在機場、少數(shù)預制構件等行業(yè)還在使用外，在其他行業(yè)，特別是房屋建筑行業(yè)，逐漸放棄使用干硬性混凝土了。工地上逐漸大量使用塑性混凝土、流動性混凝土和高性能混凝土，其特點就是坍落度越來越大。

現(xiàn)在，我們反思這一原則的變化，對混凝土和工程的質量，特別是耐久性，是有利還是無利？

首先要分析研究，高效減水劑都帶來了哪些變化？主要是水灰比的大幅度降低。現(xiàn)在工地上很少用到水灰比大于 0.5的混凝土，特別是水膠比，就更低了。混凝土的單方用水量也基本上被控制在 160kg 以下，這些都是高效減水劑帶來的變化。這些變化使混凝土的 28 天強度更高了，施工時工人的勞動強度降低了。

但同時我們要看到，放棄優(yōu)先使用干硬性混凝土這一原則，出現(xiàn)了一個大的變化，就是單方混凝土的容重降低了。粗骨料用量同時也降低了。這使混凝土的體積穩(wěn)定性變差了，產生收縮裂縫的可能性增加了。

還有一個比較嚴重的問題，也是目前科技界爭議較大的一個問題，就是使用高效減水劑對混凝土的質量和耐久性帶來的負面影響。許多人通過試驗認為，高效減水劑增加了混凝土的收縮，增加了產生裂縫的可能性。特別是加速了干縮，這些都對耐久性帶來了極不利影響。作者根據(jù)自己的工程實踐，也贊同這一看法。

綜上所述，作者認為，盡可能降低坍落度，重新提倡優(yōu)先使用干硬性、半干硬性或塑性混凝土，盡可能少用大流動性混凝土，仍然是目前情況下做好配合比的第一指導原則。過去之所以放棄這一原則，主要是被高效減水劑對強度的提高，對水灰比的大幅度降低等正面影響迷惑了，而對它的負面影響很少研究，這一點值得反思。

4.2 粗骨料

在滿足強度和施工工藝要求的前提下，盡可能增加粗骨料用量應該是配合比的重要原則。粗骨料的減少就會提高砂漿漿體的體積，而漿體體積的增加就會使裂縫發(fā)生的可能性增大，如果是暴露在空氣中的構件，干縮變得相對嚴重，耐久性變差。同時也使水泥用量增加，工程成本也隨之會增加。

由于作者在工程實踐中沒有使用過斷檔級配法，所以，一直提倡使用連續(xù)級配。目前，當碎石采用錘破或反擊破，而非顎破時，我國 2～4cm 規(guī)格碎石的針片狀含量已基本滿足規(guī)范要求。在此情況下，當構件的鋼筋間距在 8cm 以上時，作者認為，粗骨料的最大粒徑應為 4cm，而不是 2cm。

4.3 水泥用量

在滿足強度和施工工藝要求的前提下，盡可能降低水泥用量是配合比的重要原則。水泥用量過大可能帶來的不利影響是水化熱過高，裂縫增多，抗凍抗?jié)B性能下降，發(fā)生假凝的可能性增大，耐久性變差，工程成本隨之增大，也對環(huán)境保護不利。特別是細度大于 380m2/kg、終凝時間低于 3 小時的水泥，負面影響可能就更明顯、更嚴重。所以，我們應考慮盡可能降低水泥用量。

以上是作者認為做好現(xiàn)代混凝土配合比的三個指導原則。和過去盡可能降低砂率和水灰比的指導原則相比，變化較大。作者經(jīng)過實踐認為，對現(xiàn)代 C40～C60 混凝土，砂率和水灰比對混凝土各項性能指標的影響已經(jīng)變得復雜，是提高好還是降低好要根據(jù)具體情況而定。所以，盡可能降低砂率和水灰比已不能作為現(xiàn)代混凝土配合比設計的指導原則。

以上原則在指導一個具體工程的配合比設計時，意義很大。比如，在試驗室做配比時，粗骨料用量由 1450kg 到1500kg、水泥用量由 300kg 到 330kg，進行小量的調整時，對混凝土強度和其他性能指標影響不是很明顯，試驗室就很難對比出優(yōu)劣來。但用以上原則進行取舍，就比較方便。

在現(xiàn)代混凝土中，以下幾個問題可能同時成立：

綜上所述，混凝土耐久性就越來越好。