引言
《普通混凝土配合比設計規程》JGJ55-2011 中公式計算和參數選擇不能直觀反應配合比設計過程中的問題，在實際混凝土施工中當砂石料有變化時，因操作人員經驗欠缺或調整不當，易造成混凝土質量不合格。本文結合《普通混凝土配合比設計規程》JGJ55-2011，簡化幾個參數的選擇計算，使配合比設計更加直觀高效。
一、通過試驗獲得以下材料參數及碎石摻配比例
水泥（擬定比例膠凝材料摻配）28d 實測強度，水泥（及粉煤灰等外摻料）的密度，砂石飽和面幹比重，水和減水劑密度，砂石鬆散堆積密度。根據集料篩分數據，算出細度模數，確定粗集料摻配比例，使之符合級配要求。
據膠凝材料種類和限制範圍，確定各種膠凝材料的種類。
二、配置強度的計算（JGJ55-2011）
fcu,o≥ fcu,k+1.645σ（1）
標準差σ取值：按照表1 取值。
三、混凝土配合比計算
1．水膠比計算
遵循水膠比和強度成反比的原則，簡化水膠比計算公式，強度和膠水比近似成線性關係，更加直觀。
此公式可直接計算指定水膠比情況下的強度值，便於日常混凝土的控制與優化。
2．用水量W
採取固定用水量法，普通混凝土的用水量一般在155～200kg/m3。混凝土強度越高，選擇的用水量越低。配比設計之初，暫不考慮減水劑中的水。
3．計算膠凝材料用量B
膠材總量等於用水量W 乘以膠水比B/W：
B=W×B /W （4）
每種膠材的數量應符合不同規範對膠材的限值，比如：膠材最小不得少於280kg/m3；水泥用量不得超過500kg/m3。
4．砂率SP 的計算確定
用配合比全計算法計算確定，再據砂細度模數進行修正。
混凝土是多相聚集體，混凝土的普適體積模型如下圖：
5．假定混凝土含氣量為1.5%～2%，根據用水量、水灰比、各膠材比例、砂率、碎石比例等參數，採用體積法，計算各原材用量（減水劑除外）。
6．對砂率及碎石比例進行修正
（1）採用多種級配碎石或連續級配時，每方混凝土中骨料篩分通過率曲線和標準富勒曲線對比，對砂率和碎石比例進行微調，使實際曲線在標準曲線附近，線型基本平順，無明顯折線。
1907 年富勒及湯姆森提出：固體粒料粒徑分布定義的理論方程式及其分布曲線。方程式為：
式中：h—係數（0.3～0.5）；
P—某粒徑顆粒的過篩百分比；
d—某顆粒的粒徑（mm）；
D—該級配組的最大顆粒的粒徑（mm）。
1）其中h 值越小表示集料中的細集料越多，水泥混凝土中h 值取0.5。
2）富勒曲線圖中，可以直觀的查看總骨料的通過率。可判別粒料的粗細性。越靠近標準曲線，說明大小顆粒呈連續級配分布，其相互填充愈密實，孔隙率愈小。
3）標準曲線是富勒公式導出的理論級配圖，顆粒為理想中的圓形顆粒。實際上骨料絕大多數為不規則顆粒，但是級配的架構走勢，仍需參照富勒曲線的趨勢組合級配。所以混凝土集料的組合只要類似和貼近富勒曲線即可。
（2）實際生產中，料源緊張，可能存在使用單粒級粗集料和斷級配碎石的情況，其整體篩分曲線是不符合富勒曲線的（有折線），這種集料在實際生產中注意以下兩問題：
1）砂率確定：按照緊密堆積密度試驗操作方法，使砂緊密填充在緊密碎石的空隙中。然後篩分，分別稱量砂石重量並計算砂率。使用這個砂率的混凝土流動性差，應適量增大砂率，乘以係數1.1～1.2 使砂填滿空隙並有富裕。
2）適量增加膠凝材料用量來保證砂漿體的強度。
7．減水劑用量的確定：尋找達到要求塌落度的減水劑的摻量
首先在試拌中使用比推薦摻量稍小的量，查看檢測混凝土坍落度，逐漸調整減水劑的摻量，直至混凝土坍落度符合要求。原則是坍落度滿足施工即可，不可追求過大坍落度，以保證混凝土強度和耐久性。
我們平時說的減水劑其實是複合型的混合物，包含減水成分、緩凝成分、增稠（保坍）成分和引氣成分四大類。減水成分是種表面活性劑，在攪拌過程中，吸附在水泥顆粒表面，把水泥顆粒吸進去的部分水釋放出來，變成自由水。這樣混凝土才具有流動性。所以混凝土坍落度的大小取決與置換出自由水的量，也就是取決於減水劑的摻量。
液體減水劑中的水，也應該算進混凝土用水量中。調整配合比時，應相應減少混凝土的用水量。
確定減水劑用量後，應進行重新試拌驗證。對比減水劑後摻法和同摻法的差異，觀察混凝土的流動性，觀察混凝土靜置有無泌漿泌水現象，檢測坍落度、含氣量、凝結時間、容重等指標。不符合要求時，求助減水劑廠家技術人員根據摻量要求對減水劑的四大成分進行調整並對配合比參數進行調整。
良好的混凝土應翻拌鬆軟，不抓底，不板結，漿體對石子包裹性好，有良好的粘聚性，凝結時間滿足施工時間要求；大流動性混凝土還應有良好的擴展度和流速。
找減水劑摻量的方法，具有方便快捷，不用考慮含泥量或粉煤灰中含碳量影響，以達到設計坍落度為目的，具有很強的操作性。
需注意，許多試驗人員認為配合比數值確定後，其他就是減水劑廠家的事情了，有的甚至套用其他工地的配合比數值，這是很片面的做法。宏觀上混凝土是膠凝材料、砂、粗骨料、水和減水劑組成；但微觀上是很複雜：膠材的細度、吸水率、燒失量等指標，砂的細度模數和含泥量等指標，碎石的粒徑、吸水率、含泥量、針片狀等指標，減水劑中四種成分的類型及摻量，這些任何一種指標有變化，都對其他指標造成影響。比如：膠材燒失量和骨料含泥量的變化就會影響減水劑摻量，從而影響混凝土的含氣量和凝結時間；砂細度模數的變化會影響到砂率變化，從而影響混凝土的粘聚性和流動性。所以，在配合比設計和調整時，應該綜合考慮，綜合調整。
四、混凝土的試配、調整和確定
按照JGJ55-2011《普通混凝土配合比設計規程》第六章執行，不作詳細贅述。
（1）《規程》6.1.5 中，宜採用三個不同的配合比，其中一個是6.1.4 中確定的配合比，另外兩個配合比的水膠比宜較試拌配合比分別增加或減小0.05，用水量與試拌配合比相同，砂率可分別增加或減少1%。分別試拌成型試件進行強度試驗。
（2）根據6.1.5 的三個試配強度，繪製強度和膠水比的關係圖或插值法確定略大於配置強度的膠水比，重新計算配合比。根據實測容重與計算容重的校正係數，調整配合比各材料用量。
實測容重與計算容重之差的絕對值要在配比計算容重的2%範圍內，不用調整。
五、配比設計方法優化後優點
（1）簡化了水膠比公式，使配置強度和膠水比成線性關係，更加直觀。可以直接計算指定水膠比情況下的強度值，便於日常混凝土的控制與優化。
（2）採用固定用水量法，簡化規程中查表及計算的繁冗程序。
（3）根據普通混凝土的數學模型，採用全計算方法推導的砂率計算公式，結合用水量能計算出混凝土各組分之間的定量關係和用量。
（4）採用集料篩分曲線和富勒曲線的對比，可以直觀高效的對砂率和碎石摻配比例進行修正，使之摻配後達到最佳密實，使用極可能少的膠材，混凝土即達到良好工作狀態和各方面要求，做到混凝土綠色環保。
（5）找減水劑摻量的方法，在不用考慮砂石含泥量、粉煤灰含碳量等不良因素，快速準確的找到合適的減水劑摻量。同時，根據混凝土的狀態，能快速的知道減水劑中其他組分摻量是否合適，以便有針對性的對減水劑組分進行調整。
（6）當砂石原材有變化時，根據篩分和密度等試驗數據，能快速的調整配合比數據，保證混凝土質量。