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混凝土配合比设计中粗细骨料用量确定方法的比较在混凝土配合比设计中，粗细骨料用量的确定是影响混凝土性能的重要环节。目前常用的方法包括绝对体积法、质量法和试算法等，各有特点。
绝对体积法基于单位体积混凝土内各组成材料的体积之和等于1立方米的原则。该方法通过计算水泥、水、粗细骨料及空气所占体积比例来确定骨料用量。其优点是理论清晰、计算精确，但需要准确测定骨料的表观密度和空隙率，操作较为复杂。
质量法以单位质量为基准，根据设计要求和经验公式确定粗细骨料的比例。这种方法简单易行，适用于现场施工，但可能因忽略体积变化而导致误差，尤其在骨料密度差异较大时。
试算法是一种试验调整法，先假设粗细骨料比例，通过试拌调整至满足工作性和强度要求。此方法灵活性强，能适应不同材料特性，但耗时较长且成本较高。
三种方法各有优劣：绝对体积法适合精度要求高的场合；质量法适用于快速估算；试算法则更适合实际工程中的优化调整。在具体应用中马边舟坝水电站大坝工程施工方案，需结合项目需求、材料特性和施工条件选择合适的方法。
和易性是混凝土拌合物易于施工操作（拌合、运输、浇灌、 捣实），并能获得质量均匀、成型密实的性能。和易性作为新拌 混凝土所具有的性能，虽然并不是混凝土一直固有的特性.但 却在很大程度上影响着硬化混凝土的性能。和易性不佳的混 凝土拌合物是不大可能获得要求的强度和耐久性的。混凝土 具有良好的和易性是生产优质混凝土的前提。 作为混凝土中用量最大的组成成分，骨料在混凝土中所占 的体积达60%～80%。在骨料的诸多性质中，骨料的颗粒级 配对于混凝土的品质有着很大的影响：虽然在水灰比一定的情 说下，完全密实的硬化混凝土的强度与骨料的级配是无关的 但对于新拌混凝土，骨料级配直接影响到其和易性，从而影响 到硬化混凝土的强度及耐久性等性质。因而，选取合适的骨料 级配对于新拌混凝土和硬化混凝土均士分重要
在实际应用中.粗骨料(石子)与细骨料(砂)往往是分别取 得，从而产生了如何分别确定砂、石的用量以获得较好的颗粒 级配的问题。各国在混凝土配合比设计中均把骨料的颗粒级 配作为一个重要方面，但具体方法不尽相同。下面就我国现行 规范和美国混凝土协会(ACI的混凝土配比设计方法中粗细 骨料的确定方法做一比较。
1.1我国混凝土配合比设计规范的方法
我国用砂率（砂与粗细骨料的重量比）这一概念来表征砂 石之间用量的关系。在配合比设计中，先求出单位体积的混凝 土中骨料总重量，再用砂率求出砂、石各自的用量。砂率的取 值如表1。
表1混凝土的砂率(中砂)
同时，规范指出：对于细砂和粗砂需相应减小或增大砂率； 对于一个单粒级粗骨料配制的混凝土，砂率应当增大：对于坍 落度不在10mm～60mm之间的混凝土及掺用外加剂和掺合料 的混凝土，其砂率应经试验确定：对落度等于或大于100mm 的混凝土砂率，应在表1的基础上，按坍落度每增大20mm.砂 率增大1%的幅度调整
ACI的混凝土配比设计方法中并未提出砂率这一概念。 其基本思路是通过规定单位体积混凝土中粗骨料所占的体积 （用捣实容重表征）确定粗骨料的用量（表2），然后用绝对体积 法求出砂的用量（其中粗骨料的体积通过表中的捣实体积和捣 实容重及其密度求得）。
ACI方法与我国现行规范方法的比较
我国规范方法对于砂率的确定，主要考虑了如下的因素： 水灰比、粗骨料最大粒径、粒形（区分了卵石和碎石）、砂的粗细
单位体积中混凝土粗集料
注：以上体积，是以配制出工作性适于一般钢筋混凝土结构的经验 关系为依据的，对于工作性较小的混凝土，如混凝土路面工程所要求的 祖骨料体积，可增加10%左右，而工作性较大的，例如用泵送法浇注 时，可减少10%。 （区分了粗砂、中砂、细砂）。其它影响因素（如砂的细度模数、 用水量）则以一个取值范围囊括：粗骨料的级配则认为是符合 要求，级配良好的。 ACI的方法则是以以下儿点为控制因素：骨料最大粒径， 单位体积混凝土中粗骨料在干燥捣实的状态下所占体积、砂的 细度模数（区分了粗、细、中砂：并对中砂进行了细分）、粗骨料 的捣实容重。 下面我们从影响砂率的各个方面来加以详细阐述和比较。
对于粗骨料，我国规范考虑了卵石和碎石的区别，对于粗 骨料的级配则认为其符合规范要求，并指出若为单粒级则砂率 应适当增大。这些规定过于笼统，广泛。事实上，砂率取值的 大小还与粒形和级配有关。 粗骨料粒形和级配对砂率的影响最终可归结为一个性质 空隙率。无论是粒形，还是级配都是因为其对空隙率的影响而 间接对砂率产生影响。把粗骨料的捣实容重与其表观密度相 比较我们就可求得粗骨料的空隙率，从而绕开纷繁复杂的种种 细节表征出粗骨料的性质对砂率的总的影响。ACI方法正是 以简单易行的测捣实容重的试验取代了种种复杂而又无法囊 括一切的表格和规定：对于粗骨料的各种粒形，好抑或不好的 级配均能起到指导作用。 按ACI的方法，在用水量为179kg/㎡、粗骨料最大粒径为 20mm的情况下，可整理出砂率随粗骨料捣实容重的变化.如 下图1、图2。由图可见，砂率随粗骨料捣实容重的变大而变 小。有较好级配和粒形的粗骨料有着较大的捣实容重即较小 的空隙率.相应的砂率也较小.这显然是合理的
砂率随粗骨料捣实容重的变化（水灰比0.4
砂率随粗骨料捣实容重的变化（砂细度模数2.4）
为方便与我国的规范表格作比较，我们的讨论均在粗骨料 级配符合规定的范围内进行，即对卵石捣实容重1.65～1.85 碎石捣实容重1.55～1.75。由图1，在粗骨料级配符合规定且 砂的细度模数不变的情况下，砂率约有6～7个百分点的变化， 若考虑粗骨料级配不好的情况则砂率的变化更大。 由图2，在粗骨料级配符合规定且水灰比不变的情况下 砂率约有6~7个百分点的变化
我国规范将中砂（Mx=2.3~3.0）作为一类确定砂率，但 在中砂的细度模数(2.3～3.0)范围内，不同细度模数的差别并 未在表中得到体现。在ACI的配比设计方法中，则细致考虑 了砂的细度模数的影响。同样重量的砂，细度模数较高的砂有 着较小的表面积。因而在同样的水灰比和砂率下，较细的砂会 比较粗的砂的和易性差。显然db61／t 550-2012 钢板-混凝土组合加固混凝土桥梁设计与施工技术规程，通过对不同的砂的细度模数规 定不同的砂率是合理的。 按ACI的方法，在用水量为179kg/m”、粗骨料最大粒径为 20mm的情况下，可整理出如下图3。从图中可清楚的看出砂率 随砂的细度模数的增大而增大.变化幅度约为4～5个百分点。
我国规范把水灰比作为确定砂率的一个参量（见表1）。 从表1可看出，随着水灰比增大，砂率随之增大。ACI的配比 设计方法没有直接把水灰比作为参量，但其影响通过绝对体积 法求砂用量而得到了体现：在用水量一定、粗骨料的量一定的 情况下，水泥用量的增减，即W/C的大小，直接决定了砂用量 的多少。水泥用量增加，W/C减小，砂的用量也同时减少；水 泥用量减小，W/C增大，砂的用量也同时增加。按ACI的方 法，在用水量为179k/m，粗骨料最大粒径为20mm的情况下， 可整理出如下图4、图5。由图可见，无论是砂取各种细度模
图5砂率随水灰比的变化(砂细度模数为2.4) 数，还是粗骨料取不同捣实容重，砂率随水灰比的增大而增大 的规律是一致而明显的变化幅度约为5个百分点
图5砂率随水灰比的变化(砂细度模数为2.4) 数，还是粗骨料取不同捣实容重，砂率随水灰比的增大而增大 的规律是一致而明显的，变化幅度约为5个百分点
在实际的混凝土配制中，粗骨料和细骨料的密度常常是不 同的。我国规范将砂率定义为砂重与砂石总重之比灰土挤密桩施工工艺标准，是一个重 量比例的概念。实际上我们为获得较好的混凝土，关心的是砂 是否能很好地填充石子中的空隙，即我们要控制的是粗细骨料 的体积比例。当砂石密度相同时，控制重量比与控制体积比是 一致的，并无不妥；但当粗骨料和细骨料的密度不同时，控制重 量比与控制体积比之间就存在差异了。当粗骨料和细骨料的 密度差异较大时，规范给出的砂率在很大程度上就失去它的指 导意义。而ACI的方法通过体积法来求得砂的重量，就不会 出现这样的问题。我国规范由于砂率这一重量比例概念的存 在，体积法是无法完全运用的，只能称为半体积半重量的方法。 根据我国砂、石情况统计"：我国石子的表观密度范围为 2680kg/m²～3150kg/m²，砂子的表观密度范围为2050kg/m²~ 2800kg/m3 按ACI的方法，以用水量为179kg/㎡”，粗骨料为卵石，最 大粒径为20mm，细度模数为2.4，水灰比分别为0.4、0.5、 0.6、0.7的情况为例，比较两组极端情况下的砂率差异：第一 组的石子表观密度为3150k/㎡”，砂子的表观密度为2050kg/ m²：第二组的石子表观密度为2680kg/m²，砂子的表观密度为 2800kg/m：两组的粗骨料捣实后的空隙率均为37%。 按ACI方法计算结果如图6。可见砂石密度差异大时，砂 率的差异达到了十个百分点，相对于我国规范表格中5个百分 点的取值范围，这个差异是非常大了。虽然在实际工程中或许 不会遇到这么极端的情况，但这足以说明：砂石密度差异不可
2.5各因素的综合影响