普通混凝土是以水泥、砂、石、水、外加劑、外加劑為基礎，按一定比例摻合而成。 混凝土配合比的原則：它是以各種原料密實1m3混凝土拌合物的緊密堆積為基礎的，即1m3混凝土的體積等于各原料絕對密實體積（不包括內部孔隙）之和每種原材料）。 根據建設部現行行業標準，混凝土配合比設計中粗細級配的估算方法有兩種：一種是質量法，另一種是體積法。 質量法以1m3混凝土拌和物的質量為定值來估算粗、細級用量。 體積法假設1m3混凝土拌和物的體積等于混凝土中組成材料和空氣的體積之和，以此來估算粗、細級配料的用量。 過去，混凝土的原材料是水、水泥、沙子和石頭，成分比較簡單。 原料的表觀密度變化不大，配制的混凝土的表觀密度變化不大。 因此，為簡化試拌，假設配比為0.5左右的水灰混凝土表觀密度為/m3，試拌后實測差異不大。
隨著建筑業的快速發展，混凝土中不僅需要加入水、水泥、砂、石等材料，還需要加入礦物外加劑和各種物理外加劑。 當礦物摻合料加入混凝土中時，其表觀密度可能會發生變化。 僅憑經驗估計砂石料量時，不可能把握某一固定假定質量值的準確性。 根據許多水泥混凝土配合比設計實踐，筆者認為，采用體積法時，混凝土配合比體積的估算值可以與實測值一致，而采用質量法時，混凝土配合比要么是“赤字”或“膨脹”。 （當混凝土拌合物表觀密度實測值大于假定質量時，表現為體積“虧”；當混凝土拌合物表觀密度實測值小于假定質量時，表示為“膨脹方塊”體積）。 采用質量法進行現場混凝土施工或成本控制時，容易出現兩種情況：①計算的混凝土用量遠遠超過現場混凝土的實際用量，造成材料的浪費； ②計算混凝土用量遠大于現場混凝土用量，實際用量會影響施工的連續性。 本文以C40水泥混凝土的配合比設計為研究對象，對質量法和體積法的估算結果進行分析。
1 次測試
1.1 設計依據
具體如下： ①設計硬度等級：C40； ②設計撓度：140mm~180mm； ③按《普通混凝土配合比設計規程》（JGJ55-2011）執行。
1.2 原材料
具體如下： ①水泥：P.O42.5，湖南岳陽海螺水泥，密度3.04g/cm3； ②黃砂：中砂，蘇州中青實業有限公司，表觀密度2.620g/cm3，粒徑模數2.68； ③碎石：(5-25)mm連續骨料，杭州新開元砂石有限公司生產，表觀密度2.636g/cm3； ④ 細渣：F級二類，北京高韶實業有限公司，密度2.12 g/cm3； ⑤礦渣粉：S95，北京寶田新型建材有限公司，密度2.82g/cm3； ⑥減水劑：TMS-YJ-3，四川西卡米斯建材有限公司，減水率：26%； ⑦水：飲用水。
2 結果與討論
2.1 質量法
估算公式：
mf0+mc0+mg0+ms0+mw0=mcp(1)
βs=ms0/(mg0+ms0)×100%(2)
式中：mf0——每立方米混凝土的礦物摻合料用量（kg/m3）；
mg0——每立方米混凝土粗級配用量（kg/m3）； ms0——每立方米混凝土細級藥劑用量（kg/m3）； mw0——每立方米混凝土的耗水量（kg/m3）； βs——含砂率（%）； mcp——假定每立方米混凝土拌和物的質量（kg/m3）。
由式（1）和（2）可知，用質量法估算砂石料用量的關鍵是假定質量的取值。 當原料穩定，混凝土拌和物的表觀密度接近某一定值時，采用質量法估算簡單方便。 當混凝土原料中一種或幾種材料的密度發生變化時，如果仍采用固定值估算砂石料的用量，容易造成混凝土混合料表觀密度的估算值不準確與實測值不符，混凝土拌和物表現為“虧邊”或“凸邊”，可通過以下兩種情況來說明。
案例1，混凝土配合比中膠凝材料的總數相同，礦物摻合料的用量為某一定值。 取三個不同的假設質量值，利用公式（1）和（2）估計各組的混合。 砂石料用量配比，經試拌，結果見表1。
由表1可知，假設質量為/m3時，表觀密度實測值為/m3，且表觀密度實測值大于假設質量值水的密度是多少每立方米，混凝土拌合物表現為“赤字廣場”； 當假定質量為/m3時，表觀密度實測值為/m3，表觀密度實測值小于假定質量值，混凝土拌合物“鼓包”； 當假定質量為/m3時，表觀密度實測值等于假定質量，說明混凝土配合物的估算體積與實測值一致。 可以看出，當采用質量法估算配合比時，當假定的質量值較大時，混凝土配合比將“不足”； 當假定的質量值較小時，混凝土混合物將“膨脹”。
在第二種情況下，混凝土配合比中膠凝材料的總量相同，礦物摻合料以三種不同的用量使用，并假定混合物的質量為某一固定值。 采用式（1）和（2）估算砂石料摻量的配合比，經試配后，結果見表2。
從表2可以看出，隨著礦物摻合料用量的減少，更多的水泥被礦物摻合料替代。 摻合料中粉狀礦渣的密度為2.12g/cm3，灰粉的密度為2.82g/cm3，水泥的密度為3.04g/cm3。 可以看出，外加劑的密度遠大于水泥。 密度，導致每立方米混凝土拌和物的表觀密度較小，而礦物摻合料的用量越大，表觀密度越小。 文獻表明，采用假定質量法估算砂石料摻量時，估算的體積會小于1，礦物摻量越大，體積越大，即更重要的是“不足”。
2.2 容積法
估算公式：
式中：ρc——水泥密度（kg/m3）； ρf——礦物質人參的密度（kg/m3）； ρg——粗級配密度（kg/m3）； ρs——細級配密度（kg/m3）； /立方米); ρw——水的密度（kg/m3），宜為/m3； α——混凝土的含氣率，當不適用引氣劑時，α可取1。
由式（3）和（4）可以看出，與質量法相比，體積法的估算更為復雜，需要測量原材料的密度，技術要求相對較高. 而容量法可以根據材料密度的變化調整各材料的用量，使得到的混凝土拌和物體積的估算值與實測值一致，如表3所示。
采用容積法時水的密度是多少每立方米，混凝土配合比中膠凝材料的總數相同，礦物外加劑按三種不同的用量混合。 各組砂石料用量按式（3）、（4）估算。 試混后結果如表3所示。
從表3可以看出，隨著礦物摻合料的減少，更多的水泥被礦物摻合料替代。 由于相同質量的水泥體積大于礦物摻合料的體積，混凝土中膠凝材料的體積減少。由式（3）可知，混凝土拌合的組成
該材料各材料的體積之和等于1，當膠凝材料的體積變大時，砂石材料的體積變小，用量也變小，測得的值混凝土混合物的表觀密度也會變小。 配合比表觀密度的估算值按1m3混凝土的材料用量之和估算。 當材料劑量發生變化時，表觀密度的估計值也會發生變化。 將表3中的表觀密度估算值與實測值進行比較，可以看出，采用體積法估算時，表觀密度估算值更接近于實測值，結果可以與表3一致材料的改變。
從以上分析可以看出，兩種估算方法的區別在于質量法是根據經驗取一個固定值來假設質量，計算每立方米混凝土的用料量。 該技術沒有考慮材料密度變化對混凝土表觀密度的影響。 當材料密度發生變化時，混凝土的表觀密度不再接近經驗得出的假定質量，從而使估算結果與實際情況不符。 體積法表觀密度估算值是根據物料密度的變化估算各物料的用量，然后求和得到的。 當材料密度發生變化時，體積法可以調整各材料的用量，因此混凝土混合料體積的估算結果與實測結果是一致的。 可以看出，質量法的估計結果比較簡單，而體積法的估計結果比較準確。
3 結語
質量法是體積法的簡化。 當原材料比較穩定，變化不大時，估算就比較簡單方便。 但是，隨著越來越多的礦物摻合料和外加劑的加入，普通混凝土的材料成分發生了很大的變化，因此質量法對于目前配置的混凝土已不再具有普遍性。 體積法雖然操作技術要求較高，估算較為復雜，但估算結果較為準確。 事實上，在采用容積法時，原料的密度測量是重點，在密度測量或數值計算中需要注意一些問題，以保證估算結果的準確性。 例如，文獻中研究了為什么采用體積法估算混凝土配合比各級配的密度，并采用飽和表干狀態進行檢驗，以及如何劃分飽和表干狀態的漸變。