1．基本原则
1.1水工混凝土配合比设计，应满足设计与施工要求，确保混凝土工程质量且经济合理。
1.2进行混凝土配合比设计时，应收集相关工程设计资料，明确设计要求：1.混凝土强度等级及强度保证率。2.混凝土的抗渗、抗冻等级和其他性能指标。3.混凝土的工作性。4.骨料的最大粒径。
1.3进行混凝土配合比设计时，应收集有关原材料的资料，并按有关标准对水泥、掺合料、外加剂、砂石骨料、拌和水等性能进行检验，并符合标准要求。
2．混凝土配合比的计算
2.1计算配置强度：
fcu,0=fcu,k+tσ
式中： fcu,0——混凝土配制强度（MPa）；
fcu,k——混凝土设计龄期立方体抗压强度标准值（MPa）；
t——保证率系数，
σ——混凝土强度标准差（MPa）。
保证率和保证率系数的关系
| 保证率P(%) | 70.0 | 75.0 | 80.0 | 84.1 | 85.0 | 90.0 | 95.0 | 97.7 | 99.9 |
| 保证率系数t | 0.525 | 0.675 | 0.840 | 1.0 | 1.040 | 1.280 | 1.5 | 2.0 | 3.0 |
| 设计抗压强度（MPa） | ≤15 | 20～25 | 30～35 | 40～45 | 50 |
| 标准差σ | 3.5 | 4.0 | 4.5 | 5.0 | 5.5 |
根据混凝土配置强度计算水胶比：
W/(C+P)= A×fce / (fcu,0+ A×B×fce)
式中：A 、B——回归系数；A=0.46、B=0.07
fcu,0——混凝土配制强度(MPa)。
fce——水泥28天抗压强度实测值(MPa)。
根据《水工混凝土施工规范》DL/T5144-2001对最大水胶比的限值，选取3～5个水胶比。
水胶比最大允许值
| 部 位 | 严寒地区 | 寒冷地区 | 温和地区 |
| 上、下游水位以上（坝体外部） | 0.50 | 0.55 | 0.60 |
| 上、下游水位变化区（坝体外部） | 0.45 | 0.50 | 0.55 |
| 上、下游最低水位以下（坝体外部） | 0.50 | 0.55 | 0.60 |
| 基 础 | 0.50 | 0.55 | 0.60 |
| 内 部 | 0.60 | 0.65 | 0.65 |
| 受水流冲刷部位 | 0.45 | 0.50 | 0.50 |
| 注：在有环境水侵蚀情况下，水位变化区外部及水下混凝土最大允许水胶比(或水灰比)应减小0.05。 | |||
应根据骨料最大粒径、坍落度、外加剂、掺合料及适宜的砂率通过试验确定。当无试验资料时，其初选用水量可按下表选取。
常态（普通）混凝土初选用水量表 单位：kg/m3
混凝土
| 坍落度 | 卵石最大粒径 | 碎石最大粒径 | ||||||
| 20mm | 40mm | 80mm | 150mm | 20mm | 40mm | 80mm | 150mm | |
| 10～30mm | 160 | 140 | 120 | 105 | 175 | 155 | 135 | 120 |
| 30～50mm | 165 | 145 | 125 | 110 | 180 | 160 | 140 | 125 |
| 50～70mm | 170 | 150 | 130 | 115 | 185 | 165 | 145 | 130 |
| 70～90mm | 175 | 155 | 135 | 120 | 190 | 170 | 150 | 135 |
| 注1：本表适用于细度模数2.6～2.8的天然中砂。当使用细砂或粗砂时，用水量需增加或减少3～5 kg/m3； 注2：采用人工砂，用水量增加5～10 kg/m3； 注3：掺入火山灰质掺合料时，用水量需增加10～20 kg/m3；采用Ⅰ级粉煤灰时，用水量可减少5～10 kg/m3； 注4：采用外加剂时，用水量应根据外加剂的碱水率作适当调整，外加剂的减水率应通过试验确定。 注5：本表适用于骨料含水状态为饱和面干状态。 | ||||||||
最优砂率应根据骨料品种、品质、粒径、水胶比和砂的细度模数等通过试验选取。即在保证混凝土拌和物具有良好的粘聚性并达到要求的工作性时用水量最小的砂率。
2.5石子级配的选取
石子最佳级配（或组合比）应通过试验确定，一般以紧密堆积密度最大、用水量较小时的级配为宜。
2.6外加剂掺量
外加剂掺量按胶凝材料质量的百分比计，应通过试验确定，并符合国家和行业现行有关标准的规定。
2.7掺合料的掺量
掺合料的掺量按胶凝材料质量的百分比计，应通过试验确定，并符合国家和行业现行有关标准的规定。
2.8有抗冻要求的混凝土，应掺用引气剂，其掺量应根据混凝土的含气量要求通过试验确定。混凝土的含气量不宜超过7%。
2.9混凝土各组成材料的计算
混凝土的胶凝材料用量(mc＋mp)、水泥用量mc和掺合料用量mp按下式计算：
mc＋mp＝mw/[w/(C+P)]
mc＝(1-Pm) (mc＋mp)
mp＝Pm(mc＋mp)
每立方米混凝土中砂、石采用绝对体积法按下式计算
Vs,g=1-[mw/ρw+mc/ρc+mp/ρp+α]
ms= Vs,g Svρs
mg= Vs,g(1-Sv)ρg
式中：Vs,g —砂、石的绝对体积，m3
mw— 每立方米混凝土用水量，kg
mc— 每立方米混凝土水泥用量，kg
mp— 每立方米混凝土掺合料用量，kg
ms— 每立方米混凝土砂料用量，kg
mg— 每立方米混凝土石料用量，kg
Pm— 掺合料掺量
α— 混凝土含气量，%。
Sv— 体积砂率，%
ρw— 水的密度kg/m3
ρc— 水泥密度kg/m3
ρp— 掺合料密度kg/m3
ρs— 砂料饱和面干表观密度kg/m3
ρg— 石料饱和面干表观密度kg/m3。
列出混凝土个组成材料的计算用量和比例，各级石料用量按选定的级配比例计算。
3．混凝土配合比的试配、调整和确定
3.1混凝土配合比的试配
3.1.1按计算的配合比进行试拌，根据坍落度、含气量、泌水、离析等情况判断混凝土拌和物的工作性，对初步确定的用水量、砂率、外加剂掺量等进行适当调整。用选定的水胶比和用水量，变动4～5个砂率每次增减1%～2%进行试拌，坍落度最大时的砂率即为最优砂率。用最优砂率试拌，调整用水量至混凝土拌和物满足工作性要求。然后提出混凝土试验用配合比。
3.1.2混凝土强度试验至少采用3个不同水胶比的配合比，其中一个应为确定的配合比，其他配合比的用水量不变，水胶比依次增减，变化幅度为0.05，砂率可相应增减1%，当不同水胶比的混凝土拌和物坍落度与要求值的差超过允许偏差时，可通过增减用水量进行调整。
3.1.3根据试配的配合比成型抗压试件，标准养护至规定龄期进行抗压强度试验。根据试验得出的抗压强度与其对应的水胶比的关系，用作图法或计算法求出与混凝土配置强度（fcu,0）相对应的水胶比。
3.2混凝土配合比的调整
3.2.1按试配结果，计算混凝土各组成材料用量与比列
3.2.2按确定的材料用量计算每立方米混凝土拌和物的质量。
3.2.3按公式计算混凝土配合比校正系数：
δ=mc,t/mc,c
式中：δ—混凝土配合比校正系数；
mc,c—每立方米混凝土拌和物的质量计算值，kg；
mc,t—每立方米混凝土拌和物的质量实测值，kg；
3.2.4按校正系数δ对配合比中每项材料用量进行调整，即为调整的设计配合比。
3.3混凝土配合比的确定
3.3.1当混凝土有抗冻、抗渗和其他技术指标要求时，应用满足抗压强度要求的设计配合比，进行相关性能试验。如不满足要求，应对配合比进行适当调整，直到满足设计要求。
3.3.2在使用过程中遇到下列情况之一时，应调整或重新进行配合比设计：
1）对混凝土性能指标要求有变化时。
2）混凝土原材料品种、质量有变化时。
4．混凝土碱含量的计算方法
4.1.1中热水泥混凝土碱含量
混凝土中碱含量（kg/m3）=中热水泥碱含量（%）×水泥用量（kg/m3）+0.2×粉煤灰碱含量（%）×粉煤灰用量（kg/m3）+外加剂中碱含量（%）×外加剂用量（kg/m3）
4.1.2低热水泥混凝土碱含量
混凝土中碱含量（kg/m3）=低热水泥熟料中碱含量（%）×水泥熟料用量（kg/m3）+0.5×矿渣中碱含量（%）×矿渣用量（kg/m3）+0.2×粉煤灰碱含量（%）×粉煤灰用量（kg/m3）+外加剂中碱含量（%）×外加剂用量（kg/m3）。下载本文
