普通混凝土是以水泥、砂、石、水、外加剂、外加剂为基础，按一定比例掺合而成。 混凝土配合比的原则：它是以各种原料密实1m3混凝土拌合物的紧密堆积为基础的，即1m3混凝土的体积等于各原料绝对密实体积（不包括内部孔隙）之和每种原材料）。 根据建设部现行行业标准，混凝土配合比设计中粗细级配的估算方法有两种：一种是质量法，另一种是体积法。 质量法以1m3混凝土拌和物的质量为定值来估算粗、细级用量。 体积法假设1m3混凝土拌和物的体积等于混凝土中组成材料和空气的体积之和，以此来估算粗、细级配料的用量。 过去，混凝土的原材料是水、水泥、沙子和石头，成分比较简单。 原料的表观密度变化不大，配制的混凝土的表观密度变化不大。 因此，为简化试拌，假设配比为0.5左右的水灰混凝土表观密度为/m3，试拌后实测差异不大。
随着建筑业的快速发展，混凝土中不仅需要加入水、水泥、砂、石等材料，还需要加入矿物外加剂和各种物理外加剂。 当矿物掺合料加入混凝土中时，其表观密度可能会发生变化。 仅凭经验估计砂石料量时，不可能把握某一固定假定质量值的准确性。 根据许多水泥混凝土配合比设计实践，笔者认为，采用体积法时，混凝土配合比体积的估算值可以与实测值一致，而采用质量法时，混凝土配合比要么是“赤字”或“膨胀”。 （当混凝土拌合物表观密度实测值大于假定质量时，表现为体积“亏”；当混凝土拌合物表观密度实测值小于假定质量时，表示为“膨胀方块”体积）。 采用质量法进行现场混凝土施工或成本控制时，容易出现两种情况：①计算的混凝土用量远远超过现场混凝土的实际用量，造成材料的浪费； ②计算混凝土用量远大于现场混凝土用量，实际用量会影响施工的连续性。 本文以C40水泥混凝土的配合比设计为研究对象，对质量法和体积法的估算结果进行分析。
1 次测试
1.1 设计依据
具体如下： ①设计硬度等级：C40； ②设计挠度：140mm~180mm； ③按《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2011）执行。
1.2 原材料
具体如下： ①水泥：P.O42.5，湖南岳阳海螺水泥，密度3.04g/cm3； ②黄砂：中砂，苏州中青实业有限公司，表观密度2.620g/cm3，粒径模数2.68； ③碎石：(5-25)mm连续骨料，杭州新开元砂石有限公司生产，表观密度2.636g/cm3； ④ 细渣：F级二类，北京高韶实业有限公司，密度2.12 g/cm3； ⑤矿渣粉：S95，北京宝田新型建材有限公司，密度2.82g/cm3； ⑥减水剂：TMS-YJ-3，四川西卡米斯建材有限公司，减水率：26%； ⑦水：饮用水。
2 结果与讨论
2.1 质量法
估算公式：
mf0+mc0+mg0+ms0+mw0=mcp(1)
βs=ms0/(mg0+ms0)×100%(2)
式中：mf0——每立方米混凝土的矿物掺合料用量（kg/m3）；
mg0——每立方米混凝土粗级配用量（kg/m3）； ms0——每立方米混凝土细级药剂用量（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质量（kg/m3）。
由式（1）和（2）可知，用质量法估算砂石料用量的关键是假定质量的取值。 当原料稳定，混凝土拌和物的表观密度接近某一定值时，采用质量法估算简单方便。 当混凝土原料中一种或几种材料的密度发生变化时，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观密度的估算值不准确与实测值不符，混凝土拌和物表现为“亏边”或“凸边”，可通过以下两种情况来说明。
案例1，混凝土配合比中胶凝材料的总数相同，矿物掺合料的用量为某一定值。 取三个不同的假设质量值，利用公式（1）和（2）估计各组的混合。 砂石料用量配比，经试拌，结果见表1。
由表1可知，假设质量为/m3时，表观密度实测值为/m3，且表观密度实测值大于假设质量值水的密度是多少每立方米，混凝土拌合物表现为“赤字广场”； 当假定质量为/m3时，表观密度实测值为/m3，表观密度实测值小于假定质量值，混凝土拌合物“鼓包”； 当假定质量为/m3时，表观密度实测值等于假定质量，说明混凝土配合物的估算体积与实测值一致。 可以看出，当采用质量法估算配合比时，当假定的质量值较大时，混凝土配合比将“不足”； 当假定的质量值较小时，混凝土混合物将“膨胀”。
在第二种情况下，混凝土配合比中胶凝材料的总量相同，矿物掺合料以三种不同的用量使用，并假定混合物的质量为某一固定值。 采用式（1）和（2）估算砂石料掺量的配合比，经试配后，结果见表2。
从表2可以看出，随着矿物掺合料用量的减少，更多的水泥被矿物掺合料替代。 掺合料中粉状矿渣的密度为2.12g/cm3，灰粉的密度为2.82g/cm3，水泥的密度为3.04g/cm3。 可以看出，外加剂的密度远大于水泥。 密度，导致每立方米混凝土拌和物的表观密度较小，而矿物掺合料的用量越大，表观密度越小。 文献表明，采用假定质量法估算砂石料掺量时，估算的体积会小于1，矿物掺量越大，体积越大，即更重要的是“不足”。
2.2 容积法
估算公式：
式中：ρc——水泥密度（kg/m3）； ρf——矿物质人参的密度（kg/m3）； ρg——粗级配密度（kg/m3）； ρs——细级配密度（kg/m3）； /立方米); ρw——水的密度（kg/m3），宜为/m3； α——混凝土的含气率，当不适用引气剂时，α可取1。
由式（3）和（4）可以看出，与质量法相比，体积法的估算更为复杂，需要测量原材料的密度，技术要求相对较高. 而容量法可以根据材料密度的变化调整各材料的用量，使得到的混凝土拌和物体积的估算值与实测值一致，如表3所示。
采用容积法时水的密度是多少每立方米，混凝土配合比中胶凝材料的总数相同，矿物外加剂按三种不同的用量混合。 各组砂石料用量按式（3）、（4）估算。 试混后结果如表3所示。
从表3可以看出，随着矿物掺合料的减少，更多的水泥被矿物掺合料替代。 由于相同质量的水泥体积大于矿物掺合料的体积，混凝土中胶凝材料的体积减少。由式（3）可知，混凝土拌合的组成
该材料各材料的体积之和等于1，当胶凝材料的体积变大时，砂石材料的体积变小，用量也变小，测得的值混凝土混合物的表观密度也会变小。 配合比表观密度的估算值按1m3混凝土的材料用量之和估算。 当材料剂量发生变化时，表观密度的估计值也会发生变化。 将表3中的表观密度估算值与实测值进行比较，可以看出，采用体积法估算时，表观密度估算值更接近于实测值，结果可以与表3一致材料的改变。
从以上分析可以看出，两种估算方法的区别在于质量法是根据经验取一个固定值来假设质量，计算每立方米混凝土的用料量。 该技术没有考虑材料密度变化对混凝土表观密度的影响。 当材料密度发生变化时，混凝土的表观密度不再接近经验得出的假定质量，从而使估算结果与实际情况不符。 体积法表观密度估算值是根据物料密度的变化估算各物料的用量，然后求和得到的。 当材料密度发生变化时，体积法可以调整各材料的用量，因此混凝土混合料体积的估算结果与实测结果是一致的。 可以看出，质量法的估计结果比较简单，而体积法的估计结果比较准确。
3 结语
质量法是体积法的简化。 当原材料比较稳定，变化不大时，估算就比较简单方便。 但是，随着越来越多的矿物掺合料和外加剂的加入，普通混凝土的材料成分发生了很大的变化，因此质量法对于目前配置的混凝土已不再具有普遍性。 体积法虽然操作技术要求较高，估算较为复杂，但估算结果较为准确。 事实上，在采用容积法时，原料的密度测量是重点，在密度测量或数值计算中需要注意一些问题，以保证估算结果的准确性。 例如，文献中研究了为什么采用体积法估算混凝土配合比各级配的密度，并采用饱和表干状态进行检验，以及如何划分饱和表干状态的渐变。