混凝土過去配合比所依據的理論基礎

從世界上第一次發現天然水泥以來，1824年，英國利茲的一個施工人員約瑟夫 · 阿斯普丁提出“波特蘭”水泥的一個專利，大家認為這是混凝土技術的開始。有了水泥，還要將粗、細骨料和水與其混合在一起才能形成混凝土，才能進行工作。這四個部分如何搭配，它們各自的比例是多少？這就是混凝土配合比問題的首要理論實質。

近200年來，關于如何進行顆粒的合理搭配，配合比在理論上有三種方法，分述如下。

1、比表面積法

此法是最早、也是使用時間最長的一種方法，這種方法的實質是，粗細骨料，都是一種零散體，只有用水泥和水，如同粘接劑一樣把它們粘接起來，才能形成人造石頭——混凝土。那么粘接劑（水泥）的需求量，就與粗細骨料提供的表面積總量有關。粗細骨料提供的總的表面積越多，在達到一定的程度要求的前提下，水泥的需求量就越大；相反，就會越少。在這種思路指導下，粗骨料相對細骨料，在同等體積下，粗骨料提供的比表面積比細骨料要小得多，所以，在做一個具體的配合比時，在滿足施工要求的前提下，盡可能的提高粗骨料用量，降低砂率，是比表面積法最重要的原則。

2、最大密度法

此法的核心是，組成混凝土的粗、細骨料以及水泥首先應有合理的級配，以求得混凝土有最大的密度和最低的空隙率。如果組成粗細骨料和水泥顆粒的級配不合理，就會在混凝土內部造成很多空隙，這時候套用比表面積理論必然誤差很大，所以，組成混凝土的各種顆粒，必須求得最佳級配和最大密度，才能保證混凝土內部有最小的空隙率。

3、魏矛斯斷檔級配法

魏矛斯認為，在連續級配中，直徑相鄰的小顆粒會對大顆粒形成的骨架帶來不利影響。同樣，我國清華大學廉慧珍教授等人的研究也認為；只有當小顆粒的直徑約為大顆粒的六分之一時，小顆粒才能完全只起到填充大顆粒骨架形成的孔隙的作用，而不會對骨料的空隙率起到負面的增加作用。為了不給空隙率和混凝土的強度帶來不利影響，所以必須人為地對混凝土中的大小顆粒進行斷檔級配。

在這個思路的支配下，混凝土中的粗骨料一般都是單級配而不是二級配。也就是說，粗骨料只用2-4cm的石子，人為去掉0.5-2cm的小石子，提高砂率，在不增加水泥用量的前提下，也能達到理想的空隙率最低而強度最較高的效果。

以上三種有關配合比的理論是到目前為止我們做任何配合比的依據。