掺用矿物掺合料的混凝土配合比计算的问题

多年来，人们对掺用掺合料的混凝土配合比的计算，基本上从等水胶比法（简单的等量取代）发展到超量取代法。也有人参照纯水泥混凝土的水灰比，计入掺合料后，在减少水泥的同时按照原水灰比减少用水量，即等水灰比法。基本上没有人使用等浆体体积法。
.等水胶比法：
掺矿物掺合料后的水胶比与未掺矿物掺合料时的水胶比相同。因矿物掺合料的密度小，使浆体体积变大，即浆骨比增大。例如：假定普通水泥的密度为3.0g/cm3，粉煤灰的密度为2.2g/cm3。当粉煤灰取代30%的水泥时，浆体体积增大37L。水泥加水硬化后体积收缩是混凝土的特性，加入骨料后，由于骨料的温度变形系数比水泥浆体的温度变形系数小一半多，则对混凝土起稳定体积的作用。浆骨比越小，硬化混凝土的收缩越小；浆骨比增大势必对混凝土的体积稳定性产生影响。粉煤灰反应速率和反应率低，混凝土早期浆体水灰比增大。例如：假定有水灰比为0.57的混凝土，若用粉煤灰简单地取代30%的水泥，水胶比仍为0.57，忽略粉煤灰表面吸水则早期水灰比就会增大到0.81.混凝土的强度肯定会下降；为保持混凝土强度不变，将水胶比降至0.5，则早期的水胶比仍会有0.71.这样大的水灰比就会造成早期较大的孔隙率。早期孔隙率大是掺粉煤灰混凝土早期碳化加速、加深的主要原因。而且矿物掺合料的强度对水胶比更加敏感。国外的一些研究表明，以60%的体积取代水泥，水泥和粉煤灰对强度的贡献随水胶比的降低而增加，但粉煤灰的贡献增加的幅度随龄期的增加较显著。这表明粉煤灰作用比水泥作用对水胶比和龄期更敏感，粉煤灰掺量越大，越需要减小水胶比，因此等水胶比法掺用的粉煤灰是无效的。掺粉煤灰时不能采用不变的等水胶比，必须降低水胶比才能发挥粉煤灰的作用。
.超量取代法：
由于对矿物掺合料的不了解，混凝土的设计与工程质量管理人员限制矿物矿物掺合料的掺量，于是相关配合比的规范中提出粉煤灰的“超量取代法”。即在能被接受的掺量范围内取代水泥，多掺的一部分取代砂子。这只是一种计算而已，在数量上“代砂”实际上是因为细度量级的差别。在功能上粉煤灰并不是砂，也不可能取代