试设计某跨度6(m)预应力(T)梁用水泥混凝土的配合组成。[设计资料]水泥混凝土设计强度等级C40，工程要求的强度保证率为95%，水泥混凝土施工强度标准差6.0(MPa)；要求混凝土拌和物的坍落度为30sim50(mm)。组成材料及性质：(P)cdot(I).水泥52.5级，实测抗压强度58.5(MPa)，密度rho_({c)}=3100(kg/m)^3；碎石用一级石灰岩轧制，最大粒径为20(mm)，表观密度rho_({s)}'=2780(kg/m)^3，现场含水率omega_({s)}=1.0%；砂为清洁河砂，细度模数为2.4，表观密度rho_({s)}'=2680(kg/m)^3，现场含水率omega_({s)}=5.0%；水符合混凝土拌和用水要求；减水剂用量0.8%，减水率beta_({ad)}=12%；粉煤灰符合I级灰标准，表观密度rho_({f)}'=2120(kg/m)^3。[设计要求](1)计算混凝土初步配合比(不掺减水剂和粉煤灰)，并按现场含水率折算为工地配合比。(2)计算掺加0.8%减水剂后，混凝土的初步配合比。

本题主要考查预应力T梁用水泥混凝土配合比的设计，包括初步配合比（不掺减水剂和粉煤灰）、工地配合比以及掺加减水剂后的初步配合比的计算。解题思路如下：

1. 计算混凝土配制强度：根据设计强度等级和强度保证率，利用公式计算出混凝土的配制强度。
2. 确定水灰比：根据水泥的实测抗压强度和混凝土配制强度，结合经验公式计算水灰比。
3. 确定用水量：根据混凝土的坍落度要求，参考相关经验数据确定用水量。
4. 计算水泥用量：由水灰比和用水量计算出水泥用量。
5. 确定砂率：根据石子的最大粒径和混凝土的工作性要求，选取合适的砂率。
6. 计算砂和石子的用量：采用体积法，根据混凝土的假定容重、各组成材料的表观密度以及砂率，列出方程组求解砂和石子的用量。
7. 计算工地配合比：考虑砂和石子的现场含水率，对初步配合比进行调整，得到工地配合比。
8. 计算掺减水剂后的配合比：根据减水剂的减水率，调整用水量，再重新计算其他材料的用量。

（1）计算混凝土初步配合比（不掺减水剂和粉煤灰），并按现场含水率折算为工地配合比

1. 计算混凝土配制强度
   已知混凝土设计强度等级为C40，即$f_{cu,k}=40\text{MPa}$，强度保证率为$95\%$，对应的保证率系数$\delta = 1.645$，施工强度标准差$\sigma = 6.0\text{MPa}$。
   根据公式$f_{cu,0}=f_{cu,k}+\delta\sigma$，可得：
   $f_{cu,0}=40 + 1.645\times6.0 = 49.87\approx50\text{MPa}$
2. 确定水灰比
   已知水泥实测抗压强度$f_{ce}=58.5\text{MPa}$，回归系数$\alpha_a = 0.53$，$\alpha_b = 0.20$。
   根据公式$f_{cu,0}=\alpha_a f_{ce}(\frac{C}{W}-\alpha_b)$，可得：
   $\frac{C}{W}=\frac{f_{cu,0}}{\alpha_a f_{ce}}+\alpha_b=\frac{50}{0.53\times58.5}+0.20\approx1.67$
   则水灰比$W/C = \frac{1}{1.67}\approx0.60$
3. 确定用水量
   根据混凝土坍落度为$30\sim50\text{mm}$，石子最大粒径为$20\text{mm}$，查相关经验数据，取用水量$m_w = 195\text{kg/m}^3$。
4. 计算水泥用量
   由水灰比$W/C = 0.60$和用水量$m_w = 195\text{kg/m}^3$，可得水泥用量：
   $m_c=\frac{m_w}{W/C}=\frac{195}{0.60}=325\text{kg/m}^3$
   考虑到工程实际情况，适当增加水泥用量，取$m_c = 375\text{kg/m}^3$。
5. 确定砂率
   根据石子最大粒径为$20\text{mm}$，选取砂率$\beta_s = 35\%$。
6. 计算砂和石子的用量
   假定混凝土的假定容重$\rho_{h}=2450\text{kg/m}^3$，根据体积法列出方程组：
   $\begin{cases}m_c + m_w + m_s + m_g = \rho_{h}\\m_c\frac{1}{\rho_c}+m_w\frac{1}{\rho_w}+m_s\frac{1}{\rho_s'}+m_g\frac{1}{\rho_g'}=1\\\frac{m_s}{m_s + m_g}=\beta_s\end{cases}$
   其中，$\rho_c = 3100\text{kg/m}^3$，$\rho_w = 1000\text{kg/m}^3$，$\rho_s' = 2680\text{kg/m}^3$，$\rho_g' = 2780\text{kg/m}^3$。
   将已知数据代入方程组，解得：
   $m_s = 640.5\text{kg/m}^3$，$m_g = 1189.5\text{kg/m}^3$
   所以，初步配合比为$m_c = 375\text{kg/m}^3$，$m_w = 195\text{kg/m}^3$，$m_s = 640.5\text{kg/m}^3$，$m_g = 1189.5\text{kg/m}^3$。
7. 计算工地配合比
   已知砂的现场含水率$\omega_s = 5.0\%$，石子的现场含水率$\omega_g = 1.0\%$。
   则工地配合比中各材料的用量为：
   $m_c = 375\text{kg/m}^3$
   $m_{w,工地}=m_w - m_s\omega_s - m_g\omega_g = 195 - 640.5\times5.0\% - 1189.5\times1.0\% = 149.3\text{kg/m}^3$
   $m_{s,工地}=m_s(1 + \omega_s)=640.5\times(1 + 5.0\%) = 674.2\text{kg/m}^3$
   $m_{g,工地}=m_g(1 + \omega_g)=1189.5\times(1 + 1.0\%) = 1201.5\text{kg/m}^3$

（2）计算掺加$0.8\%$减水剂后，混凝土的初步配合比

1. 计算减水剂的用量
   减水剂用量$m_{ad}=m_c\times0.8\% = 375\times0.8\% = 3\text{kg/m}^3$
2. 计算减水后的用水量
   减水率$\beta_{ad}=12\%$，则减水后的用水量为：
   $m_w'=m_w(1 - \beta_{ad}) = 195\times(1 - 12\%) = 171.6\text{kg/m}^3$
3. 计算水泥用量
   由于减水剂的使用，水泥用量可适当减少，取$m_c' = 373\text{kg/m}^3$。
4. 计算水灰比
   $W/C'=\frac{m_w'}{m_c'}=\frac{171.6}{373}\approx0.46$
5. 确定砂率
   砂率不变，仍取$\beta_s = 35\%$。
6. 计算砂和石子的用量
   假定混凝土的假定容重$\rho_{h}=2450\text{kg/m}^3$，根据体积法列出方程组：
   $\begin{cases}m_c' + m_w' + m_s' + m_g' = \rho_{h}\\m_c'\frac{1}{\rho_c}+m_w'\frac{1}{\rho_w}+m_s'\frac{1}{\rho_s'}+m_g'\frac{1}{\rho_g'}=1\\\frac{m_s'}{m_s' + m_g'}=\beta_s\end{cases}$
   将已知数据代入方程组，解得：
   $m_s' = 629.8\text{kg/m}^3$，$m_g' = 1222.6\text{kg/m}^3$
   所以，掺入$0.8\%$减水剂后的配合比为$m_c = 373\text{kg/m}^3$，$m_w = 171.6\text{kg/m}^3$，$m_s = 629.8\text{kg/m}^3$，$m_g = 1222.6\text{kg/m}^3$，$m_{ad} = 3\text{kg/m}^3$。