水灰比和水胶比.docVIP

水灰比与水胶比 [摘要] 　本文对商品混凝土发展中的水灰比与水胶比,裂缝与补偿收缩,结构实体检验等几个焦点问题进行理论及实践的探讨,希能引起各方人士的关注,达到促进其发展之目的。 [关键词] 　商品混凝土　水灰比与水胶比　裂缝　补偿收缩　结构实体 2 　商品混凝土中的焦点问题 2．1 　水灰比与水胶比 　　在混凝土配合比设计中,水灰比是主要设计参数之一,水灰比与配制强度的关系是配合比设计中首先要确立的基本关系。早在1918 年,美国波特兰水泥协会的D ·A 阿伯拉姆斯以“混凝土混合物的设计”为题,发表了著名的水灰比定律:“在一定的工作条件下,集料的品质和配合比不变时,可塑性混凝土的强度与其它性质都是由水灰比所决定”。19 世纪20 年代以后,瑞士混凝土专家保罗米根据法国菲莱公式,把28 天混凝土抗压强度的曲线公式改为近似直线的公式([2 ] ) ,即我国至今仍然沿用的保罗米公式。 　　按照《普通混凝土配合比设计规程》J GJ 55 -2000 ,该公式为: 　　式中αa 、αb ———回归系数 　　　　fcu ·o ———配制强度(MPa) 　　　　fce ———水泥28d 抗压强度实测值(MPa) 　　由于材料科学的进步及我国商品混凝土的发展,普通混凝土的组成材料已经由四组份发展到六组份,而胶凝材料也不仅仅是水泥一个品种,已经发展到粉煤灰、矿粉等多个品种。因此,在六组份配合比设计中,需要考虑如下几点: 　　(1) 依据水泥熟料矿物具有胶凝能力的本质与条件,粉煤灰、矿粉等矿物掺合料,同样具备结构的不稳定性,同样具有活性效应。其中粉煤灰的活性决定于活性Al2O3 及SiO2 的含量。而矿粉的活性不仅与化学成分有关,而且在很大程度上决定于成粒条件、结构等多种因素。 　　粉煤灰的矿相组成主要是铝硅玻璃体,玻璃体含量越多,活性越高。而矿粉的活性是潜在的,这种潜在活性的发挥,则以石灰等物料的存在为必要条件。即在Ca (OH) 2 的溶液中,会发生显著的水化作用,而且在饱和的Ca (OH) 2 溶液中反应更快。[3 ] 　　(2) 由于粉煤灰、矿粉在组成成份和形成过程与水泥存在一些差异,其活性低于水泥熟料矿物。因此,有学者提出粉煤灰混凝土强度的改进公式[4 ] 　　式中φ———根据水泥品种、粉煤灰掺量所确定的折减系数 　　　　B ———常数 　　从上式可知,保罗米公式仍然可以应用,但应根据粉煤灰、矿粉等胶凝材料的活性对现行配合比设计中的公式予以修正。对于高强混凝土配合比设计,保罗米公式是否适用,尚需进一步探讨。 　　(3) 在掺有粉煤灰、矿粉等矿物掺合料的混凝土中,由于其活性成分所产生的化学效应低于水泥,因此,如需取得相等的混凝土强度,矿物掺合料不能等量取代水泥,其水胶比不等于水灰比,且水胶比小于水灰比。其表达式为: 　　式中mc ———每立方米掺矿物掺合料混凝土中的水泥用量kg/ m3 。 　　　　mf ———每立方米混凝土中的矿物掺合料用量kg/ m3 。 　　　　C ———未掺矿物掺合料混凝土中的水泥用量kg/ m3 。 　　在用水量W 不变的条件下,mc + mf C。 　　(4) 在工程实践中,水胶比的大小,不应受设计强度左右。在确保设计强度的前提下,应根据工程结构对象、耐久性要求,结合环境条件及原材料特性,有针对性地调整用水量及矿物掺合料用量,并积极降低水泥用量。 　　(5) 建议修改现行《普通混凝土配合比设计规程》(J GJ 55 - 2000) 中的W/ C 公式,其中水灰比应改为水胶比,而公式中的fce 可根据矿物掺合料的活性引入一个折减系数,至于矿物掺合料的需水性可用减水剂的减水率给予调整。