關(guān)于“水灰比”或“水膠比”中“水”定義的探討

謝欣欣，陳志飛

（南通建筑工程總承包有限公司，南通 226018）

在混凝土配合比設(shè)計(jì)的過程中，“水灰比”或“水膠比”指標(biāo)不僅是決定混凝土強(qiáng)度的最主要因素，同時(shí)也是影響混凝土耐久性的重要指標(biāo)。但是對(duì)于“水灰比”或“水膠比”中的“水”的定義，不同的規(guī)范定義卻不一樣。第一種定義是指混凝土中的總用水量，第二種定義是指總用水量扣除骨料吸收的水（吸水至飽和面干）之后的用水量。兩種不同的定義計(jì)算得出不同的“水灰比”或“水膠比”值，而許多規(guī)范又對(duì)混凝土的最大水灰比有明確要求，這樣有時(shí)就會(huì)出現(xiàn)得出的兩個(gè)水灰比值，一個(gè)滿足要求而另一個(gè)不滿足要求的情況，因此準(zhǔn)確定義“水灰比”或“水膠比”就顯得尤為重要。

1 “水灰比”或“水膠比”的定義

1.1 第一種定義

舊《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》 （JGJ55-2000 J64-2000）5.06 條，水灰比的計(jì)算公式：

式中 mc0——基準(zhǔn)配合比混凝土每立方的水泥用量；

mw0——基準(zhǔn)配合比混凝土每立方的用水量。

由上述公式可知，水灰比是指混凝土中水與水泥的質(zhì)量比。而5.01 條“進(jìn)行混凝土配合比計(jì)算時(shí)，其計(jì)算公式和有關(guān)參數(shù)表格中的數(shù)值均以干燥狀態(tài)骨料為基準(zhǔn)”，根據(jù)以上條款，可以知道此處“水灰比”中的“水”沒有扣除骨料吸收的水，是指混凝土的總用水量。

新《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》（JGJ55-2011 J64-2011）2.1.13 條，水膠比是指混凝土中用水量與膠凝材料用量的質(zhì)量比；3.0.2 條規(guī)定“配合比設(shè)計(jì)應(yīng)以干燥狀態(tài)骨料為基準(zhǔn)，細(xì)骨料含水率應(yīng)小于0.5%，粗骨料含水率應(yīng)小于0.2%”。根據(jù)以上條款可知，新規(guī)范中“水灰比”中的“水”還是指混凝土的總用水量。

1.2 第二種定義

《水工混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》（DLT5330-2005）3.1.16、3.1.17 規(guī)定：用水量是指每立方混凝土中的拌合用水（不包括骨料吸收的水），水膠比是指水泥混凝土或砂漿中拌合水（不包括骨料吸收的水）與膠凝材料的質(zhì)量比。由以上條款可知，此處“水灰比”中的“水”是指扣除骨料吸收的水后的凈用水量。

查閱了相關(guān)的國外規(guī)范，英國規(guī)范《Concrete—part1：Specification，performance，production and conformity》（BS EN 206-1:2000）3.1.30、3.1.31：有效用水量是新拌混凝土中總水量扣除骨料吸收的水之后的量。水灰比是指新拌混凝土中有效用水量與水泥的質(zhì)量比。此處明確提出了 “有效用水量”的概念，“水灰比”中的“水”是指扣除骨料吸收的水后的凈用水量。

1.3 兩種定義的差別

兩種定義的差別在于用水量是否扣除骨料吸收的那部分水，當(dāng)骨料吸水率較小時(shí)，以上兩種定義而計(jì)算出的水灰比會(huì)比較接近；但是當(dāng)骨料的吸水率較大時(shí)，根據(jù)以上兩種定義而計(jì)算出的水灰比會(huì)相差很大。

2 規(guī)范中關(guān)于最大水灰比的限制

在一些規(guī)范中，對(duì)水灰比的最大值做了明確的規(guī)定。

《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T50476-2008）表4.3.1就對(duì)不同設(shè)計(jì)年限的建筑物在不同外界環(huán)境下的混凝土的最大水灰比有限制。如設(shè)計(jì)使用年限100 年梁、柱等條形構(gòu)件在I-C 等級(jí)環(huán)境下，C45 混凝土的水灰比不能大于0.4，C50 及以上等級(jí)的混凝土的水灰比不能大于0.36。

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2002）表3.4.2 規(guī)定，一類、二a 類、二b 類和三類環(huán)境中，設(shè)計(jì)使用年限為50 年的結(jié)構(gòu)混凝土最大水灰比為0.65、0.60、0.55、0.50。

3 水灰比定義的影響

根據(jù)以上兩種不同的“水灰比”或“水膠比”定義，計(jì)算出的“水灰比”或“水膠比”值，有時(shí)可能出現(xiàn)與規(guī)范或工程合同技術(shù)條款沖突的情況。

以某項(xiàng)目使用的C45 混凝土配合比（見表1）為例說明。

表1 某項(xiàng)目C45 混凝土配合比 kg/m3

配制出的混凝土坍落度150mm，和易性良好，試配7 天強(qiáng)度45.7MPa，28 天強(qiáng)度55.1MPa。和易性和強(qiáng)度完全符合規(guī)范要求。但是根據(jù)本工程的技術(shù)條款要求，C45 混凝土的水灰比必須小于0.45。

按照第一種定義計(jì)算水灰比

這樣水灰比大于技術(shù)條款要求。

因?yàn)楸竟こ淌褂玫墓橇蠟槠扑槭規(guī)r骨料，吸水率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一般的天然卵石骨料。骨料的吸水率和含水率見表2。

表2 骨料吸水率和含水率

按照第二種定義計(jì)算水灰比

這樣計(jì)算出的水灰比能滿足技術(shù)條款要求。

4 結(jié)論

對(duì)于吸水率小的天然卵石骨料、花崗巖骨料，兩種定義計(jì)算的水灰比計(jì)算差別不大，但是對(duì)于吸水率大的石灰?guī)r骨料、砂巖骨料，兩種定義計(jì)算出的水灰比有很大的差距。《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》（JGJ55-2011 J64-2011）在定義水灰比時(shí)，未考慮到骨料吸水率的影響，建議考慮不同骨料吸水率懸殊的影響，完善水灰比的定義。