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水胶比公式还能用来确定现代混凝土的水胶比吗？ 本文发表于《商品混凝土》2013 年第3 期 很高兴应 《商品混凝土》杂志之邀在贵刊第三期“特别策划”栏目中谈谈混 凝土配合比设计中的“水灰比定则”问题，也就是混凝土的抗压强度与所用水灰 比之间的关系问题，即混凝土科研界和工程界普遍关心的水胶比公式问题。这个 问题一直困扰着混凝土工程界并为此争论不休，因为区别于传统混凝土材料组 成，现代混凝土组成材料中普遍使用化学外加剂尤其是高效减水剂或高性能减水 剂和矿物掺和料。为了弄清楚在混凝土拌和物中掺入减水剂以后水胶比公式是否 还可用来计算混凝土水胶比的问题，或者说现代混凝土配合比设计中是否还可以 采用保罗米（Bolomy）水灰比公式确定水灰比的问题，本文谈一谈我个人的观点， 供广大混凝土科研人员和工程技术人员参考。 一、水胶比与水灰比 水“胶”比与水“灰”比的一字之差，体现了在原材料组成方面现代混凝土 区别于传统混凝土的特点，现代混凝土的胶凝材料组成中既包括了硅酸盐水泥， 也包括了根据所要配制混凝土的性能合理选用的矿物掺和料，例如粉煤灰、磨细 矿渣粉或者粉煤灰和磨细矿渣粉等。在这种情况下，有一个非常重要的概念就必 须要高清楚了。 某技术人员做了一个试验，即在水胶比一定的前提下采用粉煤灰取代等量的 水泥并保持胶凝材料用量不变，观察混凝土7 天和28 天龄期抗压强度随粉煤灰 掺量增加的变化，其试验方案见下表。 某技术人员试验方案 胶凝材料用 P.I 水泥 粉煤灰 粉煤灰取代 试验编号 水胶比 -3 -3 -3 量/kg ·m /kg ·m /kg ·m 量/% 1 0.50 400 400 0 0 2 0.50 400 320 80 20 3 0.50 400 240 160 40 4 0.50 400 160 240 60 „ „ „ „ „ „ 这位技术人员发现，随着粉煤灰取代水泥量的增加，混凝土7 天和28 天的 抗压强度依次降低，粉煤灰掺量越大，混凝土抗压强度降得就越多。这样的试验 只进行到第4 组似乎完全没有必要再接着往下进行就可以得到上述结论了，所以 这就造成了目前混凝土工程界的“普遍共识”：只要掺了粉煤灰就降低混凝土的 强度，掺得越多，强度越低。因此在很多工程中特别是所谓的“重点工程”中， 包括工程建设方、设计方、监理方和施工方在内的参建各方均异口同声地“枪毙” 粉煤灰，转而采用“纯水泥”。限于篇幅的问题，这里暂且不去讨论到底要不要 掺粉煤灰以及掺多少的问题，我想讲的是出现这种认识上的偏差其原因究竟是什 么？ 众所周知，影响任何水泥基复合材料强度最主要的因素之一是水灰比，即混 凝土中用水量与水泥用量的比值。如果在混凝土中未掺入任何矿物掺和料，那么 水灰比和水胶比是一致的，假设都是 0.50 。为计算和说明上的方便，若以 50% 的矿物掺和料取代等量的水泥（这里假设是P.I 型水泥）而用水量及胶凝材料总 量不变，此时混凝土的水胶比看上去仍然是0.50 ，但影响混凝土强度最主要的因 素之一的水灰比却增大了1 倍，变成了1.00，事实上这是一个简单的数学问题， 即便如此，混凝土强度焉有不降之理。这个事实说明三个问题： 第一，混凝土中的水灰比和水胶比完全是两回事儿，掺矿物掺和料的混凝土 其水胶比在较小范围内变动均能造成其水灰比较大范围内的波动。再说得明白一 点儿，掺矿物掺和料的混凝土其强度对水胶比的变化比使用纯水泥的混凝土更敏 感，而且这种敏感性随着矿物掺和料掺量的增加而增大。