關于“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）

在混凝土配合比設計的過程中，“水灰比”或“水膠比”指標不僅是決定混凝土強度的最主要因素，同時也是影響混凝土耐久性的重要指標。但是對于“水灰比”或“水膠比”中的“水”的定義，不同的規范定義卻不一樣。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。兩種不同的定義計算得出不同的“水灰比”或“水膠比”值，而許多規范又對混凝土的最大水灰比有明確要求，這樣有時就會出現得出的兩個水灰比值，一個滿足要求而另一個不滿足要求的情況，因此準確定義“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計規程》 （JGJ55-2000 J64-2000）5.06 條，水灰比的計算公式：

式中 mc0——基準配合比混凝土每立方的水泥用量；

mw0——基準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量比。而5.01 條“進行混凝土配合比計算時，其計算公式和有關參數表格中的數值均以干燥狀態骨料為基準”，根據以上條款，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計規程》（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量比；3.0.2 條規定“配合比設計應以干燥狀態骨料為基準，細骨料含水率應小于0.5%，粗骨料含水率應小于0.2%”。根據以上條款可知，新規范中“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計規程》（DLT5330-2005）3.1.16、3.1.17 規定：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。

查閱了相關的國外規范，英國規范《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，當骨料吸水率較小時，以上兩種定義而計算出的水灰比會比較接近；但是當骨料的吸水率較大時，根據以上兩種定義而計算出的水灰比會相差很大。

2 規范中關于最大水灰比的限制

在一些規范中，對水灰比的最大值做了明確的規定。

《混凝土結構耐久性設計規范》（GB/T50476-2008）表4.3.1就對不同設計年限的建筑物在不同外界環境下的混凝土的最大水灰比有限制。如設計使用年限100 年梁、柱等條形構件在I-C 等級環境下，C45 混凝土的水灰比不能大于0.4，C50 及以上等級的混凝土的水灰比不能大于0.36。

《混凝土結構設計規范》（GB50010-2002）表3.4.2 規定，一類、二a 類、二b 類和三類環境中，設計使用年限為50 年的結構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

根據以上兩種不同的“水灰比”或“水膠比”定義，計算出的“水灰比”或“水膠比”值，有時可能出現與規范或工程合同技術條款沖突的情況。

以某項目使用的C45 混凝土配合比（見表1）為例說明。

表1 某項目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 天強度45.7MPa，28 天強度55.1MPa。和易性和強度完全符合規范要求。但是根據本工程的技術條款要求，C45 混凝土的水灰比必須小于0.45。

按照第一種定義計算水灰比

這樣水灰比大于技術條款要求。

因為本工程使用的骨料為破碎石灰巖骨料，吸水率遠遠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

按照第二種定義計算水灰比

這樣計算出的水灰比能滿足技術條款要求。

4 結論

對于吸水率小的天然卵石骨料、花崗巖骨料，兩種定義計算的水灰比計算差別不大，但是對于吸水率大的石灰巖骨料、砂巖骨料，兩種定義計算出的水灰比有很大的差距。《普通混凝土配合比設計規程》（JGJ55-2011 J64-2011）在定義水灰比時，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。