談雷茨公式在混凝土質量管理工作中的應用

（南通宇部混凝土有限公司，江蘇 南通 226010）

0 引言

對于混凝土配合比設計中對于強度與水膠比關系，目前我國大部分地區在自 1950 年代起一直應用的是保羅米（Bolomy）經大量實驗統計得出的公式：

此公式在我國標準規范 JGJ 55《普通混凝土配合比設計規程》調整為：

式中：W/B——混凝土水膠比；

αa、αb——回歸系數；

fb——膠凝材料 28 天強度，MPa；

fcu,0——混凝土配制強度，MPa。

此公式是經采用常規的硅酸鹽水泥、良好的骨料（江砂、湖砂或河砂）、摻和料試驗的大量實驗數據經回歸擬合得出的，雖然近年來 JGJ 55 版本不斷修正，保羅米公式的參數選取在有一定的改進，但因近年來水泥的細度、顆粒級配、摻合料的變化，以及砂、石性能的不斷變化，其準確程度與實際試驗和生產得出的結果仍存在較大差異，而且實際運用起來也有諸多不便。

1932 年，挪威的 I.Lyse（雷茨）提出灰水比定則，明確了水灰比的倒數灰水比 C/W 與混凝土 28 天抗壓強度成正比，兩者的關系用式：

公式中的 a、b 參數需要具體根據原材料的質量及性能要求經試驗確定。

采用這個公式在線性圖表上表示出來比較方便，混凝土配合比設計以及混凝土強度分析管理用此式計算也非常直觀。經過混凝土技術的快速發展以及多年實踐，現在水膠比代替了水灰比，灰水比也就成了膠水比。雷茨公式由于其合理性以及便捷性，在日本及其它一些國家混凝土質量管理工作中得以廣泛應用。雷茨公式具體體現的關系圖如圖 1。

圖1 水膠比與混凝土抗壓強度之間的關系

1 I.Lyse（雷茨）公式在混凝土配合比設計的應用方法及示例

目前按 JGJ 55《普通混凝土配合比設計規程》進行混凝土設計時，配制不同強度等級的混凝土時要按保羅米公式計算出水膠比，計算過程相當繁瑣，計算的水膠比受到石子回歸系數以及膠凝材料 28 天膠砂抗壓強度等參數的影響比較大，有時偏差較大；設計后需要對應地做配合比試拌試驗，在試拌基準配合比的基礎上還需進行上下浮動水膠比，共需三個配合比的強度試驗，如要設計從 C15 至 C50 共 8 個等級的配合比，除去原材料等其它因素，至少做 8×3=24 盤次的攪拌試驗，工作量很大，而且得到的結果是建立在一部分經驗數據的基礎上的，與生產實際有一定的差異。

采用雷茨公式時，可以在混凝土配合比設計初期，根據施工要求的混凝土性能，結合混凝土試拌，采用滿足國家規范并且滿足施工條件的材料進行三個以上的預設水膠比在同等條件下的試配，得出混凝土抗壓強度，然后根據雷茨公式，利用數據統計回歸計算出強度和膠水比的線性關系從而求得所需強度對應的水膠比。這三個以上的預想水膠比試配必須要在同等條件下進行，包括原材料的來源和性能均要相同，配合比的技術參數如砂率摻合料摻量比例等均要一致，材料不同或其他技術參數有區別就要單獨列出，重新進行回歸分析。考慮到不同等級混凝土使用部位的差異、摻合料比例和減水劑的使用差異以及普通混凝土高性能化的要求，C15～C30 使用相同配合比條件，C35 及以上使用相同配合比條件，這樣可以分段求得關系式并得以實際應用。同樣設計以上所說的 8 個等級配合比，采用雷茨公式方法從理論上只需要做大于 3 個預設水膠比的攪拌試驗，當然預設水膠比越多，得到的結果越精準，并且更加貼近實際情況，此方法適用于所有類型的混凝土配合比設計，具體設計試驗步驟如圖 2 所示。

圖2 采用雷茨公式進行配合比設計的步驟

例 1：根據預想水膠比試驗后得到的數據（C15～C30 采用同一配合比條件，C30 以上采用同一配合比條件）見表 1。

表1 根據預設水膠比試驗后得到的數據

根據表 1 中數據，分析出膠水比與強度關系式分別見圖 3 和圖 4。

圖3 C15～C30 膠水比與強度關系式

圖4 C35～C50 膠水比與強度關系式

根據上述圖表關系以及 JGJ 55 所規定的強度等級需達到的配制強度，最終推算出各強度等級的配合比所需確定的膠水比，從而得到相應的水膠比，具體見表2。

與保羅米公式相比，雷茨公式在混凝土配合比設計中確定水膠比的優勢顯而易見：一是便捷，二是精準度高，三是可針對當前原材料特點確定，針對性更強。

2 I.Lyse（雷茨）公式在混凝土強度統計分析方面的應用

在日常的工作中，對混凝土強度數據統計時，也可運用雷茨公式分析膠水比與強度關系，從而為更加準確地調整配合比提供指導依據。統計的數據是混凝土大批量生產后獲得的，生產控制水平越高，數據的波動性就越小，據此分析出的關系式就會越精準。以前常規的做法是統計出混凝土抗壓強度標準差后計算配制強度，而后根據配制強度計算出新的水膠比，這又是一個繁瑣的過程。運用雷茨公式就可以跨越這個過程。本文上述根據預設水膠比試驗后強度數據分析出的膠水比與強度關系式的過程，其實就是一次分析的過程。

例 2：表 3 是某混凝土公司根據日常生產統計數據回歸的膠水比與強度關系式 f28=-18.27+28.35×B/W，實施管理一段時間后的強度 C24～C33 等級數據。（該國家混凝土強度等級以 3MPa 一個進位，強度保證系數為 2.0）。

圖5 是根據相應時段強度數據分析出的回歸式（實際膠水比數據部分經過試驗修正）

圖5 根據表 3 數據擬合出的線性圖表

根據圖 5 中回歸擬合出的關系式，結合反應數據波動性的標準差，重新計算配制強度、膠水比及水膠比，見表 4。

表4 改善計劃值

3 結語

（1）運用雷茨公式相對保羅米公式更加簡潔直觀，所得數據貼近原材料及生產實際情況。

（2）運用雷茨公式時要注意不同強度等級區間的配合比的材料條件及性能要求保持一致。

（3）雷茨公式在混凝土生產質量管理過程中的運用也是工程全面質量管理的一部分，與質量管理戴明環的“計劃—執行—檢查—處理”四個環節相符合。