关于“水灰比”或“水胶比”中“水”定义的探讨

谢欣欣，陈志飞

（南通建筑工程总承包有限公司，南通 226018）

在混凝土配合比设计的过程中，“水灰比”或“水胶比”指标不仅是决定混凝土强度的最主要因素，同时也是影响混凝土耐久性的重要指标。但是对于“水灰比”或“水胶比”中的“水”的定义，不同的规范定义却不一样。第一种定义是指混凝土中的总用水量，第二种定义是指总用水量扣除骨料吸收的水（吸水至饱和面干）之后的用水量。两种不同的定义计算得出不同的“水灰比”或“水胶比”值，而许多规范又对混凝土的最大水灰比有明确要求，这样有时就会出现得出的两个水灰比值，一个满足要求而另一个不满足要求的情况，因此准确定义“水灰比”或“水胶比”就显得尤为重要。

1 “水灰比”或“水胶比”的定义

1.1 第一种定义

旧《普通混凝土配合比设计规程》 （JGJ55-2000 J64-2000）5.06 条，水灰比的计算公式：

式中 mc0——基准配合比混凝土每立方的水泥用量；

mw0——基准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与水泥的质量比。而5.01 条“进行混凝土配合比计算时，其计算公式和有关参数表格中的数值均以干燥状态骨料为基准”，根据以上条款，可以知道此处“水灰比”中的“水”没有扣除骨料吸收的水，是指混凝土的总用水量。

新《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2011 J64-2011）2.1.13 条，水胶比是指混凝土中用水量与胶凝材料用量的质量比；3.0.2 条规定“配合比设计应以干燥状态骨料为基准，细骨料含水率应小于0.5%，粗骨料含水率应小于0.2%”。根据以上条款可知，新规范中“水灰比”中的“水”还是指混凝土的总用水量。

1.2 第二种定义

《水工混凝土配合比设计规程》（DLT5330-2005）3.1.16、3.1.17 规定：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），水胶比是指水泥混凝土或砂浆中拌合水（不包括骨料吸收的水）与胶凝材料的质量比。由以上条款可知，此处“水灰比”中的“水”是指扣除骨料吸收的水后的净用水量。

查阅了相关的国外规范，英国规范《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总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与水泥的质量比。此处明确提出了 “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净用水量。

1.3 两种定义的差别

两种定义的差别在于用水量是否扣除骨料吸收的那部分水，当骨料吸水率较小时，以上两种定义而计算出的水灰比会比较接近；但是当骨料的吸水率较大时，根据以上两种定义而计算出的水灰比会相差很大。

2 规范中关于最大水灰比的限制

在一些规范中，对水灰比的最大值做了明确的规定。

《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T50476-2008）表4.3.1就对不同设计年限的建筑物在不同外界环境下的混凝土的最大水灰比有限制。如设计使用年限100 年梁、柱等条形构件在I-C 等级环境下，C45 混凝土的水灰比不能大于0.4，C50 及以上等级的混凝土的水灰比不能大于0.36。

《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）表3.4.2 规定，一类、二a 类、二b 类和三类环境中，设计使用年限为50 年的结构混凝土最大水灰比为0.65、0.60、0.55、0.50。

3 水灰比定义的影响

根据以上两种不同的“水灰比”或“水胶比”定义，计算出的“水灰比”或“水胶比”值，有时可能出现与规范或工程合同技术条款冲突的情况。

以某项目使用的C45 混凝土配合比（见表1）为例说明。

表1 某项目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，试配7 天强度45.7MPa，28 天强度55.1MPa。和易性和强度完全符合规范要求。但是根据本工程的技术条款要求，C45 混凝土的水灰比必须小于0.45。

按照第一种定义计算水灰比

这样水灰比大于技术条款要求。

因为本工程使用的骨料为破碎石灰岩骨料，吸水率远远大于一般的天然卵石骨料。骨料的吸水率和含水率见表2。

表2 骨料吸水率和含水率

按照第二种定义计算水灰比

这样计算出的水灰比能满足技术条款要求。

4 结论

对于吸水率小的天然卵石骨料、花岗岩骨料，两种定义计算的水灰比计算差别不大，但是对于吸水率大的石灰岩骨料、砂岩骨料，两种定义计算出的水灰比有很大的差距。《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2011 J64-2011）在定义水灰比时，未考虑到骨料吸水率的影响，建议考虑不同骨料吸水率悬殊的影响，完善水灰比的定义。