走出对混凝土最大水灰比及最小水泥用量认识的误区

1、走出对混凝土最大水灰比及最小水泥用量认识的误区导言水泥和拌和用水是混凝土的两个重要组分，在混凝土配合比设计及施工中所提出的最大水灰比及最小水泥用量要求是保证混凝土强度、耐久性及满足混凝土拌合物工作性的重要技术措施。近年来，由于混凝土中多种不同矿物外掺混合材料的掺入，因其有效胶凝材料的种类和掺量的不确定性因素很大，所以混凝土配合比设计及施工中的水灰比这一传统概念，已很难反映混凝土中有效成分对其性质特征的真实影响。而以混凝土胶凝材料的总量来计算水胶比，来代替传统意义上的水灰比，并以包括外掺混合材料在内的“广义水泥”来计算最小水泥用量，将更能真实有效地反映胶凝材料对混凝土强度、耐久性及混凝土拌合物工

2、作性的影响。水泥是指加水拌和成塑性浆体，能胶结砂、石等适当材料并能在空气和水中硬化的粉状水硬性胶凝材料。根据上述水泥定义，掺有矿物掺合料的各种水泥都可满足和符合水泥定义的要求，当然也可能称为水泥。但多年来仍有一些人认为只有水泥厂生产出厂的符合国家标准的水泥才算是水泥，其实这是“狭义上的水泥”，通常称为“狭义水泥”。再有一种则为在狭义水泥基础上掺有活性矿物掺合料的“广义上的水泥”，通常称为“广义水泥”。在我国的标准中常以注解或后加括号说明以示与“狭义水泥”的区别；因在不同的标准中其表述方法并不相同，所以有时会造成“广义水泥”和“狭义水泥”的理解错误。二不同时期规范对水泥的规定我国诸多标准、规范和

3、规程早已明确指出，混凝土的最大水灰比及最小水泥用量中的“水泥”指的是“广义水泥”。从50多年前颁布实施的GBJ101965钢筋混凝土工程施工及验收规范开始，直至1983年及1992年的两次修订，尽管关于混凝土最大水灰比和最小水泥用量的词意表述及局部内容有所改动，但都明确指出，混凝土最大水灰比和最小水泥用量的“水泥”中都包括外掺混合材料，也就是说，其“水泥”指的是“广义水泥”；与此同时，以后很多标准或规程的引用也适用了这一概念，但误解却时有发生。1.GBJ10-1965钢筋混凝土工程施工及验收规范规定GBJ101965钢筋混凝土工程施工及验收规范，这是我国颁布实施的第一本钢筋混凝土工程施工及验收

4、规范，也是第一次规定混凝土最大水灰比和最小水泥用量中的水泥包括外掺混合材料，并分别以4种不同情况要求钢筋混凝土和预应力混凝土、无筋混凝土的最大水灰比及最小水泥用量也各有不同，同时指出，最小水泥用量其中包括外掺混合材料，且水灰比系指水与水泥（包括外掺混合材料）用量之比。2.GBJ204-1983钢筋混凝土工程施工及验收规范规定GBJ2041983钢筋混凝土工程施工及验收规范指出，对于普通混凝土包括外掺混合材料，而轻骨料混凝土不包括外掺混合材料；同时指出，普通混凝土的水灰比，系指水与水泥（包括外掺混合材料）用量之比，轻骨料混凝土系指水与水泥的净水灰比（水不包括轻骨料1h的吸水量；水泥不包括外掺混合

5、材料）。在分4种情况分别规定其普通混凝土和轻骨料混凝土的最大水灰比和最小水泥用量的同时，还指出当人工捣实时应增加水泥25kg/m?,且当掺用外加剂时，能有效改善混凝土的和易性则水泥用量可减少25kg/m?,但当混凝土标号不大于100号（相当于强度等级C10）时，其最大水灰比和最小水泥用量可不受上述限制。3.GB502041992混凝土结构工程施工及验收规范规定GB502041992混凝土结构工程施工及验收规范与前规范相比，除对普通混凝土的最小用量稍作改动及指出防水混凝土应符合现行国家标准GBJ2081983地下防水工程施工及验收规范有关规定外，其他则延续前标准的有关规定。4.GB5020420

6、02混凝土结构工程施工质量验收规范规定GB502042002混凝土结构工程施工质量验收规范第7.3.1条指出，混凝土应按国家现行标准JGJ552000普通混凝土配合比设计规程的有关规定，根据混凝土强度等级、耐久性和工作性等要求进行配合比设计;对有特殊要求的混凝土，其配合比设计尚应符合国家现行有关标准的专门规定。其中，第4.0.4条指出，当用活性掺合料取代部分水泥时，最大水灰比及最小水泥用量即为替代前的水灰比及最小水泥用量，文中虽然没有直接明确其所用水泥的具体含义，但也不难理解实指“水泥”为“广义水泥”，即指水泥与外掺混合材料的总和。该规定延续了JGJ551996普通混凝土配合比设计规程的有关规

7、定，也就是说，早在1996年时，我国的普通混凝土配合比设计就已考虑到混凝土所处环境条件对其耐久性的要求。三、规范对最大水灰比和最小水泥用量的规定除上述我国混凝土结构工程施工及验收规范混凝土结构工程施工质量验收规范及普通混凝土配合比设计规程的总体要求之外，我国其他一些标准和规程还对混凝土最大水灰比和最小水泥用量有不同的具体规定。1CCES01：2004混凝土结构耐久性设计与施工指南规定CCES01:2004混凝土结构耐久性设计与施工指南第4.0.2条指出，配筋混凝土的强度等级、最大水胶比和混凝土胶凝材料的最小用量应满足CCES01:2004规定要求；在某些特殊情况应根据要求可增减水胶比及最小胶凝

8、材料用量。2.GB502082011地下防水工程质量验收规范规定GB502082011地下防水工程质量验收规范第4.1.7条指出，防水混凝土的配合比，混凝土胶凝材料总量不宜小于320kg/m?,其中水泥用量不宜小于260kg/m3,灰砂比宜为1：1.51：2.5。3.GB501192003混凝土外加剂应用技术规范规定GB501192003混凝土外加剂应用技术规范第7.3.4条指出，掺防冻剂的混凝土配合比其水灰比不宜超过0.60,水泥用量不宜低于300kg/m?重要承重结构、薄壁结构的混凝土水泥用量可增加10%。同时，第8.5.2条指出，掺膨胀剂的混凝土，胶凝材料的最少用量(水泥、膨胀剂和掺合料

9、的总量)对于补偿收缩混凝土，填充用膨胀混凝土及自应力混凝土，分别为300,350,500(kg/m?);水胶比不宜大于0.5，用于有抗渗要求的补偿收缩混凝土的水泥用量应不小于320kg/m?,当掺入掺合料时，其水泥用量不应小于280kg/m?。JGJ1041994建筑工程冬期施工规范规定JGJ1041994建筑工程冬期施工规范第7.1.3条指出，混凝土冬期施工应优选硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，水泥标号不应低于425号。最小水泥用量不应少于300kg/m?,水灰比不应大于0.6。同时指出，大体积混凝土的最小水泥用量应根据实际情况决定；强度等级不大于C10的混凝土，其最大水灰比和最小水泥用量可不受

10、以上限制；上述水灰比，普通混凝土系指水与水泥（包括外掺混合材料）重量之比，轻骨料混凝土系指水泥的净水灰比（水不包括轻骨料1h吸水量，水泥不包括外掺混合材料）。JGJ/T101995混凝土泵送施工技术规程规定JGJ/T101995混凝土泵送施工技术规程第3.2.7条指出，泵送混凝土的最小水泥用量宜为300kg/m?。JGJ552011普通混凝土配合比设计规程规定JGJ552011普通混凝土配合比设计规程第7.1.2条指出，抗渗混凝土每m?混凝土中的胶凝材料用量不宜小于320kg/m?,并提出了各抗渗等级不同强度等级混凝土的试配用最大水胶比；第7.2.2条对抗冻混凝土的最大水胶比提出了要求；第7.

11、4.2条提出泵送混凝土量不宜小于300、走出几个认识上的误区虽然我国各有关标准早在多年前就非常明确指出，混凝土最大水灰比和最小水泥用量所指为广义水泥，但还有人认为混凝土配合比设计或施工中所用水泥才是“水泥”（意指不包括外掺混合材料），也就是说，除水泥厂生产的成品水泥之外，后加一切外掺混合材料都不能计入水泥用量之内，其意为只有不包括任何外掺混合材料的“纯水泥”，也就是说，只有“狭义水泥”才是真正意义上的水泥，而“广义水泥”因其内掺混合材料而不算“水泥”。为此，提醒广大人员，必须走出这一误区。1对水泥定义认识上的错误水泥是一种磨细材料，为加入适量水后成为塑性浆体，既能在空气中硬化又能在水中硬化，并

12、把砂、石等材料牢固胶结在一起的水硬性胶凝材料。凡是满足上述定义的材料都可称为水泥，因为在“狭义水泥”中掺入混合材料后仍能满足和符合上述定义，因此，“广义水泥”也是水泥。2掺混合材料只为节约水泥降低成本过去，我国配置混凝土主要使用硅酸盐水泥，将外掺混合材料视为硅酸盐水泥的替代品，而不是水泥中组成材料的主要组分，长此以往，在许多技术人员中形成一个误区，将混凝土配合比设计中的“水泥”仅指硅酸盐水泥，而将所有辅助胶凝材料排除在外。随着水泥和混凝土技术的不断发展，目前，我国生产的水泥绝大部分都掺有各种不同种类的外掺混合材料，生产出不同品种的各种水泥而适应不同结构性能的技术要求，其实被我们认为的“狭义水泥

13、”通常也是“广义水泥”，其中也掺有种类不同的外掺混合材料。实际上，我国不同厂家生产的各种水泥，其组成可以很不相同，即使相同品种的水泥，在同样的用量下，其混凝土性也会有很大变化，拘泥于必须使用水泥来满足“最大水灰比和最小水泥用量”并不一定能保证所配置混凝土达到所需性能。随着我国水泥和混凝土技术的不断发展及对混凝土耐久性要求的提高、高效减水剂和矿物外掺混合材料的应用，如果我们继续将矿物外掺混合材料的掺入作为节约水泥降低成本的主要措施来考虑，必将阻碍我国水泥和混凝土技术，特别是高性能混凝土技术的发展。3减小最大水灰比及增加最小水泥用量以确保结构安全目前，我国关于混凝土最大水灰比和最小水泥用量的标准，

14、规范和规程很多，不但有国家和行业标准，还有一些地方标准和企业标准，而其对于最大水灰比和最小水泥用量的要求有时又各有不同。一般来说，地方标准和企业标准严于国家标准和行业标准，因此表现为最小水灰比要求有所减小，而最小水泥用量有所增加，以示对比表示重视和保证结构安全，为此，还将其限定标准有所升级，常见为将国家标准中的“宜”和“不宜”升级为“应”和“不应”，视混凝土最大水灰比及最小水泥用量为不可触犯的规定，只能严格遵守或标准提高，以此保证结构安全。4标准条文用词较难理解由于不同标准有关混凝土最大水灰比及最小水泥用量的规定，其水泥含义用词表述有时模糊不清令人费解，分不清指的是“狭义水泥”和“广义水泥”，使人有模棱两可无可适从的感觉，人们无奈而为“安全”起见，只好将“广义水泥”视为“狭义水泥”。为此，在对于“广义水泥”和“狭义水泥”概念模糊不清的情况下，非常有必要在标准、规范及规程修订时加以注释。随着高性能混凝土的推广和使用，矿物外掺混合材料的作用已逐渐受到人们的重视及关注。矿物外掺混合材料被认为是混凝土组成中除水泥、砂、石、水和化学外加剂之外的第六组分，是高性能混凝土必不可少的组分。在配置高性能混凝土中，少用硅酸盐水泥而多用矿物外掺混合材料是一重要技术措施之一，但在实际工程当中，许多工