走出對(duì)混凝土最大水灰比及最小水泥用量認(rèn)識(shí)的誤區(qū)

1、走出對(duì)混凝土最大水灰比及最小水泥用量認(rèn)識(shí)的誤區(qū)導(dǎo)言水泥和拌和用水是混凝土的兩個(gè)重要組分，在混凝土配合比設(shè)計(jì)及施工中所提出的最大水灰比及最小水泥用量要求是保證混凝土強(qiáng)度、耐久性及滿足混凝土拌合物工作性的重要技術(shù)措施。近年來，由于混凝土中多種不同礦物外摻混合材料的摻入，因其有效膠凝材料的種類和摻量的不確定性因素很大，所以混凝土配合比設(shè)計(jì)及施工中的水灰比這一傳統(tǒng)概念，已很難反映混凝土中有效成分對(duì)其性質(zhì)特征的真實(shí)影響。而以混凝土膠凝材料的總量來計(jì)算水膠比，來代替?zhèn)鹘y(tǒng)意義上的水灰比，并以包括外摻混合材料在內(nèi)的“廣義水泥”來計(jì)算最小水泥用量，將更能真實(shí)有效地反映膠凝材料對(duì)混凝土強(qiáng)度、耐久性及混凝土拌合物工

2、作性的影響。水泥是指加水拌和成塑性漿體，能膠結(jié)砂、石等適當(dāng)材料并能在空氣和水中硬化的粉狀水硬性膠凝材料。根據(jù)上述水泥定義，摻有礦物摻合料的各種水泥都可滿足和符合水泥定義的要求，當(dāng)然也可能稱為水泥。但多年來仍有一些人認(rèn)為只有水泥廠生產(chǎn)出廠的符合國家標(biāo)準(zhǔn)的水泥才算是水泥，其實(shí)這是“狹義上的水泥”，通常稱為“狹義水泥”。再有一種則為在狹義水泥基礎(chǔ)上摻有活性礦物摻合料的“廣義上的水泥”，通常稱為“廣義水泥”。在我國的標(biāo)準(zhǔn)中常以注解或后加括號(hào)說明以示與“狹義水泥”的區(qū)別；因在不同的標(biāo)準(zhǔn)中其表述方法并不相同，所以有時(shí)會(huì)造成“廣義水泥”和“狹義水泥”的理解錯(cuò)誤。二不同時(shí)期規(guī)范對(duì)水泥的規(guī)定我國諸多標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和

3、規(guī)程早已明確指出，混凝土的最大水灰比及最小水泥用量中的“水泥”指的是“廣義水泥”。從50多年前頒布實(shí)施的GBJ101965鋼筋混凝土工程施工及驗(yàn)收規(guī)范開始，直至1983年及1992年的兩次修訂，盡管關(guān)于混凝土最大水灰比和最小水泥用量的詞意表述及局部內(nèi)容有所改動(dòng)，但都明確指出，混凝土最大水灰比和最小水泥用量的“水泥”中都包括外摻混合材料，也就是說，其“水泥”指的是“廣義水泥”；與此同時(shí)，以后很多標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)程的引用也適用了這一概念，但誤解卻時(shí)有發(fā)生。1.GBJ10-1965鋼筋混凝土工程施工及驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定GBJ101965鋼筋混凝土工程施工及驗(yàn)收規(guī)范，這是我國頒布實(shí)施的第一本鋼筋混凝土工程施工及驗(yàn)收

4、規(guī)范，也是第一次規(guī)定混凝土最大水灰比和最小水泥用量中的水泥包括外摻混合材料，并分別以4種不同情況要求鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土、無筋混凝土的最大水灰比及最小水泥用量也各有不同，同時(shí)指出，最小水泥用量其中包括外摻混合材料，且水灰比系指水與水泥（包括外摻混合材料）用量之比。2.GBJ204-1983鋼筋混凝土工程施工及驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定GBJ2041983鋼筋混凝土工程施工及驗(yàn)收規(guī)范指出，對(duì)于普通混凝土包括外摻混合材料，而輕骨料混凝土不包括外摻混合材料；同時(shí)指出，普通混凝土的水灰比，系指水與水泥（包括外摻混合材料）用量之比，輕骨料混凝土系指水與水泥的凈水灰比（水不包括輕骨料1h的吸水量；水泥不包括外摻混合

5、材料）。在分4種情況分別規(guī)定其普通混凝土和輕骨料混凝土的最大水灰比和最小水泥用量的同時(shí)，還指出當(dāng)人工搗實(shí)時(shí)應(yīng)增加水泥25kg/m?,且當(dāng)摻用外加劑時(shí)，能有效改善混凝土的和易性則水泥用量可減少25kg/m?,但當(dāng)混凝土標(biāo)號(hào)不大于100號(hào)（相當(dāng)于強(qiáng)度等級(jí)C10）時(shí)，其最大水灰比和最小水泥用量可不受上述限制。3.GB502041992混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定GB502041992混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范與前規(guī)范相比，除對(duì)普通混凝土的最小用量稍作改動(dòng)及指出防水混凝土應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GBJ2081983地下防水工程施工及驗(yàn)收規(guī)范有關(guān)規(guī)定外，其他則延續(xù)前標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。4.GB5020420

6、02混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定GB502042002混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范第7.3.1條指出，混凝土應(yīng)按國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)JGJ552000普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程的有關(guān)規(guī)定，根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)、耐久性和工作性等要求進(jìn)行配合比設(shè)計(jì);對(duì)有特殊要求的混凝土，其配合比設(shè)計(jì)尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的專門規(guī)定。其中，第4.0.4條指出，當(dāng)用活性摻合料取代部分水泥時(shí)，最大水灰比及最小水泥用量即為替代前的水灰比及最小水泥用量，文中雖然沒有直接明確其所用水泥的具體含義，但也不難理解實(shí)指“水泥”為“廣義水泥”，即指水泥與外摻混合材料的總和。該規(guī)定延續(xù)了JGJ551996普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程的有關(guān)規(guī)

7、定，也就是說，早在1996年時(shí)，我國的普通混凝土配合比設(shè)計(jì)就已考慮到混凝土所處環(huán)境條件對(duì)其耐久性的要求。三、規(guī)范對(duì)最大水灰比和最小水泥用量的規(guī)定除上述我國混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范及普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程的總體要求之外，我國其他一些標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程還對(duì)混凝土最大水灰比和最小水泥用量有不同的具體規(guī)定。1CCES01：2004混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)與施工指南規(guī)定CCES01:2004混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)與施工指南第4.0.2條指出，配筋混凝土的強(qiáng)度等級(jí)、最大水膠比和混凝土膠凝材料的最小用量應(yīng)滿足CCES01:2004規(guī)定要求；在某些特殊情況應(yīng)根據(jù)要求可增減水膠比及最小膠凝

8、材料用量。2.GB502082011地下防水工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定GB502082011地下防水工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范第4.1.7條指出，防水混凝土的配合比，混凝土膠凝材料總量不宜小于320kg/m?,其中水泥用量不宜小于260kg/m3,灰砂比宜為1：1.51：2.5。3.GB501192003混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范規(guī)定GB501192003混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范第7.3.4條指出，摻防凍劑的混凝土配合比其水灰比不宜超過0.60,水泥用量不宜低于300kg/m?重要承重結(jié)構(gòu)、薄壁結(jié)構(gòu)的混凝土水泥用量可增加10%。同時(shí)，第8.5.2條指出，摻膨脹劑的混凝土，膠凝材料的最少用量(水泥、膨脹劑和摻合料

9、的總量)對(duì)于補(bǔ)償收縮混凝土，填充用膨脹混凝土及自應(yīng)力混凝土，分別為300,350,500(kg/m?);水膠比不宜大于0.5，用于有抗?jié)B要求的補(bǔ)償收縮混凝土的水泥用量應(yīng)不小于320kg/m?,當(dāng)摻入摻合料時(shí)，其水泥用量不應(yīng)小于280kg/m?。JGJ1041994建筑工程冬期施工規(guī)范規(guī)定JGJ1041994建筑工程冬期施工規(guī)范第7.1.3條指出，混凝土冬期施工應(yīng)優(yōu)選硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥，水泥標(biāo)號(hào)不應(yīng)低于425號(hào)。最小水泥用量不應(yīng)少于300kg/m?,水灰比不應(yīng)大于0.6。同時(shí)指出，大體積混凝土的最小水泥用量應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況決定；強(qiáng)度等級(jí)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，普通混凝土系指水與水泥（包括外摻混合材料）重量之比，輕骨料混凝土系指水泥的凈水灰比（水不包括輕骨料1h吸水量，水泥不包括外摻混合材料）。JGJ/T101995混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程規(guī)定JGJ/T101995混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程第3.2.7條指出，泵送混凝土的最小水泥用量宜為300kg/m?。JGJ552011普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)定JGJ552011普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程第7.1.2條指出，抗?jié)B混凝土每m?混凝土中的膠凝材料用量不宜小于320kg/m?,并提出了各抗?jié)B等級(jí)不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土的試配用最大水膠比；第7.2.2條對(duì)抗凍混凝土的最大水膠比提出了要求；第7.

11、4.2條提出泵送混凝土量不宜小于300、走出幾個(gè)認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)雖然我國各有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)早在多年前就非常明確指出，混凝土最大水灰比和最小水泥用量所指為廣義水泥，但還有人認(rèn)為混凝土配合比設(shè)計(jì)或施工中所用水泥才是“水泥”（意指不包括外摻混合材料），也就是說，除水泥廠生產(chǎn)的成品水泥之外，后加一切外摻混合材料都不能計(jì)入水泥用量之內(nèi)，其意為只有不包括任何外摻混合材料的“純水泥”，也就是說，只有“狹義水泥”才是真正意義上的水泥，而“廣義水泥”因其內(nèi)摻混合材料而不算“水泥”。為此，提醒廣大人員，必須走出這一誤區(qū)。1對(duì)水泥定義認(rèn)識(shí)上的錯(cuò)誤水泥是一種磨細(xì)材料，為加入適量水后成為塑性漿體，既能在空氣中硬化又能在水中硬化，并

12、把砂、石等材料牢固膠結(jié)在一起的水硬性膠凝材料。凡是滿足上述定義的材料都可稱為水泥，因?yàn)樵凇蔼M義水泥”中摻入混合材料后仍能滿足和符合上述定義，因此，“廣義水泥”也是水泥。2摻混合材料只為節(jié)約水泥降低成本過去，我國配置混凝土主要使用硅酸鹽水泥，將外摻混合材料視為硅酸鹽水泥的替代品，而不是水泥中組成材料的主要組分，長此以往，在許多技術(shù)人員中形成一個(gè)誤區(qū)，將混凝土配合比設(shè)計(jì)中的“水泥”僅指硅酸鹽水泥，而將所有輔助膠凝材料排除在外。隨著水泥和混凝土技術(shù)的不斷發(fā)展，目前，我國生產(chǎn)的水泥絕大部分都摻有各種不同種類的外摻混合材料，生產(chǎn)出不同品種的各種水泥而適應(yīng)不同結(jié)構(gòu)性能的技術(shù)要求，其實(shí)被我們認(rèn)為的“狹義水泥

13、”通常也是“廣義水泥”，其中也摻有種類不同的外摻混合材料。實(shí)際上，我國不同廠家生產(chǎn)的各種水泥，其組成可以很不相同，即使相同品種的水泥，在同樣的用量下，其混凝土性也會(huì)有很大變化，拘泥于必須使用水泥來滿足“最大水灰比和最小水泥用量”并不一定能保證所配置混凝土達(dá)到所需性能。隨著我國水泥和混凝土技術(shù)的不斷發(fā)展及對(duì)混凝土耐久性要求的提高、高效減水劑和礦物外摻混合材料的應(yīng)用，如果我們繼續(xù)將礦物外摻混合材料的摻入作為節(jié)約水泥降低成本的主要措施來考慮，必將阻礙我國水泥和混凝土技術(shù)，特別是高性能混凝土技術(shù)的發(fā)展。3減小最大水灰比及增加最小水泥用量以確保結(jié)構(gòu)安全目前，我國關(guān)于混凝土最大水灰比和最小水泥用量的標(biāo)準(zhǔn)，

14、規(guī)范和規(guī)程很多，不但有國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，還有一些地方標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，而其對(duì)于最大水灰比和最小水泥用量的要求有時(shí)又各有不同。一般來說，地方標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)于國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，因此表現(xiàn)為最小水灰比要求有所減小，而最小水泥用量有所增加，以示對(duì)比表示重視和保證結(jié)構(gòu)安全，為此，還將其限定標(biāo)準(zhǔn)有所升級(jí)，常見為將國家標(biāo)準(zhǔn)中的“宜”和“不宜”升級(jí)為“應(yīng)”和“不應(yīng)”，視混凝土最大水灰比及最小水泥用量為不可觸犯的規(guī)定，只能嚴(yán)格遵守或標(biāo)準(zhǔn)提高，以此保證結(jié)構(gòu)安全。4標(biāo)準(zhǔn)條文用詞較難理解由于不同標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)混凝土最大水灰比及最小水泥用量的規(guī)定，其水泥含義用詞表述有時(shí)模糊不清令人費(fèi)解，分不清指的是“狹義水泥”和“廣義水泥”，使人有模棱兩可無可適從的感覺，人們無奈而為“安全”起見，只好將“廣義水泥”視為“狹義水泥”。為此，在對(duì)于“廣義水泥”和“狹義水泥”概念模糊不清的情況下，非常有必要在標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及規(guī)程修訂時(shí)加以注釋。隨著高性能混凝土的推廣和使用，礦物外摻混合材料的作用已逐漸受到人們的重視及關(guān)注。礦物外摻混合材料被認(rèn)為是混凝土組成中除水泥、砂、石、水和化學(xué)外加劑之外的第六組分，是高性能混凝土必不可少的組分。在配置高性能混凝土中，少用硅酸鹽水泥而多用礦物外摻混合材料是一重要技術(shù)措施之一，但在實(shí)際工程當(dāng)中，許多工