关于_水灰比_或_水胶比_中_水_定义的探讨
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2005（5）：4-6. [4] 郑丽丹．石屑代砂在混凝土工程中的应用 [J]．路基工程，
2005（4）：46-48. [5] 戚勇军，蔡建．石屑在预拌混凝土中的应用研究 [J]．商
品混凝土 .2011（6）：47-50. [6] JGJ/T241-2011．人工砂混凝土应用技术规程 [S]. [7百度文库 JGJ55-2011．普通混凝土配合比设计规程 [S].
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
水泥 42.5
420
10 ～ 20 石子
862
（1）本实验得出的矿粉的适宜掺量在 30% ～ 45% 之间， 可根据不同的技术、经济要求进行选择。矿粉的掺入大大改善 了 C55 混凝土的粘性，改善了混凝土的流动性，因为水泥、矿 粉、粉煤灰三种颗粒直径大小不一。从胶凝材料颗粒级配来说， 正因为三种材料颗粒粒径不同，更有利于增加混凝土的密实度， 有利于强度的增加。一定程度来说，也起到减少用水量的作用。 在用水量不变的情况下，流动性自然会改善不少，粘性也会降低。
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
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。
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。
1 “水灰比”或“水胶比”的定义
2 规范中关于最大水灰比的限制
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 ～ 10 石子
257
2～5 人工砂
279
细砂 水 减水剂 437 205 5.46
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
（下转第 57 页）
[ 作者简介 ] 谢欣 欣（1984-），男 ，南通建筑工程有限公司， 助理工程师。 [ 单位地址 ] 江苏省南通市桃园路 7 号（226018）
·57·
查 阅 了相 关 的 国 外 规 范， 英 国 规 范《Concrete—part1 ：
·50·
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。
2012 年第 06 期
商品混凝土 Beton Chinese Edition ——Ready-mixed Concrete
实践技术
料的颗粒级配，石粉的填充效应使得水泥石变得密实，减少了 空隙率从而提高了强度。单纯考虑抗压强度数据方面，试验编 号 8（石屑取代机制砂 100%）是最佳配合比。
4 总结
（2）由于石屑的颗粒形状为球状，相对于机制砂比较圆滑， 所以其流动性要优于机制砂，倒坍落度流出时间小。石粉中含 有大量的 SiO2、CaO、Al2O3 等化学成分，在水泥水化过程中， 易形成坚硬的铝硅酸钙和碳酸氢钙，从而进一步提高混凝土的 强度；同时由于石屑所含石粉较多，石粉改善了骨料的颗粒级配， 石粉的填充效应使得水泥石变得密实，减少了空隙率，提高了 强度。
表 2 骨料吸水率和含水率
骨料 10 ～ 20 石子 5 ～ 10 石子
2 ～ 5 石子 细砂
含水率（%） 0.12 0.19 0.18 0.19
吸水率（%） 2.62 3.35 5.45 0.45
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。
研究探索
商品混凝土 Beton Chinese Edition ——Ready-mixed Concrete
2012 年第 06 期
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）
[ 摘要 ] 文章对比了不同规范关于“水灰比”或“水胶比”中“水”的两种不同定义，指出了其中的差异，分析了此差异带来的影响， 提出了自己的见解。 [ 关键词 ] 水灰比 ；水胶比 ；骨料吸水率 ；总用水量 ；有效用水量
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。
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
参考文献 [1] 许广森，王远，杨根民，等．混凝土复掺粉煤灰矿渣粉
与石屑混凝土试验研究 [J]．广东建材，2011（4）：9-11. [2] 朱效荣，李迁，孙辉．现代多组分混凝土理论 [M]．沈阳：
辽宁出版社 .2007 [3] 华卫 兵． 石屑混 凝 土耐久性 研 究 [J]． 现代 交 通 技 术，
（3）通过试验研究可知，石屑配制 C55 混凝土满足强度 和各项工作性能要求，且优于机制砂配制的 C55 混凝土的性能。 无论从环保还是经济方面考虑，都值得继续研究和推广应用。
（4）满足 JGJ/T241-2011《人 工砂混凝土应用技术规程》
中细集料要求的石屑均可以配制 C55 混凝土，有条件的情况下， 尽量 选 择 石粉 含 量低的石屑或 者再加工为低 石粉 含 量的人 工 砂。部分学者指出，由于石粉的存在石屑混凝土在相同条件下 比普通混凝土的收缩大，更容易产生早期裂缝，因此施工过程 中应对石屑混凝土加强早期养护。
[ 作者简介 ] 陈祥荣（1982-），男，学士学位，试验室副主任 , 从事混凝土配合比设计、施工、性能检测以及新材料在混凝土 中的应用。 [ 单位地址 ] 桂林市桂磨大道英才科技园内（541004）
（上接第 50 页）
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。
《 水 工混 凝 土 配合比设 计 规 程》（DLT5330-20 05）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。
2005（4）：46-48. [5] 戚勇军，蔡建．石屑在预拌混凝土中的应用研究 [J]．商
品混凝土 .2011（6）：47-50. [6] JGJ/T241-2011．人工砂混凝土应用技术规程 [S]. [7百度文库 JGJ55-2011．普通混凝土配合比设计规程 [S].
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
水泥 42.5
420
10 ～ 20 石子
862
（1）本实验得出的矿粉的适宜掺量在 30% ～ 45% 之间， 可根据不同的技术、经济要求进行选择。矿粉的掺入大大改善 了 C55 混凝土的粘性，改善了混凝土的流动性，因为水泥、矿 粉、粉煤灰三种颗粒直径大小不一。从胶凝材料颗粒级配来说， 正因为三种材料颗粒粒径不同，更有利于增加混凝土的密实度， 有利于强度的增加。一定程度来说，也起到减少用水量的作用。 在用水量不变的情况下，流动性自然会改善不少，粘性也会降低。
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
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。
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。
1 “水灰比”或“水胶比”的定义
2 规范中关于最大水灰比的限制
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 ～ 10 石子
257
2～5 人工砂
279
细砂 水 减水剂 437 205 5.46
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
（下转第 57 页）
[ 作者简介 ] 谢欣 欣（1984-），男 ，南通建筑工程有限公司， 助理工程师。 [ 单位地址 ] 江苏省南通市桃园路 7 号（226018）
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查 阅 了相 关 的 国 外 规 范， 英 国 规 范《Concrete—part1 ：
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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。
2012 年第 06 期
商品混凝土 Beton Chinese Edition ——Ready-mixed Concrete
实践技术
料的颗粒级配，石粉的填充效应使得水泥石变得密实，减少了 空隙率从而提高了强度。单纯考虑抗压强度数据方面，试验编 号 8（石屑取代机制砂 100%）是最佳配合比。
4 总结
（2）由于石屑的颗粒形状为球状，相对于机制砂比较圆滑， 所以其流动性要优于机制砂，倒坍落度流出时间小。石粉中含 有大量的 SiO2、CaO、Al2O3 等化学成分，在水泥水化过程中， 易形成坚硬的铝硅酸钙和碳酸氢钙，从而进一步提高混凝土的 强度；同时由于石屑所含石粉较多，石粉改善了骨料的颗粒级配， 石粉的填充效应使得水泥石变得密实，减少了空隙率，提高了 强度。
表 2 骨料吸水率和含水率
骨料 10 ～ 20 石子 5 ～ 10 石子
2 ～ 5 石子 细砂
含水率（%） 0.12 0.19 0.18 0.19
吸水率（%） 2.62 3.35 5.45 0.45
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。
研究探索
商品混凝土 Beton Chinese Edition ——Ready-mixed Concrete
2012 年第 06 期
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）
[ 摘要 ] 文章对比了不同规范关于“水灰比”或“水胶比”中“水”的两种不同定义，指出了其中的差异，分析了此差异带来的影响， 提出了自己的见解。 [ 关键词 ] 水灰比 ；水胶比 ；骨料吸水率 ；总用水量 ；有效用水量
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。
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
参考文献 [1] 许广森，王远，杨根民，等．混凝土复掺粉煤灰矿渣粉
与石屑混凝土试验研究 [J]．广东建材，2011（4）：9-11. [2] 朱效荣，李迁，孙辉．现代多组分混凝土理论 [M]．沈阳：
辽宁出版社 .2007 [3] 华卫 兵． 石屑混 凝 土耐久性 研 究 [J]． 现代 交 通 技 术，
（3）通过试验研究可知，石屑配制 C55 混凝土满足强度 和各项工作性能要求，且优于机制砂配制的 C55 混凝土的性能。 无论从环保还是经济方面考虑，都值得继续研究和推广应用。
（4）满足 JGJ/T241-2011《人 工砂混凝土应用技术规程》
中细集料要求的石屑均可以配制 C55 混凝土，有条件的情况下， 尽量 选 择 石粉 含 量低的石屑或 者再加工为低 石粉 含 量的人 工 砂。部分学者指出，由于石粉的存在石屑混凝土在相同条件下 比普通混凝土的收缩大，更容易产生早期裂缝，因此施工过程 中应对石屑混凝土加强早期养护。
[ 作者简介 ] 陈祥荣（1982-），男，学士学位，试验室副主任 , 从事混凝土配合比设计、施工、性能检测以及新材料在混凝土 中的应用。 [ 单位地址 ] 桂林市桂磨大道英才科技园内（541004）
（上接第 50 页）
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。
《 水 工混 凝 土 配合比设 计 规 程》（DLT5330-20 05）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。