摘要：混凝土在相同流动性的情况下，水胶比是影响混凝土强度和耐久性的主要因素之一。用水胶比曲线法设计配合比，可根据水胶比强度曲线，水胶比耐久性曲线，在相同条件下设计多个强度等级的混凝土配合比。试验所得出的混凝土抗压强度值与通过胶凝材料胶砂强度和水胶比计算公式推算出相对应龄期的混凝土抗压强度是相吻合的。 关键词：高性能混凝土；水胶比曲线法；配合比设计；优势
Abstract: Under the condition of the same fluidity of concrete, the water-binder ratio is one of the main factors that affect the strength and durability of concrete. The mixture ratio can be designed according to the strength curve of water-binder ratio and the durability curve of water-binder ratio under the same conditions. The compressive strength of the concrete obtained from the test is consistent with the compressive strength of the concrete of the corresponding age calculated from the formula of the strength of mortar and the water-binder ratio of the cementitious material.
Key words: high performance concrete; Water-binder ratio curve method; Mix design; advantage
1前言
水胶比曲线法设计配合比是根据强度和电通量各自与水胶比的关系来确定配合比，在任何混凝土的配合比设计情况下都是以此为依据。本文着重要讲的是当需要设计多个相同流动性的混凝土配合比时，可通过大范围的水胶比与强度和电通量的关系，在相同条件下设计多个配合比。也根据试验结果证明以下两条假设是成立的： 1.混凝土在相同流动性的情况下，水胶比是影响同龄期抗压强度与电通量的主要因素之一。
2.混凝土水胶比计算公式按（保罗米公式）是成立的，就是说试验所得出的混凝土抗压强度与通过胶凝材料胶砂强度和水胶比计算公式推算出相对应龄期的混凝土抗压强度是相吻合的。
水胶比计算公式
2试验
2.1 原材料
在试验选用的水泥均为P·O 42.5普通硅酸盐水泥；粉煤灰选用F类Ⅰ级粉煤灰；减水剂选用聚羧酸高性能减水剂；粗骨料选用云县昔宜破碎碎石；细骨料选用云县澜沧江河砂；所选用原材料的各项性能指标均合格。
2.2 确定配合比
根据所需要的C20到C45标号的混凝土，选取水胶比为0.38、0.42、0.47、0.52、0.57的一组进行试配。粉煤灰掺量按胶凝材料总量的30%进行，在确定了水胶比的前提下，调整其他材料用量，使混凝土坍落度达到施工需要的坍落度（比如180mm-220mm之间），混凝土配合比见表1。
表1 混凝土配合比
编号 | 水胶比 | 水泥 | 粉煤灰 | 细骨料 | 粗骨料 | 水 | 高性能减水剂 | 坍落度（mm） |
1 | 0.38 | 295 | 126 | 583 | 1237 | 160 | 6.09 | 200 |
2 | 0.42 | 273 | 117 | 591 | 1255 | 164 | 5.27 | 190 |
3 | 0.47 | 259 | 111 | 668 | 1188 | 174 雅美达 | 4.07 | 185 |
4 | 0.52 | 252 | 108 | 704 | 1149 | 187 | 3.42 | 200 |
5 | 0.57 | 245 | 105 | 722 | 1129 | 200 | 2.80 | 190 |
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2.3 试件成型及养护
试件成型采用150mm×150mm×150mm的标准立方体抗压试件。试件成型后放入20±2℃、相对湿度＞95%的标准养护室进行养护。通过试验分别获取3d、7d、28d、56d的混凝土试件抗压强度值(MPa)以及14d、28d、56d每个试件的电通量(C)。
3试验结果分析
3.1试验结果
根据试验结果，分别绘制了水胶比与抗压强度关系曲线，水胶比与氯离子电通量关系曲线。（见图1与图2）
图1 水胶比与抗压强度关系曲线
图2.水胶比与氯离子电通量关系曲线
3.2 验证假设
由图1和图2关系曲线可以看出，同龄期混凝土的强度值(MPa)随着水胶比的增加而降低，同龄期混凝土的电通量(C)随水胶比的增加而上升，说明前面的假设1是成立的：水胶比是影响混凝土同龄期抗压强度值(MPa)和电通量(C)的主要因素。
整个系列试验，胶凝材料都是以水泥占70%粉煤灰占30%来掺配的，其中28d胶砂强度值在为34MPa，56d胶砂强度值为39.1 MPa，根据胶凝材料28d和56d胶砂强度，按照水胶比计算公式推算出整个系列试验的混凝土强度值与实际试验56d强度值对比如下。
表2 胶凝材料28d强度推算结果分别与混凝土28d、56d实际强度对比
水胶比 | 0.38 | 0.42 | 0.47 | 0.52 | 0.57 |
用水胶比公式推算的混凝土强度（MPa） | 43.8 | 39.3 | 34.7 | 31.0 | 28.0 |
混凝土抗压强度试验结果（MPa） | 28d | 45.7 | 40.6 | 30.6 | 25.0 | 24.1 |
56d | 50.6 | 46.9 | 39.2 | 31.9 | 28.8 |
推算结果与试验结果之差（MPa） | 28d | -1.9 | -1.3 | 拉什迪4.1 | 6.0 | 3.9 |
56d | -6.8 | -7.6 | -4.5 | -0.9 | -0.8 |
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表3 胶凝材料56d强度推算结果与混凝土56d实际强度对比
水胶比 | 0.38 | 0.42 | grf0.47 | 0.52 | 0.57 |
用水胶比公式推算的混凝土强度（MPa） | 50.4 | 45.2 | 39.9 | 35.7 | 32.2 |
试验结果（MPa） | 50.6 | 46.9 | 生物气溶胶 39.2 | 31.9 | 28.8 |
推算结果与试验结果之差（MPa） | 小笠原岛-0.2 | -1.7 | 0.7 | 3.8 | 3.4 |
| 现代主义美术 | | | | |
根据表2、表3可得出，当水胶比低于0.5时，以胶凝材料28d胶砂强度所推算出的混凝土强度值要比实际试验所得到的56d抗压强度低4-8MPa，但与混凝土28d抗压强度结果只相差1-4MPa，而以56d胶砂强度推算出的混凝土强度值与实际混凝土56d抗压强度结果相差2MPa以下。当水胶比高于0.5时以胶凝材料28d抗压强度来解释混凝土56天的抗压强度显得更为合理，但是以56d胶砂强度推算出的结果与混凝土56d抗压强度的试验值之差也在4MPa以内，所以以胶凝材料56d抗压强度值来解释混凝土56d的抗压强度值也是合理的。在此可以证明前面的假设2也是成立的：试验所得出的混凝土抗压强度值与通过水胶比计算公式推算出相对应龄期的混凝土抗压强度是相吻合的。
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