胶体,作为具有活性或潜在活性的粉料,在混凝土领域内扮演着重要角色。原先仅含水泥的混凝土,其强度及长期性能主要受水泥用量与用水量的比例影响。随着其他掺合料的加入,特别是粉煤灰采用超量替代后,水灰比与水胶比这两个概念开始被引入。
水灰比是混凝土强度关系的基础体现,它体现了原料间的力量平衡。而水胶比则更进一步地反映了浆体中胶体与用水量的精确关系。由于胶体中各种掺合料的活性差异,水胶比成为了评估混凝土性能如强度、耐久性及工作性的关键参数。
混凝土配合比设计时,必须考虑前期塑形阶段的性能以及后期的力学性能、体积稳定性和耐久性。这两个阶段对混凝土的要求有所不同,有时甚至存在矛盾。在选择配合比参数时,需要综合考虑各种因素。
水胶比是混凝土配合比设计的重要一环。它直接关联到混凝土的工作性、强度和耐久性。通过调整掺合料的比例,可以确定合适的水胶比,从而满足混凝土的工作性能要求,同时保证其耐久性和强度。
掺合料的活性指数是变化的,它受到掺合料之间的相互影响、不同的龄期和掺配方案的影响。细度不同的掺合料可以调整胶凝材料的填充效果,从而影响水灰比和胶凝材料的用量。掺合料的潜在水化反应可能在规定龄期内未完全发挥,可以作为强度储备或在需要降低水化热的混凝土中单独考虑。
在确定掺合料掺量后,可以通过检验该掺量下的胶凝材料现有胶砂强度,来评估混合胶凝材料的实际抗压强度,并将其代入水灰比公式中以确定水灰比。尽管水灰比公式在剔除掺合料活性指数的影响后仍适用于高性能混凝土,但在实际操作中仍需谨慎处理各种因素。
水胶比决定了混凝土的耐久性和抗渗性能。通过固定水胶比或水灰比,可以根据需要的工作性能和强度等级调整掺合料比例,以满足混凝土的耐久性、工作性能和强度要求。
对于骨料中不可避免的细颗粒,虽然其中一部分不具活性仅起填充作用,但在计算水胶比时仍需考虑其影响。这些细颗粒的增加可能会影响实际水胶比的大小,因此在控制有效水胶比时,应将这部分细颗粒计入胶凝材料中。