混凝土架构模型

王立久教授提出混凝土组分‘三园模型’，即混凝土是由粗集料架构、砂浆和界面过渡区组合而成，混凝土的强度来自于三者的贡献。由水泥石和细集料组成的砂浆我们称其为‘混凝土砂浆’。其中粗集料架构就是指粗集料的构架，是指粗集料的空间排布，起“增强效应”，相当于人体的“骨架”，而混凝土中的砂浆则相当于连接骨骼的“肌肉”，其中细集料就相当于‘肌肉纤维’，在架构模型中起增强水泥石作用，混凝土砂浆起固胶结粗集料架构作用。粗集料与混凝土砂浆存在界面过渡区。

这就像一个人由骨架、肌肉和关节，三者缺一不可。只有肌肉而没有骨架，就是一滩废肉。如果只有骨架没有肌肉那更是可怕。关节是完成人体功能的关键，没有关节将一事无成，混凝土也是一样界面过渡区至关重要。

混凝土架构模型所确定混凝土称其为架构混凝土。架构混凝土一个极为重要参数是‘砂浆比’，及细集料体积与水泥浆的比值，它决定着混凝土一切性态，包括强度和耐久性。‘砂浆比的偏离’更是重要的概念，所谓偏离是指混凝土砂浆与所用水泥胶砂组分的差值。我们可以把用标准砂浇制的混凝土成为‘标准混凝土’。这样就建立起一个可比较的混凝土，使得以往研究成果就具有很好的可比性。

根据混凝土架构模型理论，其实混凝土研究没有必要全方位的进行或者是重复的进行，浪费大量人力和物力，甚至财力。有了混凝土架构模型理论，只要研究砂浆就够了，特别是砂浆比的偏离。

混凝土架构模型理路论开拓一个崭新研究和应用领域，当然这还需要更多同行共同努力。2100433B

传统混凝土理论主要是水泥石理论，已经存在近二百年，即认为混凝土是由水泥石；集料构成，这必然提出一个极为重要参数---水灰比，使得一些科学现象都用水泥石理论进行解释。这实质上误导了混凝土的各个组分对混凝土性能的贡献，也夸大了水灰比的作用。从数学角度，混凝土中三个基本参数除单位用水量外其它两个必须做出一种规定，否则出自一个方程无法确定三个参数，不得不增加砂率和水灰比参数，说明三参数实质上也是为了数学而提出的。基于水泥石强度作为混凝土强度主要贡献者，因此水灰比可直接由混凝土设计强度获得，但关键参数‘水灰比’也并非像保罗米公式描述的那样与混凝土强度呈线性关系，特别是高强混凝土更是如此。砂率基于两个原因求得，一是集料密实填充；二是混凝土强度要求。这是因为砂率分为质量砂率（我国采用）和体积砂率（欧美采用），且有最佳砂率之说。体积砂率是根据水灰比由单位用水量先期获得的水泥用量一定条件下依据最佳细度模数得到的最佳砂石比确定的。本质上，优先利用混凝土强度确定水泥用量，再确定砂石比也是密实填充的过程，满足保罗米级配。体积砂率和质量砂率理念一致，只差集料密度比而已。

水泥石强度并不直接反应水泥的胶凝性，只有与细集料才会体现，就像水泥胶砂强度一定使用标准砂一样。单纯一个水灰比并不能充分体现混凝土的强度，因此就有混凝土强度与水灰比的非线性问题，只有同时考虑水灰比和细集料，才能较完善地反映对混凝土的强度贡献，这就是后面提到的砂浆比参数。

采用结构参数架浆比,即用粗集料与水泥和细集料质量分数的比值取代水灰比、灰砂比取代砂率,建立了以架浆比N、灰砂比S/C偏离、单位用水量W为基本参数的混凝土架构设计理论的数学模型。该模型是在揭示混凝土宏观结构本质的物理模型基础上建立的数学模型,能更充分地体现混凝土中各材料组分对混凝土整体性能的真正意义上的贡献,这为混凝土研究又开辟了崭新的领域,也为混凝土数字化设计奠定了坚实的理论基础。

基于混凝土架构模型的混凝土破坏过程和徐变仿真、硅酸盐水泥水化过程计算机模拟、集料表面带分子动力学模拟等研究，探索和解释水泥水化微观结构与宏观性能内在联系。2100433B

大连理工大学建筑材料研究所王立久教授于2003年最早提出“混凝土架构模型理论”模型，为混凝土配合比设计研究提供了新的平台。

21世纪，水泥混凝土仍然是建筑材料主体。自1824年以来的发展，混凝土的一些理论与学说推动了混凝土学科的发展，如：结构模型理论、强度或力学本构理论、徐变理论、断裂力学理论、细观力学理论、复合材料理论以及涉及耐久性的一些学说等。我国混凝土学奠基人吴中伟院士的《大中心质学说》，以其深邃的见地将是这一新理论的基础。基于“水泥石”概念而推演的混凝土理论将成为过去。“水灰比”和“砂率”作混凝土的基本参数也将完成它的历史使命，取而代之将是由王立久提出的架浆比（即粗集料与水泥和细集料之比）和胶砂的砂灰比的偏离。混凝土的研究将从粗集料架构模型、胶砂偏离和界面三方面展现出一个全新的领域。混凝土新的架构模型将奠定混凝土新理论的诞生，并将由此演化出一系列新成果。

本标准规定了智慧城市ICT架构和参考模型，包括智慧城市中的信息流及其ICT层次架构、参考模型和典型用例。 2100433B