[科普中国]-埃布尔姆定律

埃布尔姆定律，英文为Abrams' law，又称艾布拉姆斯定律，即为著名的“水灰比定律”。1918年，由美国波特兰水泥协会( PCA ) 创建初期的混凝土专家阿伯拉姆氏（Abrams）提出的。基本内容为：“在一定的材料和试验条件下, 只要混凝土混合物是塑性的, 混凝土的强度则取决于拌和水的数量。”12

简介普通混凝土是由水、水泥、砂、石和外加剂等主要材料组成，材料用量之间存在着三个主要技术参数，即水灰比(W/C)、砂率和单位用水量。水灰比(W/C)是指单位混凝土拌合物中，水与水泥的重量之比。它对塑性混凝土强度发展起着决定作用。这一著名的水灰比定律是由美国混凝土专家艾布拉姆斯(D．A．Dabrams)提出来的，他提出：在其他材料给定的情况下，塑性混凝土的强度取决于拌合水的用量，即水灰比越大，混凝土强度越低1。

发展1934年波特兰水泥协会重申水灰比定律应是:“在一定的工作条件下，集料品质和配合比不变时，塑性混凝土的强度与其它性质，都可由水灰比决定”。而后又将水灰比值从体积比改为重量比。3

主要评价尽管如此，在实际应用中，阿伯拉姆氏的水灰比定律提出以后，还是比水泥空隙学说能为较多的人所接受。这既非阿伯拉姆氏的侥幸，也非当年确有国际学术交流隔阂，识传送迟缓等客观情况。现在看来，要还是个“适应技术”的问题，这可从大量有关资料的查考中，见不少的端倪。

严格地说，阿伯拉姆氏的水灰比定提出时，已有足够多的实验数据，并制成系统的曲线，导出可以定量的公式，但与其它自然科学一般的定律比较，容易发现它的破绽，似乎还不足以达到称之为定律的程度。比如，当时阿伯拉姆氏认为混凝土强度与集料的粒径和用量都无关系，只有当集料的性质影响到混凝土的需水量时，才能间接地影响混凝土的强度；后来有人就从这一点出发，指出在水灰比定律中过于简化了影响混凝土强度的各项因素的关系，特别是忽视了集料的作用。

其实，对水灰比定律提出的种种指责，都还没有从根本上撼动这个定律在实用中的地位。但看水灰比定律的形成过程:阿伯拉姆氏是为混凝土配合设计的要而提出来的，有人评论当时阿伯拉姆氏对混凝土技术一举作出三大贡献，一是水灰比定律，二是细度模数配合设计法，三是坍落度试验法；但是比较成功的只有两个半。其中水灰比定律和坍落度试验两者一直被沿用，当然是属于成功的，但是细度模数配合设计法却嫌不够简捷，而用细度模数估计细集料的粗细程度，大家还认为有一定的实用价值，只能算半个。因此说多少年来实践考验证实，用水灰比定律的公式，估算混凝土强度，用水灰比最大限值，保证混凝土耐久性，确是简单而有实际效益的。

再从近代理论上说，水泥浆体的强度取决于水灰比和水泥的水化程度，但水化程度相同的水泥浆体，其强度就主要取决于水灰比。至于混凝土的强度，固然是取决于水泥浆体的强度，还有浆体和集料界面的结合强度，也还有集料的影响。浆体强度既取决于水灰比，同时水灰比也对界面强度起决定性的作用，因此说，若不考虑集料的影响，那么混凝土的强度还是主要取决于水灰比。再说一般集料的强度总是远远超过水泥浆体的强度，于是在普通混凝土中集料对混凝土强度影响的程度是有限的，所以对于集料最大粒径在一定范围内(10~30毫米)的普通混凝土的强度而言，水灰比仍是主要的影响因素。当然，采用粒径较大的粗集料或者应用轻集料时，水灰比与强度的关系式中，常数A和B，就要加以修正了。

这样，从实效来看，可以认为阿伯拉姆氏独具慧眼，是首先识别水灰比实用价值的重要历史人。3

本词条内容贡献者为:

黄伦先 - 副教授 - 西南大学