混凝土架構模型

為此王立久教授提出混凝土組分‘三園模型’，即混凝土是由粗集料架構、砂漿和界面過渡區組合而成，混凝土的強度來自於三者的貢獻。 架構混凝土一個極為重要參數是‘砂漿比’，及細集料體積與水泥漿的比值，它決定著混凝土一切性態，包括強度和耐久性。 有了混凝土架構模型理論，只要研究砂漿就夠了，特別是砂漿比的偏離。

混凝土架構模型理論是由大連理工大學建築材料研究所王立久教授提出的，並由多名研究生、博士生參與，專門對其理論和試驗研究。傳統混凝土理論主要是水泥石理論，已經存在近二百年，即認為混凝土是由水泥石、集料構成，這必然提出一個極為重要參數---水灰比，使得一些科學現象都用水泥石理論進行解釋。這實質上誤導了混凝土的各個組分對混凝土性能的貢獻，也誇大了水灰比的作用。從數學角度，混凝土中三個基本參數除單位用水量外其它兩個必須做出一種規定，否則出自一個方程無法確定三個參數，不得不增加砂率和水灰比參數，說明三參數實質上也是為了數學而提出的。基於水泥石強度作為混凝土強度主要貢獻者，因此水灰比可直接由混凝土設計強度獲得，但關鍵參數‘水灰比’也並非像保羅米公式描述的那樣與混凝土強度呈線性關係，特別是高強混凝土更是如此。砂率基於兩個原因求得，一是集料密實填充；二是混凝土強度要求。這是因為砂率分為質量砂率（我國採用）和體積砂率（歐美採用），且有最佳砂率之說。體積砂率是根據水灰比由單位用水量先期獲得的水泥用量一定條件下依據最佳細度模數得到的最佳砂石比確定的。本質上，優先利用混凝土強度確定水泥用量，再確定砂石比也是密實填充的過程，滿足保羅米級配。體積砂率和質量砂率理念一致，只差集料密度比而已。
水泥石強度並不直接反應水泥的膠凝性，只有與細集料才會體現，就像水泥膠砂強度一定使用標準砂一樣。單純一個水灰比並不能充分體現混凝土的強度，因此就有混凝土強度與水灰比的非線性問題，只有同時考慮水灰比和細集料，才能較完善地反映對混凝土的強度貢獻，這就是後面提到的砂漿比參數。
為此王立久教授提出混凝土組分‘三園模型’，即混凝土是由粗集料架構、砂漿和界面過渡區組合而成，混凝土的強度來自於三者的貢獻。由水泥石和細集料組成的砂漿我們稱其為‘混凝土砂漿’。其中粗集料架構就是指粗集料的構架，是指粗集料的空間排布，起“增強效應”，相當於人體的“骨架”，而混凝土中的砂漿則相當於連線骨骼的“肌肉”，其中細集料就相當於‘肌肉纖維’，在架構模型中起增強水泥石作用，混凝土砂漿起固膠結粗集料架構作用。粗集料與混凝土砂漿存在界面過渡區。
這就像一個人由骨架、肌肉和關節，三者缺一不可。只有肌肉而沒有骨架，就是一灘廢肉。如果只有骨架沒有肌肉那更是可怕。關節是完成人體功能的關鍵，沒有關節將一事無成，混凝土也是一樣界面過渡區至關重要。
混凝土架構模型所確定混凝土稱其為架構混凝土。架構混凝土一個極為重要參數是‘砂漿比’，及細集料體積與水泥漿的比值，它決定著混凝土一切性態，包括強度和耐久性。‘砂漿比的偏離’更是重要的概念，所謂偏離是指混凝土砂漿與所用水泥膠砂組分的差值。我們可以把用標準砂澆制的混凝土成為‘標準混凝土’。這樣就建立起一個可比較的混凝土，使得以往研究成果就具有很好的可比性。
根據混凝土架構模型理論，其實混凝土研究沒有必要全方位的進行或者是重複的進行，浪費大量人力和物力，甚至財力。有了混凝土架構模型理論，只要研究砂漿就夠了，特別是砂漿比的偏離。
混凝土架構模型理路論開拓一個嶄新研究和套用領域，當然這還需要更多同行共同努力。