谈谈粉煤灰需水量比测试方法

需水量比是体现粉煤灰质量的重要参数之一，粉煤灰需水量的大小直接影响混凝土用水量。粉煤灰品种不同，厂家不同，其质量存在差异造成粉煤灰的需水量比也不相同。粉煤灰需水量比试验方法是通过内掺一定比例粉煤灰的试验胶砂与不掺粉煤灰的对比胶砂两者流动度达到规定区间时胶砂用水量之比，以此比值来划分粉煤灰所属等级的试验方法。

（一）现行规范对粉煤灰需水量比的测定方法

测定粉煤灰对混凝土用水量影响最简单的方法就是将粉煤灰掺入胶凝材料中，直接进行配合比对比试验，当混凝土拌和物的坍落度相同时，受检混凝土的用水量与基准混凝土的用水量之比即为粉煤灰需水量，此种方法最直接准确，但工作量大，不利于粉煤灰质量检测。自我国现行规范中，主要采用胶砂流动度法检测粉煤灰需水量比。这种方法虽然较混凝土方法方便，但不同的规范采用的试验方法不同，从配比到流动度都有一定的差异。

（1）《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596-2017

原材料，水泥，强度等级42.5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥且按表1配制的对比胶砂流动度（L0）在145mm～155mm内；粉煤灰，样品粉煤灰；砂子，0.5～1.0mm中级砂，由ISO标准砂筛分得到；水，纯净水。测定时各原材料配合比计量见表1。

表1  粉煤灰需水量比测试方法及材料用量

分别试验测试砂浆流动度。当试验胶砂流动度达到对比胶砂流动度（L0）的±2mm时，记录此时的加水量（m）；当试验胶砂流动度超过对比胶砂流动度的（L0）±2mm时，重新调整试验胶砂流动度达到对比胶砂流动度（L0）的±2mm为止。需水量比按公式计算：

X=m/125×100%

式中：X——需水量比，%；

m——试验胶砂流动度达到对比胶砂流动度（L0）的±2mm的加水量，单位未克（g）；125——对比胶砂的加水量，单位为克（g）。

在实践中发现，GB/T1596-2017《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》规范的附录A的试验方法中中认为：对比胶砂加入125ml水可以使其流动度满足145mm～155mm，因为只有达到同样相似流动度才有意义。在实际的试验中发现：以P.O 42.5 水泥为试验用水泥，加入125ml 水时，其流动度往往超过145mm～155mm的范围，甚至有些水泥流动度超过200mm。因此，认为GB/T1596-2017《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》规范的附录A中，规定的粉煤灰需水量比的计算公式方法有待商榷。将公式中对比胶砂125g的用水量改成对比砂流动度达到145mm～155mm时的加水量，（g），再进行计算才合适。

《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB1596-2017)中测定方法存在以下不便。①标准砂采用GB/T17671规定的0.5～1.0mm的中级砂，需要对标准砂进行筛分，过程繁琐，标准砂浪费严重，试验成本增加，且由于人工筛分增加了误差的引入机会；②基准胶砂的用水量125mL并不一定能使胶砂的流动度达到145mm～155mm的范围；③受检胶砂的流动度达到145mm～155mm的范围需要多次调整才能够达到，每次都用标准砂浪费严重。所以，该规范所给的方法繁琐，不能达到快速测定的目的。

（2）《高强高性能混凝土用矿物外加剂》(GB/T18736-2017)

原材料：水泥，基准水泥；粉煤灰，样品粉煤灰；砂子，ISO标准砂；水，纯净水。测定时各原材料配合比计量见表2。

表2  粉煤灰需水量比测试方法及材料用量

需水量比计算公式：

RW=Wt/225×100%

式中：Rw——受检胶砂的需水量比，%；

Wt——受检胶砂的用水量，单位为克（g）；

225——基准胶砂的用水量，单位为克（g）。

《高强高性能混凝土用矿物外加剂》(GB/T18736-2017)中粉煤灰需水量比的测定方法与GB1596-2017所给的方法相比只是标准砂不用筛分，减少了误差引入的机会。在配比上，基准胶砂配比也是定水量，用量为225mL。并且调整受检胶砂流动度在基准胶砂流动度上下5mm时的用水量仍需要进行多次调整，依然存在标准砂浪费等问题。

（二）总结适用混凝土公司的检验方法

规范给出的两种检测粉煤灰试验方法，都存在一定的不足，不能适应混凝土公司进货量大，需要快速检验的特点。因此，需要混凝土技术人员根据实践总结出适用于自身的检测方法，必要时再按标准法进行复检。混凝土公司总结自己适用方法时，应注意和标准给定的方法对比，确定方法与标准的误差，便于控制质量。例如：

表3  粉煤灰需水量比测试方法及材料用量

分别试验测试基准与受检胶砂的流动度，再对比两者的流动度比：

Rl=L0/L×100%

式中：Rl——两者砂浆流动度比值，%；

L0——基准胶砂流动度，单位（mm）；

L——受检胶砂流动度，单位（mm）。

当两者比值小于100%时，说明粉煤灰需水量小于100%；当两者比值大于100%时，说明粉煤灰需水量大于100%。若两者比值大于110%时，应采用规范的检验方法确定是否符合相关质量标准，是否需要退货。

混凝土技术人员也可以总结其他适合自己的方法，如综合颜色，细度等进行验收。

（三）粉煤灰需水量比的影响因素

（1）细度对粉煤灰需水量比的影响

细度是体现粉煤灰颗粒大小的一个主要指标，较细的粉煤灰可以填充到水泥浆体中，改善水泥浆的孔结构。用45μm筛筛余来表征粉煤灰的细度，筛余值越大，则表示粉煤灰颗粒越粗，筛余值小，则细度小，比表面积大。粉煤灰细度对其需水量的影响主要是两个方面博弈的结果，一方面细度越细，比表面积就越大，表面吸水就越多；另一方面粉煤灰细颗粒的填充作用使水泥与粉煤灰的综合空隙率减小，需水量减小。两者哪方面起主要作用，对需水量表现就不同。粉煤灰的需水量比并不与细度成线性增长关系，随着细度的增大而逐渐增大，而是在一定范围内随细度的增大而增大，如在细度小于20%时随着细度的增大而增大，随后会出现一个不寻常的点，再之后又随细度的增大而增大。虽然细度对粉煤灰需水量影响很大，但还不能起到决定性的作用，还要考虑其他因素(如烧失量)对需水量的影响。

（2）烧失量对粉煤灰需水量比的影响

烧失量(英文简写LOI)，这里指将粉煤灰放入高温炉中在1000℃±50℃灼烧1～2h后失去的重量百分数。是表征粉煤灰中未燃尽的有机物包括含碳粒多少的重要指标。通常人们认为粉煤灰烧失量越大，则其中含未燃尽碳量越多，因而导致需水量增大。粉煤灰的需水

量比基本上随烧失量的增大而呈线性的增大，相关系数高达0.95。这表明烧失量对粉煤灰的需水量有负面影响，这主要是因为烧失量大的粉煤灰中未燃尽碳量高，而碳粒本身粗大而多孔，且无胶凝性，因而容易吸水，从而导致粉煤灰的需水量大。这提示我们尽量不要采用烧失量大的粉煤灰作为混凝土的掺合料，否则会增大拌制混凝土时的用水量，从而给混凝土的各项性能带来负面影响，如降低强度、增大干缩等混凝土重要性能。

（3）颗粒形态

粉煤灰需水量比与粉煤灰的颗粒形貌有很大关系。高品质粉煤灰以球形颗粒为主，表面光滑，多孔组分很少。粉煤灰中表面光滑的球形颗粒越多，相应需水量比越少，而多孔颗粒越多，则需水量比也必然增加。