需水量比是體現(xiàn)粉煤灰質(zhì)量的重要參數(shù)之一，粉煤灰需水量的大小直接影響混凝土用水量。粉煤灰品種不同，廠家不同，其質(zhì)量存在差異造成粉煤灰的需水量比也不相同。粉煤灰需水量比試驗(yàn)方法是通過內(nèi)摻一定比例粉煤灰的試驗(yàn)?zāi)z砂與不摻粉煤灰的對(duì)比膠砂兩者流動(dòng)度達(dá)到規(guī)定區(qū)間時(shí)膠砂用水量之比，以此比值來(lái)劃分粉煤灰所屬等級(jí)的試驗(yàn)方法。

（一）現(xiàn)行規(guī)范對(duì)粉煤灰需水量比的測(cè)定方法

測(cè)定粉煤灰對(duì)混凝土用水量影響最簡(jiǎn)單的方法就是將粉煤灰摻入膠凝材料中，直接進(jìn)行配合比對(duì)比試驗(yàn)，當(dāng)混凝土拌和物的坍落度相同時(shí)，受檢混凝土的用水量與基準(zhǔn)混凝土的用水量之比即為粉煤灰需水量，此種方法最直接準(zhǔn)確，但工作量大，不利于粉煤灰質(zhì)量檢測(cè)。自我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范中，主要采用膠砂流動(dòng)度法檢測(cè)粉煤灰需水量比。這種方法雖然較混凝土方法方便，但不同的規(guī)范采用的試驗(yàn)方法不同，從配比到流動(dòng)度都有一定的差異。

（1）《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596-2017

原材料，水泥，強(qiáng)度等級(jí)42.5的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥且按表1配制的對(duì)比膠砂流動(dòng)度（L0）在145mm～155mm內(nèi)；粉煤灰，樣品粉煤灰；砂子，0.5～1.0mm中級(jí)砂，由ISO標(biāo)準(zhǔn)砂篩分得到；水，純凈水。測(cè)定時(shí)各原材料配合比計(jì)量見表1。

表1  粉煤灰需水量比測(cè)試方法及材料用量

分別試驗(yàn)測(cè)試砂漿流動(dòng)度。當(dāng)試驗(yàn)?zāi)z砂流動(dòng)度達(dá)到對(duì)比膠砂流動(dòng)度（L0）的±2mm時(shí)，記錄此時(shí)的加水量（m）；當(dāng)試驗(yàn)?zāi)z砂流動(dòng)度超過對(duì)比膠砂流動(dòng)度的（L0）±2mm時(shí)，重新調(diào)整試驗(yàn)?zāi)z砂流動(dòng)度達(dá)到對(duì)比膠砂流動(dòng)度（L0）的±2mm為止。需水量比按公式計(jì)算：

X=m/125×100%

式中：X——需水量比，%；

m——試驗(yàn)?zāi)z砂流動(dòng)度達(dá)到對(duì)比膠砂流動(dòng)度（L0）的±2mm的加水量，單位未克（g）；125——對(duì)比膠砂的加水量，單位為克（g）。

在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，GB/T1596-2017《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》規(guī)范的附錄A的試驗(yàn)方法中中認(rèn)為：對(duì)比膠砂加入125ml水可以使其流動(dòng)度滿足145mm～155mm，因?yàn)橹挥羞_(dá)到同樣相似流動(dòng)度才有意義。在實(shí)際的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：以P.O 42.5 水泥為試驗(yàn)用水泥，加入125ml 水時(shí)，其流動(dòng)度往往超過145mm～155mm的范圍，甚至有些水泥流動(dòng)度超過200mm。因此，認(rèn)為GB/T1596-2017《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》規(guī)范的附錄A中，規(guī)定的粉煤灰需水量比的計(jì)算公式方法有待商榷。將公式中對(duì)比膠砂125g的用水量改成對(duì)比砂流動(dòng)度達(dá)到145mm～155mm時(shí)的加水量，（g），再進(jìn)行計(jì)算才合適。

《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB1596-2017)中測(cè)定方法存在以下不便。①標(biāo)準(zhǔn)砂采用GB/T17671規(guī)定的0.5～1.0mm的中級(jí)砂，需要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)砂進(jìn)行篩分，過程繁瑣，標(biāo)準(zhǔn)砂浪費(fèi)嚴(yán)重，試驗(yàn)成本增加，且由于人工篩分增加了誤差的引入機(jī)會(huì)；②基準(zhǔn)膠砂的用水量125mL并不一定能使膠砂的流動(dòng)度達(dá)到145mm～155mm的范圍；③受檢膠砂的流動(dòng)度達(dá)到145mm～155mm的范圍需要多次調(diào)整才能夠達(dá)到，每次都用標(biāo)準(zhǔn)砂浪費(fèi)嚴(yán)重。所以，該規(guī)范所給的方法繁瑣，不能達(dá)到快速測(cè)定的目的。

（2）《高強(qiáng)高性能混凝土用礦物外加劑》(GB/T18736-2017)

原材料：水泥，基準(zhǔn)水泥；粉煤灰，樣品粉煤灰；砂子，ISO標(biāo)準(zhǔn)砂；水，純凈水。測(cè)定時(shí)各原材料配合比計(jì)量見表2。

表2  粉煤灰需水量比測(cè)試方法及材料用量

需水量比計(jì)算公式：

RW=Wt/225×100%

式中：Rw——受檢膠砂的需水量比，%；

Wt——受檢膠砂的用水量，單位為克（g）；

225——基準(zhǔn)膠砂的用水量，單位為克（g）。

《高強(qiáng)高性能混凝土用礦物外加劑》(GB/T18736-2017)中粉煤灰需水量比的測(cè)定方法與GB1596-2017所給的方法相比只是標(biāo)準(zhǔn)砂不用篩分，減少了誤差引入的機(jī)會(huì)。在配比上，基準(zhǔn)膠砂配比也是定水量，用量為225mL。并且調(diào)整受檢膠砂流動(dòng)度在基準(zhǔn)膠砂流動(dòng)度上下5mm時(shí)的用水量仍需要進(jìn)行多次調(diào)整，依然存在標(biāo)準(zhǔn)砂浪費(fèi)等問題。

（二）總結(jié)適用混凝土公司的檢驗(yàn)方法

規(guī)范給出的兩種檢測(cè)粉煤灰試驗(yàn)方法，都存在一定的不足，不能適應(yīng)混凝土公司進(jìn)貨量大，需要快速檢驗(yàn)的特點(diǎn)。因此，需要混凝土技術(shù)人員根據(jù)實(shí)踐總結(jié)出適用于自身的檢測(cè)方法，必要時(shí)再按標(biāo)準(zhǔn)法進(jìn)行復(fù)檢?；炷凉究偨Y(jié)自己適用方法時(shí)，應(yīng)注意和標(biāo)準(zhǔn)給定的方法對(duì)比，確定方法與標(biāo)準(zhǔn)的誤差，便于控制質(zhì)量。例如：

表3  粉煤灰需水量比測(cè)試方法及材料用量

分別試驗(yàn)測(cè)試基準(zhǔn)與受檢膠砂的流動(dòng)度，再對(duì)比兩者的流動(dòng)度比：

Rl=L0/L×100%

式中：Rl——兩者砂漿流動(dòng)度比值，%；

L0——基準(zhǔn)膠砂流動(dòng)度，單位（mm）；

L——受檢膠砂流動(dòng)度，單位（mm）。

當(dāng)兩者比值小于100%時(shí)，說明粉煤灰需水量小于100%；當(dāng)兩者比值大于100%時(shí)，說明粉煤灰需水量大于100%。若兩者比值大于110%時(shí)，應(yīng)采用規(guī)范的檢驗(yàn)方法確定是否符合相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，是否需要退貨。

混凝土技術(shù)人員也可以總結(jié)其他適合自己的方法，如綜合顏色，細(xì)度等進(jìn)行驗(yàn)收。

（三）粉煤灰需水量比的影響因素

（1）細(xì)度對(duì)粉煤灰需水量比的影響

細(xì)度是體現(xiàn)粉煤灰顆粒大小的一個(gè)主要指標(biāo)，較細(xì)的粉煤灰可以填充到水泥漿體中，改善水泥漿的孔結(jié)構(gòu)。用45μm篩篩余來(lái)表征粉煤灰的細(xì)度，篩余值越大，則表示粉煤灰顆粒越粗，篩余值小，則細(xì)度小，比表面積大。粉煤灰細(xì)度對(duì)其需水量的影響主要是兩個(gè)方面博弈的結(jié)果，一方面細(xì)度越細(xì)，比表面積就越大，表面吸水就越多；另一方面粉煤灰細(xì)顆粒的填充作用使水泥與粉煤灰的綜合空隙率減小，需水量減小。兩者哪方面起主要作用，對(duì)需水量表現(xiàn)就不同。粉煤灰的需水量比并不與細(xì)度成線性增長(zhǎng)關(guān)系，隨著細(xì)度的增大而逐漸增大，而是在一定范圍內(nèi)隨細(xì)度的增大而增大，如在細(xì)度小于20%時(shí)隨著細(xì)度的增大而增大，隨后會(huì)出現(xiàn)一個(gè)不尋常的點(diǎn)，再之后又隨細(xì)度的增大而增大。雖然細(xì)度對(duì)粉煤灰需水量影響很大，但還不能起到?jīng)Q定性的作用，還要考慮其他因素(如燒失量)對(duì)需水量的影響。

（2）燒失量對(duì)粉煤灰需水量比的影響

燒失量(英文簡(jiǎn)寫LOI)，這里指將粉煤灰放入高溫爐中在1000℃±50℃灼燒1～2h后失去的重量百分?jǐn)?shù)。是表征粉煤灰中未燃盡的有機(jī)物包括含碳粒多少的重要指標(biāo)。通常人們認(rèn)為粉煤灰燒失量越大，則其中含未燃盡碳量越多，因而導(dǎo)致需水量增大。粉煤灰的需水

量比基本上隨燒失量的增大而呈線性的增大，相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.95。這表明燒失量對(duì)粉煤灰的需水量有負(fù)面影響，這主要是因?yàn)闊Я看蟮姆勖夯抑形慈急M碳量高，而碳粒本身粗大而多孔，且無(wú)膠凝性，因而容易吸水，從而導(dǎo)致粉煤灰的需水量大。這提示我們盡量不要采用燒失量大的粉煤灰作為混凝土的摻合料，否則會(huì)增大拌制混凝土?xí)r的用水量，從而給混凝土的各項(xiàng)性能帶來(lái)負(fù)面影響，如降低強(qiáng)度、增大干縮等混凝土重要性能。

（3）顆粒形態(tài)

粉煤灰需水量比與粉煤灰的顆粒形貌有很大關(guān)系。高品質(zhì)粉煤灰以球形顆粒為主，表面光滑，多孔組分很少。粉煤灰中表面光滑的球形顆粒越多，相應(yīng)需水量比越少，而多孔顆粒越多，則需水量比也必然增加。