國內(nèi)外水泥標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展動(dòng)態(tài)
一、日本水泥標(biāo)準(zhǔn)狀況
基于對(duì)國際標(biāo)準(zhǔn)的重新認(rèn)識(shí),日本水泥標(biāo)準(zhǔn)也在原ASTM標(biāo)準(zhǔn)體系的基礎(chǔ)上向歐洲標(biāo)準(zhǔn)體系靠攏,并從1995年制定了促進(jìn)JIS和ISO標(biāo)準(zhǔn)的整合的標(biāo)準(zhǔn)修訂計(jì)劃,此次修訂工作包括物理方法標(biāo)準(zhǔn)及水泥產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),工作重點(diǎn)就是水泥膠砂強(qiáng)度采用ISO標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于凝結(jié)時(shí)間測(cè)定方法,由于JIS與ISO測(cè)定結(jié)果差異小,所以標(biāo)準(zhǔn)正文仍用JIS法,ISO法列入附件。安定性檢驗(yàn)方法JIS規(guī)定為試餅法,而ISO規(guī)定是雷氏法,決定仍以試餅法為主體,雷氏法則作為標(biāo)準(zhǔn)附件。修訂后的日本水泥標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)是:(1)水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)方法等同采用了.ISO標(biāo)準(zhǔn),為此日本要從澳大利亞進(jìn)口原砂制備日本ISO標(biāo)準(zhǔn)砂;(2)水泥品種分類既參照了ASTM標(biāo)準(zhǔn),又參照了EN標(biāo)準(zhǔn)。如其中JISR5210《波特蘭水泥》就參照ASTMC150將水泥分為5類:普通、早強(qiáng)、超早強(qiáng)、中熱、低熱、抗硫波特蘭水泥;而JISR5211高爐礦渣水泥、JISR5212火山灰水泥、JISR5213粉煤灰水泥則是參照EN197,根據(jù)各種混合材料的摻加量將水泥分為A類、B類、C類,礦渣最大允許摻量為70%,火山灰和粉煤灰最大允許摻量為30%;(3)允許摻0-5%外加物。
由于水泥工業(yè)能夠利用其他產(chǎn)業(yè)不能利用約、對(duì)環(huán)境造成大負(fù)荷的廢棄物,因此日本高度重視水泥工業(yè)為構(gòu)筑循環(huán)型社會(huì)發(fā)揮的作用,于2003年頒布實(shí)施了可增加廢棄物使用量的JISR5214《生態(tài)水泥》。
二、歐洲水泥標(biāo)準(zhǔn)狀況
歐洲標(biāo)準(zhǔn)是由歐共體(EEC)于1969年發(fā)起的。1973年將此任務(wù)交給歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)(CEN),并委托CEN/IE51(水泥與建筑石灰)負(fù)責(zé)制定西歐國家包括EEC的成員國的水泥標(biāo)準(zhǔn)。在上世紀(jì)年代中期進(jìn)行了第一次調(diào)查,結(jié)果表明:在西歐各國采用不同來源的原料,在不同氣候條件、不同社會(huì)文化背景條件下,使用了許多種類的水泥,修建了風(fēng)格各異的典型建筑。在一般和特殊場(chǎng)合使用者對(duì)已有的許多品種水泥都較滿意。于是80年代初期,CEN/TC51決定把在絕大多數(shù)西歐國家已生產(chǎn)和使用多年的水泥品種都包括在水泥標(biāo)準(zhǔn)中,并于1989年提出了草案,但未獲得必要的多數(shù)通過,原因是還有些國家認(rèn)為應(yīng)包括他們已有國家標(biāo)準(zhǔn)的、傳統(tǒng)的、所有好用的水泥品種,以消除貿(mào)易壁壘。1990年CEN/TC51進(jìn)行了第二次調(diào)查,當(dāng)時(shí)有50多種水泥已有國家標(biāo)準(zhǔn)。其中有的已生產(chǎn)和使用幾十年,證實(shí)了他們的耐久性,有的水泥僅生產(chǎn)幾年,制定國標(biāo)也僅1~2年,因此提出了形成標(biāo)準(zhǔn)的原則:
1.將通用水泥和特種水泥分開,EN197-1只包括通用水泥。
2.已被國家標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)確認(rèn)的、傳統(tǒng)的和使用廣泛的所有通用水泥(不包括僅生產(chǎn)幾年和制定國標(biāo)僅1-2年的水泥)。
3.這些水泥的硬化主要是依靠硅酸鈣的水化。
4.標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容包括:水泥的組成、技術(shù)要求和合格評(píng)定準(zhǔn)則。CEN/CENELEC內(nèi)部規(guī)定,下列國家的國家標(biāo)準(zhǔn)化組織必須執(zhí)行歐洲標(biāo)準(zhǔn):奧地利、比利時(shí)、捷克、丹麥、荷蘭、法國、德國、希臘、冰島、愛爾蘭、意大利、盧森堡、芬蘭、挪威、葡萄牙、西班牙、瑞典、英國、瑞士等19個(gè)歐洲國家。不久前又有10個(gè)國家加入了歐盟。由此可以看出歐洲標(biāo)準(zhǔn)是歐洲各國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)商的產(chǎn)物。
歐洲標(biāo)準(zhǔn)的主要特點(diǎn):
(1)歐洲標(biāo)準(zhǔn)ENl97-《通用水泥的組成、規(guī)格要求和合格評(píng)定準(zhǔn)則》將通用水泥分為5類:波特蘭水泥(CEMⅠ)、波特蘭復(fù)合水泥(CEMⅡ)、高爐水泥(CEMⅢ)、火山灰水泥(CEMⅣ)、復(fù)合水泥(CEMⅤ)。
(2)混合材涵蓋為礦渣、硅灰、粉煤灰、火山灰、燒頁巖、石灰石等,這些混合材的最高摻量分別為95%(高爐礦渣)、55%(火山灰)35%(粉煤灰、石灰石、燒頁巖)、10%(硅灰);其中英國通用水泥標(biāo)準(zhǔn)直接采用了EN197;德國DIN1164P1《水泥標(biāo)準(zhǔn)第一部分:成分、要求》則結(jié)合國情引用了歐洲標(biāo)準(zhǔn)中三大類12個(gè)品種水泥。
(3)歐洲標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)混合材料種類和摻量將水泥品種劃分得很細(xì),達(dá)27種通用水泥。
(4)歐洲標(biāo)準(zhǔn)除32.5等級(jí)設(shè)置為7天、28天,其余等級(jí)均為2天、28天。
(5)歐洲通用水泥CEMⅡ類中,混合材料摻量6%~20%的9種水泥大體上相當(dāng)于我國的普通水泥。CEMⅡ類中混合材料摻量21%-35%的8種水泥,同我國的礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥和復(fù)合水泥生產(chǎn)中實(shí)際混合材料摻加置大體一致。
(6)歐洲通用水泥CEMⅢ、CEMⅣ、CEMV的三類水泥主要是混合材料單摻和復(fù)摻時(shí)摻加量較多的水泥(如大于36%)。
三、美國水泥標(biāo)準(zhǔn)狀況
美國標(biāo)準(zhǔn)一直自成體系,水泥標(biāo)準(zhǔn)也不例外,從水泥產(chǎn)品分類、技術(shù)指標(biāo)及性能檢驗(yàn)方法與歐洲標(biāo)準(zhǔn)體系及ISO標(biāo)準(zhǔn)有較大差別。(1)主導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)ASTMC150《波特蘭水泥》依據(jù)水泥性能將水泥分為5類:Ⅰ型(普通)、Ⅱ型(中抗硫、中熱)、Ⅲ型(高早強(qiáng))、Ⅳ型(低熱)、V型(高抗硫);每類又分為引氣和非引氣兩種;(2)規(guī)定了熟料礦物組成的限量;(3)水泥安定性采用壓蒸安定性試驗(yàn)方法檢驗(yàn);水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)方法采用50mmx50mmx50mm的立方試體抗壓強(qiáng)度;(4)水泥強(qiáng)度不分等級(jí),強(qiáng)度齡期設(shè)置有1天、3天、7天、28天,依據(jù)不同類型水泥選擇其中2-3個(gè)齡期等。
隨著世界各國“采標(biāo)”步伐的加快,美國也采取了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施,除積極參與ISO、IEC組織的活動(dòng),承擔(dān)秘書處工作外,一方面努力將美國標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為ISO標(biāo)準(zhǔn),力圖改變歐洲在ISO標(biāo)準(zhǔn)中的主導(dǎo)地位,美國的工作是卓有成效的,如ANSI/API10A已轉(zhuǎn)化為ANSVAPI10A/IS010426-1-2001;另一方面則在標(biāo)準(zhǔn)體系中溶入ISO標(biāo)準(zhǔn),如美國水泥標(biāo)準(zhǔn)一直是不允許加入任何外摻物的,但水泥中摻加混合材料不僅可以利用工業(yè)廢棄物并且調(diào)節(jié)性能,因此在水泥生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)下,美國制定了允許摻加高爐礦渣、火山灰為混合材料的ASTMC595《混合水硬性水泥》。特別需要說明的是,在2004年最新頒布實(shí)施的ASTMCl50中允許加入5.O%的石灰石,這對(duì)于ASTMCl50來說是較大突破。不僅如此,在ASTMCll75-03《水硬性水泥標(biāo)準(zhǔn)性能規(guī)范》中將水泥分為六類:GU(普通)、HE(高早強(qiáng))、MS(中抗硫)、HS(高抗硫)、MH(中熱)、LH(低熱)。根據(jù)不同用途的水泥規(guī)定了細(xì)度、壓蒸安定性、凝結(jié)時(shí)間、含氣量、強(qiáng)度、水化熱、砂漿膨脹、抗硫酸鹽膨脹和強(qiáng)度值的上下限等技術(shù)指標(biāo)及相應(yīng)的試驗(yàn)方法,而沒有按ASTMCl50及ASTMC595對(duì)水泥熟料的組成、混合材的品種和摻量進(jìn)行規(guī)定,完全以水泥性能進(jìn)行驗(yàn)收。
綜上所述,世界水泥標(biāo)準(zhǔn)從多極化逐步實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一是必然趨勢(shì),水泥標(biāo)準(zhǔn)一體化具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)向1SO標(biāo)準(zhǔn)靠攏。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISOTC74水泥標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)已準(zhǔn)備頒布實(shí)施的水泥試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)有ISO679強(qiáng)度測(cè)定方法、ISO680化學(xué)分析方法、ISO863用于火山灰水泥的火山活性試驗(yàn)、IS09597凝結(jié)時(shí)間和安定性測(cè)定方法。據(jù)統(tǒng)計(jì),世界主要水泥生產(chǎn)國中已有65%的國家采用了IS0679水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法,另有11%的國家已決定采用;(2)通用水泥標(biāo)準(zhǔn)的命名和組成將逐漸趨向統(tǒng)一;(3)在國家標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定波特蘭水泥中允許摻加5%以下混合材。以往波特蘭水泥中是不允許摻加任何混合材料的,但自上世紀(jì)70年代初期世界出現(xiàn)能源危機(jī)后,許多西方工業(yè)發(fā)達(dá)國家從節(jié)能出發(fā)開始重視在水泥中摻加混合材。目前允許在波特蘭水泥中摻加5%以下礦渣、火山灰、粉煤灰或石灰石的國家有美國、日本、南朝鮮、南非、奧地利、德國、荷蘭、法國等國家,并已列入ENV197中;我國在1992年修訂GB175標(biāo)準(zhǔn)時(shí)已允許在Ⅱ型硅酸鹽水泥中摻加5%以下的石灰石或礦渣;(4)在波特蘭水泥中摻加符合相關(guān)要求的混合材料生產(chǎn)混合材水泥已成為趨勢(shì);(5)按水泥強(qiáng)度劃分等級(jí)的越來越多。將水泥按強(qiáng)度劃分等級(jí)對(duì)合理使用水泥和保證配制混凝土的穩(wěn)定是十分有利的;(6)簡(jiǎn)化強(qiáng)度試驗(yàn)齡期。大多數(shù)國家標(biāo)準(zhǔn)中采展動(dòng)態(tài)用兩個(gè)強(qiáng)度試驗(yàn)齡期;(7)水泥強(qiáng)度的波動(dòng)范圍、均勻性和強(qiáng)度保證率已開始進(jìn)入國家標(biāo)準(zhǔn)條款中;(8)關(guān)于堿含量的規(guī)定。許多國家標(biāo)準(zhǔn)將堿含量的規(guī)定列人了標(biāo)準(zhǔn),但絕大多數(shù)規(guī)定的堿含量指標(biāo)是選擇性和有條件的,即當(dāng)水泥配制混凝土所用的集料具有活性而需要采用低堿水泥時(shí),才對(duì)水泥有堿含量限制的要求;(9)許多國家的標(biāo)準(zhǔn)中增加了Cl-指標(biāo)標(biāo)。四、我國水泥標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢(shì)我國統(tǒng)一的水泥標(biāo)準(zhǔn)誕生于1953年,1956年進(jìn)行第一次修訂,產(chǎn)生了以蘇聯(lián)“硬練法”為基礎(chǔ)的我國三大水泥標(biāo)準(zhǔn),即普通硅酸鹽水泥、礦渣水泥和火山灰水泥標(biāo)準(zhǔn);1977年組織了第二次修改,制定了我國水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)方法“軟練法”,以此為基礎(chǔ)產(chǎn)生了我國五大水泥標(biāo)準(zhǔn),此次標(biāo)準(zhǔn)修訂有效地促進(jìn)了我國水泥質(zhì)量提高,使全國水泥質(zhì)量普遍提高了一個(gè)標(biāo)號(hào);但隨著我國改革開放的深入發(fā)展,我國出口水泥、出口水泥生產(chǎn)技術(shù)日益增加,同時(shí)國外水泥也開始進(jìn)人中國市場(chǎng),這使我們認(rèn)識(shí)到我國水泥產(chǎn)品質(zhì)量與國際先進(jìn)水平相比確實(shí)存在較大差距,因此為了同國際接軌,提高我國水泥產(chǎn)品質(zhì)量,提高國際競(jìng)爭(zhēng)力,從上世紀(jì)80年代末90年代初開始進(jìn)行檢驗(yàn)方法等同、等效采用ISO方法的工作,如1989年頒布實(shí)施的GBl346《水泥凈漿稠度、凝結(jié)時(shí)間、安定性檢驗(yàn)方法》等效采用了ISO9597;1991年頒布實(shí)施的《水泥細(xì)度檢驗(yàn)方法》參照采用ISO/DIS10749。在此基礎(chǔ)上1991年對(duì)水泥標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂,將硅酸鹽水泥分為I型和Ⅱ型,Ⅰ型水泥的各項(xiàng)指標(biāo)參照ASTM標(biāo)準(zhǔn),Ⅱ型水泥指標(biāo)參照BS標(biāo)準(zhǔn),此次標(biāo)準(zhǔn)修訂使我國通用水泥產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到國際先進(jìn)水平。然而由于我國水泥強(qiáng)度仍沿用“軟練法”,使我國水泥強(qiáng)度數(shù)值與國外標(biāo)準(zhǔn)沒有可比性,因此1996年我國開始了強(qiáng)度檢驗(yàn)方法等同采用ISO標(biāo)準(zhǔn)的研究,1999年頒布了以新強(qiáng)度檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)為核心的六大通用水泥標(biāo)準(zhǔn),這標(biāo)志著我國水泥標(biāo)準(zhǔn)已基本與國際接軌。
我國GB176、GB1344、GB12958等六大通用水泥新標(biāo)準(zhǔn),干1999年發(fā)布實(shí)施,水泥生產(chǎn)、使用、科研、設(shè)計(jì)、質(zhì)檢、行政管理部門等針對(duì)新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后對(duì)于推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,提高水泥產(chǎn)品質(zhì)量所起的積極作用給予了充分肯定。然而在1998、1999年修訂標(biāo)準(zhǔn)時(shí)主要是配合我國水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)方法與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌,在原92版標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上只對(duì)水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)方法和強(qiáng)度等級(jí)進(jìn)行了修訂,大部分內(nèi)容維持92版本。這樣現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)在實(shí)施中一些問題就顯現(xiàn)出來,如(1)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了不同品種水泥混合材的摻加量并明確混合材摻量超過允許摻量為不合格品,但標(biāo)準(zhǔn)中卻沒有明確混合材摻加量的測(cè)定方法。盡管歐洲等國家標(biāo)準(zhǔn)也存在同樣的問題,由于我國水泥標(biāo)準(zhǔn)是強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn),因而這一問題就非常突出;(2)品種設(shè)置和強(qiáng)度等級(jí)不匹配,水泥企業(yè)按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定加入混合材料生產(chǎn)的32.5等級(jí)的普通硅酸鹽水泥強(qiáng)度就超等級(jí),由于水泥產(chǎn)品附加值很低,這樣一來水泥企業(yè)損失很大,因此水泥企業(yè)生產(chǎn)的普通硅酸鹽水泥中混合材料摻量超標(biāo)現(xiàn)象嚴(yán)重。鑒于現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)存在的問題,在此次國家標(biāo)準(zhǔn)清理整頓中,專家們一致提出六大通用水泥標(biāo)準(zhǔn)亟需修訂。由于此次標(biāo)準(zhǔn)修訂工作涉及大量試驗(yàn)研究,為了保證標(biāo)準(zhǔn)修訂工作的質(zhì)量,盡管目前標(biāo)準(zhǔn)修訂計(jì)劃還未下達(dá),但主要起草單位中國建筑材料科學(xué)研究院從2004年已開始著手試驗(yàn)研究工作,如:完成了水泥組分的定量測(cè)定方法的試驗(yàn)研究、在全國范圍內(nèi)對(duì)目前水泥生產(chǎn)狀況進(jìn)行調(diào)研,同時(shí)征求了修訂通用水泥標(biāo)準(zhǔn)的意見、收集整理國外主要國家水泥標(biāo)準(zhǔn)的最新動(dòng)態(tài)、進(jìn)行混合材摻量對(duì)水泥性能影響的研究等等,為下一步標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作奠定了良好的基礎(chǔ)。此次標(biāo)準(zhǔn)修訂的基本原則仍然是參照歐洲標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)試驗(yàn)研究結(jié)果重新調(diào)整品種、混合材摻量及強(qiáng)度等級(jí)等。修改后的標(biāo)準(zhǔn)一方面有利于科學(xué)、合理、規(guī)范利用工業(yè)廢棄物,同時(shí)要滿足工程對(duì)水泥品質(zhì)的要求。
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