淺談國外水泥添加劑標(biāo)準(zhǔn)（上）

　　世界各國水泥標(biāo)準(zhǔn)主要從屬于兩大體系，即歐洲標(biāo)準(zhǔn)體系（EN）和美國標(biāo)準(zhǔn)體系（ASTM）。根據(jù)有關(guān)協(xié)定，歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會（CEN）水泥和建筑石灰技術(shù)委員會（TC51）代表國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）水泥和建筑石灰技術(shù)委員會（TC74）起草標(biāo)準(zhǔn)，最后由ISO 成員國表決通過（至少有75%的成員國同意）。例如，我國GB /T17671“水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法”與ISO679等同，而ISO679又來自EN196-1。目前，ISO/TC74有36個國家，CEN/TC51有19個國家。世界上還有部分國家采用美國材料標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)（ASTM）。材料標(biāo)準(zhǔn)反映了一個國家的產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平，是技術(shù)開發(fā)和生產(chǎn)實(shí)踐的總結(jié)。我國水泥工業(yè)使用水泥添加劑要較發(fā)達(dá)國家晚20~30年，近幾年來我國對水泥添加劑的開發(fā)和使用取得了長足進(jìn)步，但仍存在不少問題。本文介紹的是國外水泥添加劑標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)真學(xué)習(xí)國外先進(jìn)的水泥添加劑標(biāo)準(zhǔn)，有助于這些問題的解決。

　　1.區(qū)分術(shù)語
　　要把水泥添加劑和砂漿、混凝土外加劑區(qū)分開來，前者是在水泥生產(chǎn)過程中摻加，后者是在水泥使用過程中加入，用“添加劑”和“外加劑”就能把兩者區(qū)分開來。水泥添加劑摻量一般不超過1%。而常用的混凝土外加劑有10多種，摻量差別很大。其中，引氣劑摻量為0.005%~0.015%，減水劑摻量為0.2%~1.5%，速凝劑摻量為2%~6%，膨脹劑摻量為6%~15%。水泥添加劑中的“添”字，中文含義是“少量加”的意思。另外，要區(qū)分水泥添加劑與大量使用的混合材（在水泥生產(chǎn)中加）及摻和料（在水泥使用中加）。要注意各國水泥文獻(xiàn)中所使用的專有名詞的區(qū)別，如在歐洲文獻(xiàn)中使用“additives ”表示水泥添加劑，美國文獻(xiàn)中則用“additions ”。“additions”在歐洲標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)中指的是大量加入的混合材，在美國、加拿大的文獻(xiàn)中用“mineraladmixtures”或“supplementarycementitiousmaterials”（補(bǔ)充膠凝材料）代表混合材或摻和料。對于混凝土外加劑，歐美都用“admixtures”。名詞術(shù)語的使用是約定俗成的事，不可能也沒有必要完全統(tǒng)一，但也不能隨意亂用，以免造成混亂或誤解。

　　2.國外水泥添加劑標(biāo)準(zhǔn)概況
　　歐洲通用水泥試標(biāo)準(zhǔn)E NV197-1：1995中把水泥添加劑（additives）作為水泥四大組分之一。水泥的四大組分，一是主要組分，即熟料和混合材；二是次要附加組分，即一種因能改善水泥物理性能（如工作度或保水性）而加入的無機(jī)礦物材料，摻量為0%~5%；三是硫酸鈣；四是水泥添加劑，即為了改善水泥生產(chǎn)和水泥性能而加入的總量不超過水泥重量1%的添加劑（如超過1%，則應(yīng)在包裝袋或發(fā)貨單上注明，這類添加劑不應(yīng)導(dǎo)致鋼筋銹蝕，不應(yīng)劣化水泥或由它制成的砂漿和混凝土的性能）。在正式標(biāo)準(zhǔn)EN197-1：2000中明確提出，水泥添加劑的總量不超過水泥重量的1%（顏料除外），有機(jī)添加劑總量不超過水泥重量的0.5%（干基）。當(dāng)水泥中摻入了符合EN934的系列混凝土、砂漿或灰漿外加劑時，應(yīng)在包裝袋或發(fā)貨單上標(biāo)明外加劑的標(biāo)準(zhǔn)代號。

　　美國的材料及試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)總數(shù)超過12000個，近30年來增加了近1倍，與水泥和混凝土有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)就超過290個，是世界上最完善的材料及其試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)體系。在ASTMC219-94“關(guān)于水硬性水泥的標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語”中，將水泥制造過程中用混合粉磨或直接混入方式加入的有限量物料稱為水泥添加劑（additions），并分為利于粉磨和儲運(yùn)的工藝添加劑（processingaddition s）和調(diào)節(jié)水泥終成品使用性能的功能添加劑（functionaladditions），分別符合ASTMC465和ASTMC688的要求。在ASTM標(biāo)準(zhǔn)中還規(guī)定，摻有引氣劑的水泥在水泥代號后應(yīng)加后綴“A ”。

　　在我國水泥標(biāo)準(zhǔn)GB/T4131-1997“水泥的命名、定義和術(shù)語”的4.17節(jié)明確了助磨劑（grindingaids）的含義，“在水泥粉磨時加入的起助磨作用而又不損害水泥性能的外加劑，其加入量應(yīng)不超過水泥重量的1%”。這說明，我國標(biāo)準(zhǔn)還未涉及工藝添加劑中的“助流”作用的工藝外加劑和調(diào)節(jié)水泥使用性能的功能添加劑。至于我國立窯水泥燒成中曾廣為應(yīng)用的復(fù)合礦化劑、晶種、速燒劑及節(jié)煤助燃劑等燒成工藝添加劑，還未被納入水泥標(biāo)準(zhǔn)中。

　　1997年我國首次發(fā)布的JC/T667-1997“水泥粉磨用工藝外加劑”內(nèi)容，幾乎等同采用ASTMC465。

　　3.ASTM C 465-99（2005）———用于制造水硬性水泥的工藝添加劑標(biāo)準(zhǔn)
　　對于標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)，往往不能一下子全讀懂，這主要是因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)起草人所經(jīng)歷的過程和掌握的知識，讀者不全了解。對于國外標(biāo)準(zhǔn)，正確理解要更困難些，要多查些相關(guān)資料才能弄清楚。

　?。?）什么是水泥工藝添加劑按字面理解，水泥工藝添加劑應(yīng)是在水泥生產(chǎn)過程中加入的少量物質(zhì)，可包括助燒劑和助磨劑。但從ASTMC465標(biāo)準(zhǔn)的4.6節(jié)可知，工藝添加劑指的是助磨劑或者阻聚分散劑（packsetinhibitors），能增加水泥在磨中的流動性，縮短水泥在磨中的停留時間，從而明顯改變水泥的粒度分布和物理化學(xué)性能。以前有一些作者認(rèn)為“packset”是“包凝”的意思，這是不對的。而另一些作者認(rèn)為“packset ”是“結(jié)塊”的意思也不妥，因?yàn)榻Y(jié)塊的水泥風(fēng)化嚴(yán)重，使用時強(qiáng)度大幅下降?！皃ackset”指的是水泥顆粒間距縮小、凝聚吸引力增加的一種狀態(tài)。上世紀(jì)30年代，美國水泥運(yùn)輸已有部分用散裝汽運(yùn)或火車罐車運(yùn)輸。由于經(jīng)過粉磨的水泥粉體的表面能較高，并帶有未被平衡的電荷，易產(chǎn)生自集聚、凝聚或附聚在管道或儲庫的壁上，從而對水泥粉體的流動產(chǎn)生阻力，導(dǎo)致水泥輸送、裝卸時間延誤，引起供需雙方的矛盾，因此當(dāng)時迫切需要一種添加劑能解決水泥凝聚效應(yīng)和促進(jìn)水泥流動的問題，后來發(fā)現(xiàn)阻聚分散劑等都有助磨效果。而凝聚（packset）與庫凝（warehouseset）不同，后者指的是由水泥顆粒表面水化而引起的結(jié)塊。

　?。?）對工藝添加劑的技術(shù)要求摻有受檢工藝添加劑（混凝土外加劑）的水泥（混凝土）稱摻劑水泥（混凝土），不摻添加劑（混凝土外加劑）的水泥（混凝土）稱對比水泥（混凝土）（reference 或control）。我國混凝土標(biāo)準(zhǔn)起草者把對比水泥（混凝土）稱基準(zhǔn)水泥（混凝土），不夠確切。ASTMC465標(biāo)準(zhǔn)要求，摻劑水泥與對比水泥相比，各項(xiàng)性能的變化應(yīng)在一定范圍之內(nèi)。當(dāng)然，摻劑水泥與相應(yīng)的無劑對比水泥本身要符合相應(yīng)水泥標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)要求。

　　美國水泥混凝土普遍要求引氣，以增加耐久性，這是一項(xiàng)行之有效的措施。所以，要求工藝添加劑不能影響引氣劑的引氣性能。