各種硅酸鹽水泥的標準

1、各種硅酸鹽水泥的標準各種硅酸鹽水泥的標準通用硅酸鹽水泥通用硅酸鹽水泥標準由國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局和國家標準化管理委員會于2021 年 11 月 9日發(fā)布，2021 年 6 月 1 日起實施，標準個性編號GB175-2021。該標準自實施之日起代替之前三個水泥標準，分別為：GB175-1999硅酸鹽、普通硅酸鹽水泥、GB1344-1999礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、GB12958-1999復合硅酸鹽水泥。其與歐洲水泥標準 EN197-1:2000通用波特蘭水泥的一致性為非 等效。 與 GB175-199A GB1344-1999、GB12958-1999相比，GB175-2021 標準

2、彳了 28 項修 改，主要取消了普通水泥中32.5 水泥等級，限制了混合材品種，調(diào)整了部分水泥的混合材摻材量，增加了氯離子的限量要求，嚴格了包裝水泥重量要求等。標準修訂編制說明自 1953 年我國第一個統(tǒng)一的水泥標準誕生至今, 我國通用硅酸鹽水泥標準已經(jīng)歷了4次修訂.1996年我國開始了強度檢驗方法等同采用ISO標準的研究,1999年頒布了以新強度檢驗方法標準為核心的六大通用水泥標準, 這標志著我國水泥標準已完全與國際接軌.在19981999年修訂GB175,GB1344,GB12958E項標準時，主要是配合我國水泥強度檢驗方法與國際接軌, 在原 92 版標準的基礎上只對水泥強度檢驗方法和強度

3、標號進行了修訂大部分內(nèi)容維持了92 版標準 . 這樣現(xiàn)行標準在實施中一些問題就顯現(xiàn)出來, 針對這些問題,中國建材院水泥新材所于2021 年開始修訂水泥標準, 現(xiàn)已完成報批稿.現(xiàn)行標準在使用中出現(xiàn)的問題1, 關于三項標準的整合GB175-1999GB1344-1999GB12958-1999按照國家標準化管理委員會對國家標準進行清理整頓的要求, 同時參考歐洲水泥標準EN197-1:2000通用波特蘭水泥，此次修訂將三項標準合并為一個標準，統(tǒng)稱為通用硅酸鹽水泥2, 關于定義和組成按照 GB/T1.1-2000 標準化工作導則的要求, 定義中不能包含要求, 水泥組分的含量不能在定義中體現(xiàn).3, 關于

4、普通硅酸鹽水泥的名稱及取消普通32.5 水泥的理由我國普通硅酸鹽水泥是五十年代初學習蘇聯(lián)標準而得名的. 由于普通硅酸鹽水泥性能是硅酸鹽熟料起主導作用, 混合材起輔助作用, 而少量的混合材對于節(jié)能, 環(huán)保等方面有明顯的社會經(jīng)濟效益, 其使用量約占70%.近幾年來, 新型水泥生產(chǎn)工藝不斷發(fā)展, 水泥熟料質(zhì)量的不斷提高, 粉磨技術的不斷進步 , 為水泥中多摻混合材創(chuàng)造了條件, 因此水泥品種設置和強度等級不匹配的問題愈來愈突出, 絕大部分水泥企業(yè)按標準規(guī)定加入混合材實際是無法生產(chǎn)出32.5 等級的普通水泥, 如果不突破混合材摻量就肯定是富裕強度很大, 甚至超出二個強度等級, 由于水泥產(chǎn)品附加值很低,

5、這樣一來水泥企業(yè)損失很大.根據(jù)調(diào)查結果分析, 生產(chǎn) P.O42.5 水泥 , 最大混合材摻加量可以達到26%,平均水平20%;生產(chǎn) P.O32.5 水泥 , 最大混合材摻量可以達到48%,平均28%.因此強度等級與混合材摻量不匹配也是我國普通水泥混合材使用混亂的主要原因.同時 , 生產(chǎn)水泥熟料需要消耗大量資源, 能源 , 還排放大量有害氣體, 因此我們希望水泥企業(yè)能生產(chǎn)出高品質(zhì)的水泥熟料, 再依據(jù)不同工程的需要生產(chǎn)不同品種的水泥.4, 關于混合材種類及允許摻量確定通用硅酸鹽水泥允許使用混合材的原則:1) 保證水泥質(zhì)量;2) 有利于水泥產(chǎn)品質(zhì)量的管理;3) 混合材量大, 面廣;4) 對人體無害.

6、部分水泥的混合材摻量進行了調(diào)整, 具體見標準.5, 關于石膏種類增加了混合石膏.6, 關于助磨劑用量1% 改為 0.5%7, 關于技術指標的一些調(diào)整.1 本標準與歐洲水泥標準 ENV197-1:2000通用波特蘭水泥的一致性為非等效.2 標準的全文強制改為條文強制. 如 : 堿含量 , 細度作為選擇性指標.3 增加了通用硅酸鹽水泥的定義定義 : 以硅酸鹽水泥熟料, 適量的石膏, 或 /和混合材料制成的水硬性膠凝材料.4 將組分與材料合并為一章原版 GB175-1999,GB1344-1999,GB12958-1999 第 4 章 , 本版第 4 章 .4.1 普通硅酸鹽水泥中"摻活性

7、混合材料時, 最大摻量不超過15%.其中允許用不超過水泥質(zhì)量5%的窯灰或不超過水泥質(zhì)量10%的非活性混合材料來代替" 改為" 活性混合材料摻加量為>5刈20%”,其中允許用不超過水泥質(zhì)量5刈符合本標準4.2.5條的窯灰或不超過水泥質(zhì)量8%且符合本標準4.2.3 條的非活性混合材料代替."_4.2 將礦渣硅酸鹽水泥中礦渣摻加量由"20%70%改為">20%M70%",并分為A型和B型.A型礦渣摻量>20%t50%代號P.S.A;B型礦渣摻量>50%t70%代號P.S.B;4.3 將火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥中火山灰質(zhì)混合

8、材料摻量由"20%50%改為">20%且& 40%"4.4 將復合硅酸鹽水泥中混合材料總摻加量由"應大于15%,但不超過50%"改為">20%且 50%"4.5 材料中增加了?；郀t礦渣粉;4.6 取消了復合硅酸鹽水泥中允許摻加?；珶掋t鐵渣, 粒化增鈣液態(tài)渣, ?；妓劂t鐵渣，粒化高爐鈦礦渣等混合材料及符合附錄A新開辟的混合材料，并將附錄A取消；1 我國現(xiàn)行標準中規(guī)定了不同品種水泥混合材料的摻加量超過允許摻量為不合格品,但標準中沒有明確混合材料摻加量的測定方法, 從而引起了廣泛的爭議.2 混合材摻量作為

9、合格判定項目產(chǎn)生在GB175-1999和GB1345-1999標準中，不合格品判定條款中規(guī)定"凡水泥細度或混合材摻加量超過最大限量時為不合格品”.這一條款產(chǎn)生于1984年.當時我國剛剛進行改革開放, 水泥年產(chǎn)量接近14000 萬噸 , 嚴重供不應求. 為了滿足經(jīng)濟建設的需要小水泥工業(yè)得到了很大的發(fā)展, 但多數(shù)立窯熟料質(zhì)量差, 生產(chǎn)水泥時大都需要依靠摻混合材來改善水泥的安定性, 針對這一情況為了防止水泥中混合材的超標,1984 年修訂時將混合材超量作為水泥不合格判定依據(jù)之一.當時既沒有可供全國統(tǒng)一使用的混合材測定方法標準, 也沒有在產(chǎn)品標準中規(guī)定的試驗方法 ,然而標準實施后并沒有出現(xiàn)如

10、今的問題, 主要是當時政府對企業(yè)具有無可代替的管束力 , 只要標準規(guī)定, 行業(yè)主管部門就可以通過行政手段, 或制定條例, 規(guī)程對企業(yè)進行干預,所以這一規(guī)定對保證我國水泥質(zhì)量, 促進水泥質(zhì)量提高起到了重要作用.在今天行業(yè)主管職能只限于宏觀調(diào)空的情況下來執(zhí)行這一規(guī)定, 確實存在沒有統(tǒng)一方法的困難, 雖然各地技術監(jiān)督部門為了查處水泥中混合材摻量超標問題, 采取自選測試方法, 指定檢測機構的測定結果作為合格判定, 甚至處罰的依據(jù). 但由于缺乏執(zhí)法的依據(jù) , 受罰水泥企業(yè)并不服氣, 而且抱怨很多. 因此這一規(guī)定已經(jīng)不在適應我國當前的實際情況 , 應該進行修訂.3 混合材對水泥性能的影響世界各國對通用水泥

11、品種的劃分都是以水泥中混合材品種變化和摻加量多少來規(guī)定的這是由于混合材品種和摻加量的變化, 會對水泥的性能產(chǎn)生影響.同一種混合材, 摻量對水泥性能的影響是漸變的, 相同種類的混合材對水泥性能的影響在品質(zhì)內(nèi)涵或影響程度上存在較大的差別, 正因為可以摻入不同特性的混合材來調(diào)整硅酸鹽水泥的性能, 使得硅酸鹽水泥具有更廣泛的性能特點和更廣泛的適用范圍. 為了合理使用具有不同性能特點的水泥, 世界各國標準都把混合材引起性能變化范圍基本相同的水泥劃分為一個品種. 我國現(xiàn)行標準的品種劃分, 基本上是建立在上世紀六十年代和七十年代的試驗基礎上.3.1 礦渣摻量與強度的關系摻加礦渣混合材料對于混合粉磨和分別粉磨

12、的變化規(guī)律一致. 對于 3 天 ,7 天抗壓強度隨摻量增加呈明顯下降趨勢, 只是在摻量大于50%后 , 強度下降幅度略微緩和; 而對于 28 天抗壓強度, 隨摻量增加呈下降趨勢, 但摻量大于35%后強度下降幅度更為明顯.礦渣摻量大于50%后性能變化加劇.>50 且& 70b>20 且& 50b>50且20且40>60且20且40火山灰硅酸鹽水泥水泥熟料質(zhì)量的提高影響水泥性能的變化, 而混合材品種與摻量的不同對水泥性能又有很大的影響, 但水泥性能隨混合材摻量的變化規(guī)律與上世紀6070 年代的試驗研究結果基本一致.5 增加了 M類混合石膏，取消了 A類硬石膏

13、 ( 原版 GB175-1999,GB1344-1999,GB12958-1999 中第 3章 , 本版第 4.2.2.1 條 ）1 .2.2.1 天然石膏: 應符合 GB/T 5483中規(guī)定的G類或M類二級（含）以上的石膏或2 .2.2.2 工業(yè)副產(chǎn)石膏: 工業(yè)生產(chǎn)中以硫酸鈣為主要成分的副產(chǎn)物. 采用工業(yè)副產(chǎn)石膏時, 應經(jīng)過試驗驗證, 證明對水泥現(xiàn)行標準中規(guī)定水泥可以使用符合相關標準要求的二水石膏和硬石膏. 但在水泥實際生產(chǎn)中 , 為了改善硬石膏與外加劑的適應性, 一般多和二水石膏混合用, 形成實際上使用的混合石膏; 同時以混合石膏形態(tài)存在的脫硫石膏也開始廣泛用于水泥生產(chǎn). 因此本標準增加允

14、許 "混合石膏"種類用于水泥生產(chǎn).同時 , 單獨使用硬石膏會引起水泥與部分減水劑的不適應, 造成急凝, 瞬凝現(xiàn)象, 因此本標準取消了水泥中允許使用硬石膏的規(guī)定.6 助磨劑允許摻量由" 不超過水泥質(zhì)量的1%" 改為 " 不超過水泥質(zhì)量的0.5%"7 普通水泥強度等級中取消了32.5 和 32.5R;普通 32.5 水泥混合材摻量超標的客觀原因是: 水泥熟料質(zhì)量的提高及粉磨技術的不斷進步 , 為水泥中多摻混合材料創(chuàng)造了條件, 因此水泥品種設置和強度等級不匹配的問題越來越突出 , 絕大部分水泥企業(yè)按標準規(guī)定加入混合材料實際是無法生產(chǎn)出32.

15、5 等級的普通硅酸鹽水泥, 如不突破混合材摻量就肯定是富裕強度很大, 甚至超出二個等級, 由于水泥附加值很低, 這樣一來水泥企業(yè)損失很大 . 同時生產(chǎn)水泥熟料需要消耗大量資源,能源 , 還排放大量有害氣體.取消普通硅酸鹽水泥32.5 強度等級 , 將水泥品種劃分為兩個層次, 如果用戶需要高強度等級的水泥主要選擇 p. I ,p. n ,p.o；需要低強度等級水泥主要選擇P.S,P.C,P.F,8 將礦渣硅酸鹽水泥, 火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥, 粉煤灰硅酸鹽水泥和復合硅酸鹽水泥中" 熟料中的氧化鎂含量"改為"水泥中的氧化鎂含量", 其中要求P.S.A 型 ,P.

16、F 型 ,P.P 型 ,P.C 型水泥中的氧化鎂含量不大于9 .0%, 并加注 b 說明 "如果水泥中氧化鎂含量大于6.0%時 , 應進行水泥壓蒸試驗并合格 ".S.B 型無要求.氧化鎂含量超標造成的破壞XRD 實驗結果10 增加了氯離子限量的要求, 即水泥中氯離子含量不大于0.06%說明 : 由于水泥混凝土中氯離子含量會引起鋼筋銹蝕, 從而導致混凝土開裂破壞.歐洲所有品種小于0.1%. 對予應力應嚴格控制; 日本 : 普通水泥小于0.035%, 早強 , 超早強 , 中熱 , 低熱 , 抗硫酸鹽等小于0.02%,其它品種沒有規(guī)定.其他國家沒有規(guī)定._ 鋼筋的腐蝕電化學反應

17、過程鋼筋混凝土結構中的鋼筋腐蝕主要是電化學腐蝕, 這是由于混凝土空隙中的水分通常以飽和的氫氧化鈣的溶液形式存在, 其中還含有一些氫氧化鈉和氫氧化鈣,pH 值為 12.5. 在這樣的強堿性的環(huán)境中，鋼筋表面形成鈍化膜，它是厚度為2X10-9- 6X10-9m的水化氧化物(nFe203 mH2O)阻止鋼筋進一步腐蝕.但是，當鋼筋表面的鈍化膜受到破壞，成為活化態(tài)時 , 鋼筋就容易腐蝕. 呈活化態(tài)的鋼筋表面所發(fā)生的腐蝕反應的電化學機理是, 當鋼筋表面有水分存在時, 就發(fā)生鐵電離的陽極反應和溶液中氧還原的陰極反應, 相互以等速度進行,其反應式如下:陽極反應 2Fe-4e- -2Fe2+陰極反應 O2+2

18、H2O+4e一4OH腐蝕過程的全反應是陽極反應和陰極反應的組合, 在鋼筋表面析出氫氧化亞鐵, 其反應式為 2Fe+02+2H2A2Fe2+4OH- -2Fe(0H)24Fe(OH)2+02+2H2O4Fe(OH)3該化合物被溶解氧化后生成氫氧化鐵Fe(OH)3,并進一步生成nFe2O3- mH2O紅銹)，一部分氧化不完全的變成 Fe304(黑銹)，在鋼筋表面形成銹層.紅銹體積可大到原來體積的 4倍 , 黑銹體積可大到原來的兩倍. 鐵銹體積膨脹, 對周圍混凝土產(chǎn)生壓力, 將使混凝土沿鋼筋方向開裂, 進而使保護層成片脫落, 而裂縫及保護層的剝落又進一步導致鋼筋更劇烈的腐蝕.氯離子很容易引起鋼筋銹蝕

19、, 有三種理論解釋氯離子銹蝕的電化學作用.(1) 氧化膜理論鋼筋在堿性介質(zhì)中生成氧化膜 , 可以保護鋼筋不受侵蝕, 氯離子比其它離子( 例如硫酸根離子) 更容易通過膜的缺陷或孔隙穿透氧化膜. 另一種意見認為氯離子能分散氧化膜使之更宜穿透, 引起銹蝕.(2) 吸附理論氯離子吸附于鋼筋表面 , 促進金屬離子的水化, 因而使金屬更容易溶解.(3) 過渡絡合物理論按照這個理論 , 氯離子生成氯化鐵, 氯化鐵自陽極擴散從而破壞 Fe(0H)2 保護層 , 使腐蝕繼續(xù)進行. 氯化鐵在電極不遠處轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀, 氯離子自陽極傳導更多的鐵離子.現(xiàn)場的經(jīng)驗及研究表明, 對于受氯離子污染的已建結構,0.026

20、%的氯離子濃度足以破壞鈍化膜而引起鋼筋的破壞. 其主要反應式如下, 反應最終產(chǎn)物氫氧化鐵Fe(0H)3 即是鐵銹.2Fe-4e- -2Fe2+Fe2+ +2C1- +4H2SFeC12- 4H20FeC12- 4H2g2Fe(OH)2, +2C1 -+2H+2H204Fe(OH)2+02+2H2O4Fe(OH)3，10 將各強度等級的普通硅酸鹽水泥的強度指標改為和硅酸鹽水泥一致, 將各強度等級復合硅酸鹽水泥的強度指標改為和礦渣硅酸鹽水泥, 火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥, 粉煤灰硅酸鹽水泥一致;11 增加了 45 m方孔篩篩余不大于30%作為選擇性指標;6.3.4 細度 （選擇性指標）硅酸鹽水泥和普通硅酸

21、鹽水泥以比表面積表示 , 不小于 300m2/kg; 礦渣硅酸鹽水泥 , 火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥, 粉煤灰硅酸鹽水泥和復合硅酸鹽水泥以篩余表示，80 m方孔篩篩余不大于10頗45 m方孔篩篩余不大于30%.水泥磨得越細, 水泥水化速度越快, 強度越高 . 但與此對應的是水泥需水量增大,干縮增大, 施工性能變差等負面影響. 在熟料礦物組成, 水泥組成固定的情況下,這些就只有通過水泥細度在一定范圍內(nèi)調(diào)細度的作用由產(chǎn)品質(zhì)量保證向性能調(diào)控作用轉(zhuǎn)變.增加了選擇水泥組分試驗方法的原則和定期校核要求.由生產(chǎn)者按GB/T12960或選擇準確度更高的方法進行. 在正常生產(chǎn)情況下, 生產(chǎn)者應至少每月對水泥組分進行校核

22、, 年平均值應符合本標準第 4.1 條的規(guī)定, 單次檢驗值應不超過本標準規(guī)定最大限量的2%.為保證組分測定結果的準確性, 生產(chǎn)者應采用適當?shù)纳a(chǎn)程序和適宜的方法對所選方法的可靠性進行驗證, 并將經(jīng)驗證的方法形成文件.13 將"按0.50水灰比和膠砂流動度不小于180mm*確定用水量"的規(guī)定的適用水泥品種擴大為火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥 , 粉煤灰硅酸鹽水泥, 復合硅酸鹽水泥和摻火灰質(zhì)混合材料的普通硅酸鹽水泥._ 按 GB/T17671 進行 . 但火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥, 粉煤灰硅酸鹽水泥, 復合硅酸鹽水泥和摻火山灰質(zhì)混合材料的普通硅酸鹽水泥在進行膠砂強度檢驗時, 其用水量按0.50水

23、灰比和膠砂流動度不小于180mnfBS定.當流動度小于180mm寸，須以0.01的整倍數(shù)遞增的方法將水灰比調(diào)整至膠砂流動度不小于180mm.膠砂流動度試驗按 GB/T2419進行,其中膠砂制備按 GB/T17671進行.14 編號與取樣中增加了年生產(chǎn)能力"200 萬噸以上" 的級別 .200 萬噸以上, 不超過 4000 噸為一編號;120 萬噸200萬噸，不超過2400噸為一編號；說明 : 上述對于生產(chǎn)企業(yè)的約束, 工程依然按照驗收規(guī)程進行檢驗, 即袋裝 200 噸 , 散裝500 噸為一個批號.15 將 " 出廠水泥應保證出廠強度等級,其余技術要求應符合本標準有關要求"改為 " 經(jīng)確認水泥各項技術指標及包裝質(zhì)量符合要求時方可出廠. "16 增加了出廠檢驗項目.出廠檢驗項目為6.1,6.3.1,6.3.2,6.3.3 條 .17 取消了廢品判定.18 不合格判定中取消了細度和混合材料摻加量的規(guī)定, 將判定規(guī)則改為&