《通用硅酸鹽水泥》標(biāo)準(zhǔn)修訂情況綜述

　　一、立項(xiàng)背景

　　自1953年我國(guó)第一個(gè)統(tǒng)一的水泥標(biāo)準(zhǔn)誕生至今，我國(guó)通用硅酸鹽水泥標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)歷了4次修訂。1956年全國(guó)統(tǒng)一采用了以蘇聯(lián)硬練法為藍(lán)本的我國(guó)三大水泥標(biāo)準(zhǔn)，即普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥，該標(biāo)準(zhǔn)的確立了我國(guó)多品種多標(biāo)號(hào)的水泥產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，推動(dòng)了我國(guó)水泥工業(yè)的迅速發(fā)展；進(jìn)入70年代以后,我國(guó)三大水泥標(biāo)準(zhǔn)的格局已不適應(yīng)水泥生產(chǎn)的需要。同時(shí)采用硬練法不僅在國(guó)際上已顯很落后，同時(shí)水泥企業(yè)也認(rèn)為這種方法操作復(fù)雜，因此中國(guó)建筑材料科學(xué)研究院水泥所組織了三大水泥標(biāo)準(zhǔn)修訂的科研項(xiàng)目，制定了我國(guó)水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)方法GB177-77，即“中國(guó)軟練法”，以此為基礎(chǔ)產(chǎn)生了我國(guó)五大水泥標(biāo)準(zhǔn)，即硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥，此次標(biāo)準(zhǔn)修訂有效促進(jìn)了我國(guó)水泥質(zhì)量的提高；70年代以后我國(guó)地方水泥突起，在全國(guó)大辦水泥的推動(dòng)下，我國(guó)水泥產(chǎn)量迅速增長(zhǎng)，到1990年達(dá)到2億噸，成為世界水泥第一生產(chǎn)大國(guó)，同時(shí)隨著我國(guó)改革開(kāi)放的深入，國(guó)際貿(mào)易量逐年增長(zhǎng)，我國(guó)出口水泥日益增加，國(guó)外水泥也大量進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)，在交往中使我們認(rèn)識(shí)到我國(guó)水泥產(chǎn)品質(zhì)量與國(guó)際先進(jìn)水平相比確實(shí)存在差距，為了進(jìn)一步提高水泥質(zhì)量，提高我國(guó)水泥在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，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(guó)通用水泥產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但由于我國(guó)水泥強(qiáng)度仍沿用“軟練法”，使我國(guó)水泥強(qiáng)度數(shù)值與國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有可比性。隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的加速，使世界各國(guó)對(duì)ISO標(biāo)準(zhǔn)的態(tài)度發(fā)生了根本性改變。特別是七十年代中期國(guó)際貿(mào)易的競(jìng)爭(zhēng)和磨擦加劇，加速“采標(biāo)”的呼聲越來(lái)越高。尤其自1979年國(guó)際貿(mào)易組織（AATT）近120個(gè)成員國(guó)簽訂的“技術(shù)性貿(mào)易壁壘協(xié)議”（也稱“標(biāo)準(zhǔn)化守則（TBT）”）中明確規(guī)定：“自1980年1月1日起，國(guó)際貿(mào)易中的商品認(rèn)證制度以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)”。世界各國(guó)加快了采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的步伐，水泥標(biāo)準(zhǔn)也已從分別采用ISO、ASTM、BS三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體系的狀態(tài)向絕大多數(shù)采用ISO標(biāo)準(zhǔn)體系發(fā)展。八十年代初期世界各國(guó)和地區(qū)采用美、英和ISO標(biāo)準(zhǔn)體系的基本各占1/3，進(jìn)入九十年代已有半數(shù)國(guó)家和地區(qū)采用了ISO標(biāo)準(zhǔn)體系。在這樣的背景下我國(guó)于1996年開(kāi)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(guó)水泥標(biāo)準(zhǔn)已完全與國(guó)際接軌。

　　但在1998～1999年修訂該三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)主要是配合我國(guó)水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)方法與國(guó)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)度標(biāo)號(hào)進(jìn)行了修訂，大部分內(nèi)容維持92版本。那么現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)在實(shí)施中存在的主要問(wèn)題有：品種設(shè)置和強(qiáng)度等級(jí)不匹配，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；‚標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有規(guī)定混合材摻量檢測(cè)方法；ƒ水泥中摻加混合材種類呈現(xiàn)開(kāi)放狀態(tài)；„水泥生產(chǎn)中使用鹽類早強(qiáng)劑等；…檢驗(yàn)規(guī)則的可操作性等。

　　因此2004年全國(guó)水泥標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)的要求對(duì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行清理整頓時(shí)，專家們認(rèn)為六大通用水泥標(biāo)準(zhǔn)急需修訂，同時(shí)參考EN197-1，提出評(píng)審結(jié)論為GB175、GB1344、GB12958三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)整合修訂。

　　二、主要修改內(nèi)容

　　1、修改了不同水泥品種混合材允許摻量

　　水泥中摻加混合材不但能改善水泥的某些性能，還能綜合利用工業(yè)廢棄物。我國(guó)1953年首次頒布實(shí)施的水泥標(biāo)準(zhǔn)中就開(kāi)始允許在水泥中摻加混合材料，從而為水泥行業(yè)節(jié)約資源和綜合利用廢棄物跨出了第一步，上世紀(jì)60～70年代中國(guó)建材院又對(duì)此進(jìn)行了大量的研究，為標(biāo)準(zhǔn)制訂提供了依據(jù)，為我國(guó)水泥生產(chǎn)科學(xué)合理利用工業(yè)廢棄物提供了技術(shù)支撐，為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)。

　　隨著我國(guó)水泥煅燒及粉磨工藝水平的不斷提高，為水泥中多摻混合材料創(chuàng)造了條件，然而混合材摻量的合理與否在考慮積極利用工業(yè)廢渣的同時(shí)，應(yīng)以調(diào)整水泥的性能為前提，將性能相近的水泥歸為一類。因此為了確定水泥生產(chǎn)技術(shù)水平的提高是否影響了各水泥品種劃分的合理性？標(biāo)準(zhǔn)起草組組織了9家水泥生產(chǎn)企業(yè)按地域、窯型、熟料質(zhì)量選擇熟料樣品和混合材樣品進(jìn)行了混合材摻量與水泥性能關(guān)系的研究。

　　研究結(jié)果表明，熟料質(zhì)量的提高只影響水泥性能絕對(duì)值的變化，并沒(méi)有影響混合材摻量與水泥性能關(guān)系的規(guī)律，隨著混合材摻量增加水泥性能變化的趨勢(shì)與上世紀(jì)的試驗(yàn)研究結(jié)論基本一致。當(dāng)混合材摻量小于20%（礦渣小于35%）時(shí)，水泥性能隨混合材品質(zhì)不同、工況不同變化規(guī)律不盡相同，但絕大多數(shù)性能變化相對(duì)屬于小幅波動(dòng)，當(dāng)混合材摻量超過(guò)20%（礦渣超過(guò)35%）時(shí)，水泥性能開(kāi)始呈現(xiàn)有規(guī)律變化，礦渣摻量大于50%、粉煤灰摻量大于40%、火山灰摻量大于40%后水泥性能變化加劇。

　　因此本此標(biāo)準(zhǔn)修訂參照EN197-1的規(guī)定，將普通水泥混合材摻量規(guī)定為6～20%。其他品種水泥混合材起始摻量由15%改為21%。

　　對(duì)于礦渣硅酸鹽水泥，由于其混合材允許摻量范圍大，在此范圍內(nèi)，水泥性能的變化比較大，特別是礦渣摻量超過(guò)50%后，碳化深度急劇增加。因此在參照EN197-1的同時(shí)，依據(jù)試驗(yàn)研究結(jié)果、考慮水泥生產(chǎn)企業(yè)的實(shí)際控制情況，將礦渣水泥分為A：21～50%，B：51～70%二類。

　　對(duì)于火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥，從試驗(yàn)結(jié)果看出，當(dāng)摻量大于40%后，其各項(xiàng)性能急劇變化。因此本次標(biāo)準(zhǔn)修訂將火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥中混合材的最大允許摻量由50%改為40%。

　　2、取消普通硅酸鹽水泥中32.5強(qiáng)度等級(jí) 根據(jù)我院2004年從383家水泥企業(yè)抽樣調(diào)查表明，在P.O42.5水泥中，混合材料平均摻量為20%，最大達(dá)26%；在P.O32.5水泥中，混合材料平均摻量為28%，最大達(dá)48%。這導(dǎo)致我國(guó)目前P.O32.5強(qiáng)度等級(jí)水泥實(shí)物質(zhì)量差別較大：3天強(qiáng)度極差在13MPa左右，最小13.2MPa，最大26.0MPa；28天強(qiáng)度極差在24MPa左右，最小29.8MPa，最大54.0MPa；標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量極差8.9%，最小21.5%，最大30.4%。出現(xiàn)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)象的客觀原因是：水泥熟料質(zhì)量的提高及粉磨技術(shù)的不斷進(jìn)步，為水泥中多摻混合材料創(chuàng)造了條件，因此水泥品種設(shè)置和強(qiáng)度等級(jí)不匹配的問(wèn)題愈來(lái)愈突出，絕大部分水泥企業(yè)按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定加入混合材料實(shí)際是無(wú)法生產(chǎn)出32.5等級(jí)的普通硅酸鹽，如不突破混合材摻量就肯定是富裕強(qiáng)度很大，甚至超出二個(gè)等級(jí)。同時(shí)生產(chǎn)水泥熟料需消耗大量資源、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)不同工程的需求生產(chǎn)不同品種的水泥。因此本次標(biāo)準(zhǔn)修訂取消普通硅酸鹽水泥32.5強(qiáng)度等級(jí)，將水泥品種分為兩個(gè)層次，如用戶需要高強(qiáng)度等級(jí)的水泥主要選擇P.I、P.II、P.O；需要低強(qiáng)度等級(jí)水泥主要選擇P.S、P.C、P.F、P.P。

　　3、不允許在復(fù)合硅酸鹽水泥中使用?；珶掋t鐵渣及新開(kāi)辟的混合材料

　　雖然許多水泥產(chǎn)品都允許摻加工業(yè)廢渣，但由于GB175、GB1344、GB12958涉及的六大通用硅酸鹽水泥產(chǎn)量占水泥總產(chǎn)量的90%以上，因此在通用硅酸鹽水泥中科學(xué)、合理、安全使用工業(yè)廢渣對(duì)水泥工業(yè)節(jié)約資源與綜合利用意義重大。

　　我國(guó)水泥標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定允許摻加混合材料為水泥工業(yè)資源節(jié)約和綜合利用起到了積極作用，但2004年的抽樣調(diào)查表明，復(fù)合硅酸鹽水泥中的混合材種類處于不可控制狀態(tài)，并且在普通硅酸鹽水泥中也摻加了標(biāo)準(zhǔn)不允許使用的鐵合金渣、錳渣、鋼渣、化鐵爐渣、銻礦渣、硅錳渣、磷渣等。雖然復(fù)合硅酸鹽水泥標(biāo)準(zhǔn)的制定為綜合利用工業(yè)廢棄物起到了積極的作用，但現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定新開(kāi)辟的混合材料正式啟用必須經(jīng)過(guò)建筑材料行業(yè)主管部門批準(zhǔn)，而國(guó)家建材工業(yè)局已撤消，這樣的規(guī)定形同虛設(shè)，根本無(wú)法實(shí)施。目前復(fù)合硅酸鹽水泥在通用水泥中所占比例逐年增加，而用于水泥生產(chǎn)中的工業(yè)廢棄物種類和安全性無(wú)法控制的問(wèn)題非常突出，因此此次標(biāo)準(zhǔn)修訂暫時(shí)取消了?；珶掋t鐵渣、?；鲡}液態(tài)渣、?；妓劂t鐵渣、粒化高爐鈦礦渣等混合材料在復(fù)合硅酸鹽水泥中的使用及附錄A。今后新開(kāi)辟工業(yè)廢渣的綜合利用應(yīng)本著科學(xué)、合理、安全的原則，在充分科學(xué)研究的基礎(chǔ)上一方面不斷完善用于水泥中工業(yè)廢渣標(biāo)準(zhǔn)體系，另一方面對(duì)于量大、面廣、來(lái)源穩(wěn)定經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證對(duì)人體無(wú)害、有利于調(diào)整水泥性能的工業(yè)廢渣還可以納入通用硅酸鹽水泥標(biāo)準(zhǔn)。

　　4、增加Cl-限量的要求

　　由于水泥混凝土中Cl-含量會(huì)引起鋼筋銹蝕，從而導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂破壞。而目前水泥生產(chǎn)中出現(xiàn)了假借助磨劑之名摻入鹽類外加劑的現(xiàn)象，因此本次標(biāo)準(zhǔn)修訂在限制助磨劑用量不超過(guò)0.5%的同時(shí)增加了Cl-限量要求，其限量（水泥中的Cl-含量小于0.06%）是參照混凝土設(shè)計(jì)應(yīng)用規(guī)范確定。但增加氯離子含量要求是否會(huì)影響水泥企業(yè)的正常生產(chǎn)？為此我們?cè)谌珖?guó)范圍內(nèi)及重點(diǎn)地區(qū)進(jìn)行了調(diào)研，調(diào)查結(jié)果顯示，水泥中的Cl-含量除一家為0.07%外，其余均在0.04%以下；而熟料中的Cl-含量多集中在0.02～0.045%之間。因此在正常情況下，水泥Cl-主要來(lái)源于原料，但由于原料中氯在熟料燒成過(guò)程中大部分揮發(fā)，殘留Cl-含量很少，所以如水泥中Cl-含量較高，主要源于使用的各種外加劑。

　　5、增加45μm方孔篩篩余要求作為選擇性指標(biāo)

　　檢測(cè)水泥細(xì)度的作用是通過(guò)細(xì)度的變化調(diào)整水泥粉磨工藝參數(shù)，進(jìn)而控制水泥產(chǎn)品的質(zhì)量，是一個(gè)工藝性控制參數(shù)或指標(biāo)。由于我國(guó)水泥工業(yè)起步晚、工藝落后，粉磨細(xì)度粗，同時(shí)為了防止非粉磨原因造成的大顆粒進(jìn)入成品，影響水泥的使用，我國(guó)在通用水泥產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了80μm篩余的技術(shù)指標(biāo)，并沿用至今。但隨著我國(guó)水泥裝備的進(jìn)步、粉磨技術(shù)的提高，細(xì)度的作用應(yīng)由產(chǎn)品質(zhì)量保證向產(chǎn)品質(zhì)量控制轉(zhuǎn)變。

　　調(diào)研表明，我國(guó)實(shí)物水泥80μm篩余基本小于5%，甚至接近0，已處于水泥顆粒分布的末端，偏離RRB直線，失去反映水泥顆粒組成的作用，對(duì)磨機(jī)工況的反映不再敏感，因此80μm篩余無(wú)論從保證產(chǎn)品質(zhì)量的角度，還是從調(diào)整粉磨工藝參數(shù)、控制水泥性能的角度都失去了它應(yīng)有的作用。從國(guó)外先進(jìn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)內(nèi)外資企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)控制的調(diào)研表明：細(xì)度（篩析法）試驗(yàn)用篩孔向與性能相關(guān)性較好的45μm或32μm發(fā)展。因此本標(biāo)準(zhǔn)將引導(dǎo)企業(yè)采用45μm方孔篩篩余對(duì)水泥性能進(jìn)行控制。但考慮45μm方孔篩篩余檢驗(yàn)方法實(shí)施時(shí)間較短，因此標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥以比表面積表示且不小于300m2/kg；火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥以篩余表示，仍保留80μm方孔篩篩余不大于10%，但增加45μm方孔篩篩余不大于30%。水泥生產(chǎn)企業(yè)可以兩者選其一。

　　6、增加了選擇水泥組分試驗(yàn)方法的原則和定期校核要求

　　水泥組分是水泥品種的界定條件，因此各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中都明確規(guī)定了水泥的混合材品種和摻量。我國(guó)現(xiàn)行標(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(guò)允許摻量為不合格品，但標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有明確測(cè)混合材摻加量的測(cè)定方法，從而引起了廣泛爭(zhēng)議。

　　但在國(guó)際上，即使有組分測(cè)定方法標(biāo)準(zhǔn)的歐洲也沒(méi)有在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中引用《水泥組分測(cè)定方法》，而是由生產(chǎn)者自選合適的方法進(jìn)行組分的檢測(cè)，這表明通過(guò)某個(gè)方法直接測(cè)定水泥組分存在一定困難。

　　為了解決水泥組分的測(cè)定問(wèn)題，中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院對(duì)水泥組分的定量測(cè)定方法進(jìn)行了研究并對(duì)GB12960《水泥組分的定量測(cè)定》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂。盡管通過(guò)增加基準(zhǔn)法、不同窯型采用不同統(tǒng)計(jì)公式及混合材校準(zhǔn)等方式在一定程度上提高了檢測(cè)方法的準(zhǔn)確性，但檢測(cè)方法仍然有局限性，特別是不能解決混合材品種（以及活性、非活性）的判斷問(wèn)題。

　　我國(guó)水泥企業(yè)上世紀(jì)五、六十年代就開(kāi)始進(jìn)行水泥組分的測(cè)定工作，其中礦渣摻量用還原值法進(jìn)行測(cè)定。2005年第2期《水泥》刊登了“水泥中混合材摻量測(cè)定方法的選擇”的文章，文中介紹各種測(cè)定混合材摻量的方法，有幾個(gè)方法經(jīng)試驗(yàn)具有相當(dāng)高的準(zhǔn)確性?？梢钥闯觯瑢?duì)于某個(gè)企業(yè)而言，選擇適宜的方法準(zhǔn)確測(cè)定水泥組分并不困難。

　　因此，本標(biāo)準(zhǔn)參照EN197-1、EN197-2和ASTMC595的規(guī)定，由生產(chǎn)者按GB/T12960或選擇準(zhǔn)確度更高的方法定期進(jìn)行水泥組分的校核、測(cè)定。為保證組分測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性，生產(chǎn)者應(yīng)采用適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)程序和適宜的方法對(duì)所選方法的可靠性進(jìn)行驗(yàn)證，并將經(jīng)驗(yàn)證的方法形成文件。

　　三、審查結(jié)論

　　全國(guó)水泥標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)已于2006年8月24～26日在內(nèi)蒙古呼和浩特市召開(kāi)了《通用硅酸鹽水泥》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)審查會(huì)，與會(huì)代表認(rèn)為本次標(biāo)準(zhǔn)修訂采納了國(guó)外先進(jìn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中科學(xué)、合理的內(nèi)容，同時(shí)結(jié)合國(guó)內(nèi)水泥生產(chǎn)、使用的實(shí)際情況，適時(shí)地取消了P.O32.5水泥品種，增加了對(duì)Cl-限量的要求，參照國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)增加了水泥組份應(yīng)定期校核的內(nèi)容，使修訂后的標(biāo)準(zhǔn)更加科學(xué)、合理，有利于標(biāo)準(zhǔn)的推廣實(shí)施，因此修訂后的通用水泥標(biāo)準(zhǔn)主要方面達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。本標(biāo)準(zhǔn)已于2007年11月9日由國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)批準(zhǔn)頒布，并于2008年6月1日正式實(shí)施。