中國建筑材料科學(xué)研究院水泥所于1995年開展“ISO R679水泥強度檢驗方法(國際法)”和“ISO標(biāo)準(zhǔn)砂(國際標(biāo)準(zhǔn)砂)”的試驗研究工作。通過研究以修訂我國現(xiàn)行GB178-77〈水泥強度試驗用標(biāo)準(zhǔn)砂〉和GB177-85〈水泥膠砂強度檢驗方法〉。該標(biāo)準(zhǔn)的研究和實施是我國水泥工業(yè)發(fā)展中的一件大事,因而引起水泥界專家、企業(yè)家的高度重視和議論,大多數(shù)認(rèn)為我國應(yīng)該采用ISO方法,也有的認(rèn)為我國GB177-85方法很好,不應(yīng)修訂?，F(xiàn)就此問題作一闡述。 

1 我國水泥標(biāo)準(zhǔn)制修訂的歷史作用 
 產(chǎn)品質(zhì)量檢驗方法是衡量產(chǎn)品質(zhì)量的一把尺子,產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)是產(chǎn)品生產(chǎn)、交易和使用的基本依據(jù),是質(zhì)量管理的技術(shù)基礎(chǔ)。一個時期制訂和執(zhí)行的工業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及其檢驗方法,既反映了該項工業(yè)的技術(shù)水平和發(fā)展方向,還能促進產(chǎn)品生產(chǎn)、改進生產(chǎn)工藝和提高產(chǎn)品質(zhì)量。因此我國歷來十分重視工業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和檢驗方法的研究和制修訂工作。1.1 我國統(tǒng)一水泥標(biāo)準(zhǔn)的誕生 解放前我國水泥產(chǎn)量不足百萬噸,全國也沒有統(tǒng)一的水泥產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和檢驗方法,東北一般都使用日本標(biāo)準(zhǔn),關(guān)內(nèi)則使用美、英、德、日等國家標(biāo)準(zhǔn),這是我國水泥工業(yè)十分落后的一種表現(xiàn)。 解放后,建設(shè)高潮掀起,水泥需求量激增,國家在著手恢復(fù)和發(fā)展水泥工業(yè)的同時,還抓緊統(tǒng)一全國水泥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。1950年前重工業(yè)部華北窯業(yè)公司召開了第一次全國水泥廠代表會議,決定立即開展水泥標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作,并把它作為當(dāng)時整頓水泥工業(yè)的首要任務(wù)。水泥研究院(中國建材研究院前身)承擔(dān)了此項任務(wù),經(jīng)過近三年的工作,以日本軟練強度檢驗方法為基礎(chǔ),提出了我國歷史上第一個水泥標(biāo)準(zhǔn),于1953年在全國實施。這個標(biāo)準(zhǔn)的誕生適應(yīng)了我國水泥工業(yè)發(fā)展新局面的需要,其特點在于允許在水泥中摻加混合材料,水泥質(zhì)量劃分為多標(biāo)號。1.2 我國水泥標(biāo)準(zhǔn)基本格局的完善 解放初期,前蘇聯(lián)幫助我國建設(shè)的第一批156個重點工程,其設(shè)計圖紙全部來自蘇聯(lián),因此水泥作為一種主要建筑材料,其標(biāo)準(zhǔn)必須與蘇聯(lián)接軌。 
      1953年后的幾年,水泥研究院開展了蘇聯(lián)硬練法的試驗研究工作,于1956年在全國統(tǒng)一采用了以蘇聯(lián)硬練法為藍(lán)本的我國三大水泥標(biāo)準(zhǔn),即普通硅酸鹽水泥、礦渣水泥和火山灰水泥。 這個標(biāo)準(zhǔn)廢止了日本軟練法,實施了蘇聯(lián)硬練法,完善了我國三大水泥標(biāo)準(zhǔn),建立了我國水泥標(biāo)準(zhǔn)的基本格局,為我國水泥標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。這個標(biāo)準(zhǔn)確立了我國多品種多標(biāo)號的水泥產(chǎn)品結(jié)構(gòu),促使了我國水泥工業(yè)迅速發(fā)展,解決了國家建設(shè)大量需要水泥的突出矛盾。1.3 邁向先進水泥標(biāo)準(zhǔn)的第一步 在1970年我國水泥產(chǎn)量達到2500萬t之后,1975年達到4500萬t,這標(biāo)志著我國水泥工業(yè)邁上了獨立自主大發(fā)展的里程。與此相應(yīng),我國三大水泥標(biāo)準(zhǔn)的格局業(yè)已不適應(yīng)。在國際上,采用硬練法檢驗水泥標(biāo)號已顯得十分落后;在國內(nèi),水泥廠認(rèn)為這種方法操作復(fù)雜,水泥用戶認(rèn)為不同品種水泥使用效果差別太大,高標(biāo)號水泥太少等。 在此形勢下,我所從1972～1977年組織了三大水泥標(biāo)準(zhǔn)改革的科研項目,制訂了我國水泥強度檢驗方法GB177-77,即“中國軟練法”,以此為基礎(chǔ)產(chǎn)生了我國五大水泥標(biāo)準(zhǔn),即硅酸鹽水泥、普通水泥、礦渣水泥、粉煤灰水泥和火山灰水泥標(biāo)準(zhǔn)。這次標(biāo)準(zhǔn)修訂吸取了國際標(biāo)準(zhǔn)的先進成分,使我國水泥標(biāo)準(zhǔn)達到70年代國際先進水平;同時以提高我國水泥產(chǎn)品質(zhì)量為中心,有效地促進了我國水泥質(zhì)量的提高。實施幾年后統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),實施該法使全國水泥質(zhì)量普遍提高了一個標(biāo)號。1.4 同國際接軌的先期工作 改革開放后,我國同國際交往增多,水泥和水泥生產(chǎn)技術(shù)出口也日益增加,國外水泥界也大量打進我國水泥市場。國際交往使我們認(rèn)識到我國水泥產(chǎn)品質(zhì)量與國際先進水平相比確實存在很大差距。 為了提高我國水泥產(chǎn)品質(zhì)量及在國際市場上的競爭力,也為滿足國內(nèi)工程建設(shè)需高標(biāo)號水泥的要求,我所于1990～1991年對我國五大水泥標(biāo)準(zhǔn)又進行了修訂,產(chǎn)生了GB175-92和GB1344-92五大水泥標(biāo)準(zhǔn),這個標(biāo)準(zhǔn)將硅酸鹽水泥分為Ⅰ型和Ⅱ型水泥,Ⅰ型水泥的強度和各項性能指標(biāo)采用美國ASTM標(biāo)準(zhǔn),Ⅱ型水泥的強度和各項性能指標(biāo)采用英國BS標(biāo)準(zhǔn)。另外,在水泥品種的劃分和混合材料摻加方式方面盡可能同歐洲水泥標(biāo)準(zhǔn)草案ENV197-1相一致。 但是由于我國水泥強度檢驗方法沒有改變,我國水泥產(chǎn)品質(zhì)量沒有發(fā)生多大變化,我國的水泥強度數(shù)值仍不易被國外理解。因此,必須修訂現(xiàn)行水泥強度檢驗方法,直接采用ISO R679水泥強度檢驗方法。  

2 國際水泥標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展動向 
       我國水泥強度檢驗方法要不要同國際接軌,應(yīng)分析和觀察國際水泥標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展動向,明確我國標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展目標(biāo)。

2.1 世界水泥標(biāo)準(zhǔn)正向統(tǒng)一方向發(fā)展 近十年來,由于世界經(jīng)濟格局的變化,以及國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)制定頒布了一系列水泥性能檢驗方法,歐洲標(biāo)準(zhǔn)化組織(CEN)制訂頒布了歐洲通用水泥標(biāo)準(zhǔn)ENV197-1-92(試行),使世界各國水泥標(biāo)準(zhǔn)原本處于三足鼎立的狀態(tài)發(fā)生了很大變化。80年代初期,采用美、英和ISO標(biāo)準(zhǔn)體系的國家和地區(qū)基本各占1/3,進入90年代已有半數(shù)國家和地區(qū)采用了ISO標(biāo)準(zhǔn)體系。截止1991年采用標(biāo)準(zhǔn)情況見表1。 

 
    制訂世界統(tǒng)一的水泥標(biāo)準(zhǔn)是相當(dāng)復(fù)雜的問題,因而從水泥誕生至今170年來尚未實現(xiàn)。但是隨著世界經(jīng)濟格局的變化,經(jīng)濟走向一體化的發(fā)展,世界水泥標(biāo)準(zhǔn)逐步實現(xiàn)統(tǒng)一是必然發(fā)展方向,歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(CEN)于1992年4月29日批準(zhǔn)頒布了ENV197-1-92(通用水泥部分),要求其18個成員國在本國采用。 ENV197-1-92標(biāo)準(zhǔn)中對通用水泥的分類方案是,根據(jù)水泥中摻加的混合材料品種和數(shù)量,將通用水泥分為五大類型25種水泥,五大類型水泥為:

 (1)波特蘭水泥——摻加混合材0～5%; 

(2)波特蘭復(fù)合水泥——分14種,其中混合材料6%～20%的7種,混合材料21%～35%的7種; 

(3)高爐水泥——按礦渣摻加量分3種,A:36%～65%,B:66%～80%,C:81%～95%;

 (4)火山灰水泥——按火山灰混合材料摻加量分2種,A:21%～35%,B:36%～55%。

 (5)復(fù)合水泥——按摻加兩種以上混合材料分2種,A:36%～60%,B:61%～80%。

      ENV197-1-92標(biāo)準(zhǔn)中按28d抗壓強度分三個等級,每個等級按2d(或7d)強度分普通型和早強型2種。所有各類型水泥均需達到表2的要求

注：強度數(shù)值系采用ISO方法。

   英國是歐洲標(biāo)準(zhǔn)化組織CEN成員國之一,在ENV197-1-92標(biāo)準(zhǔn)頒布之前,已按照其草案修訂了BS標(biāo)準(zhǔn),并于1991年11月29日正式頒布生效了BS12:1991新標(biāo)準(zhǔn),從而英國首先結(jié)束了長達近90年的英國水泥標(biāo)準(zhǔn)體系。 

    日本水泥標(biāo)準(zhǔn)的變革也是近期國際水泥標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展的重大事件。以日本軟練強度檢驗方法為基礎(chǔ)的日本水泥標(biāo)準(zhǔn)JIS是1940年12月制訂實施的,50多年來一直沿用至今。但是,近年來日本標(biāo)準(zhǔn)加快了同國際接軌的速度,日本工業(yè)技術(shù)院確定從1994年開始,用3年的時間對日本水泥標(biāo)準(zhǔn)進行重大修改,并于1997年4月21日全面實施日本水泥新標(biāo)準(zhǔn):物理檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)JIS R5201,以及產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)JIS R5210波特蘭水泥、JIS R5211礦渣水泥、JIS R5212火山灰水泥和JIS R5213粉煤灰水泥。這次日本標(biāo)準(zhǔn)修改的核心是檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)同ISO國際標(biāo)準(zhǔn)完全一致,產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)盡可能同歐洲標(biāo)準(zhǔn)靠攏。

2.2 世界已產(chǎn)生了統(tǒng)一的水泥檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)

 (1)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/TC74技術(shù)委員會已經(jīng)批準(zhǔn)頒布了四個檢驗方法標(biāo)準(zhǔn): I

SO R679:1989水泥強度檢驗方法

 ISO R680:1990水泥化學(xué)分析方法 ISOR9597:1989水泥凝結(jié)時間和安全性測定方法 

ISO R863:1990火山灰水泥的火山灰性試驗方法 

公布了四個標(biāo)準(zhǔn)草案,正在征求意見:

 ISO/DIS 10784水泥組分的定量測定方法

 ISO/DIS 10749水泥細(xì)度測定方法 

ISO/DIS 10750水泥抽樣和制樣方法 

ISO/DIS 10751水泥中氯化物、二氧化硫和堿含量測定方法

 以上8個標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)草案全部同歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(CEN/TC51)制訂的檢驗方法EN196等同。

 (2)ISO水泥強度檢驗方法已被大多數(shù)水泥生產(chǎn)大國采用。

 水泥強度檢驗方法是水泥產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ),也是水泥標(biāo)準(zhǔn)同國際接軌主要標(biāo)志。

     近年來對年產(chǎn)水泥1千萬t以上的37個國家和地區(qū)采用ISO R679的情況進行了調(diào)查,結(jié)果如下:

     已采用國24個,占65%,這些國家是:法國、德國、英國、日本、澳大利亞、南非、比利時、捷克、芬蘭、希臘、荷蘭、葡萄牙、瑞士、挪威、瑞典、阿根廷、伊朗、波蘭、土耳其、保加利亞、丹麥、匈牙利、南斯拉夫和西班牙。

 決定采用國或地區(qū)4個,占11%,為巴西、印度、新西蘭和臺灣省。

 無計劃采用國3個,占8%,為加拿大、美國和泰國。

 不明的國家6個,占16%,為埃及、馬來西亞、委內(nèi)瑞拉、墨西哥、新加坡和韓國。

2.3 采用國際標(biāo)準(zhǔn)是世界經(jīng)濟發(fā)展的要求

     采用國際標(biāo)準(zhǔn)在80年代以前并不為世界尤其是發(fā)達國家所重視,而在80年代中后期由于世界經(jīng)濟貿(mào)易及政治形勢的變化,世界經(jīng)濟界對采用國際標(biāo)準(zhǔn)提出了新的要求,這種要求使各國對ISO國際標(biāo)準(zhǔn)的態(tài)度有了根本性改變。世界貿(mào)易組織有近120個成員國簽訂了關(guān)貿(mào)協(xié)定,其中“技術(shù)性貿(mào)易壁壘協(xié)議”于1980年1月1日生效,這個協(xié)議也稱標(biāo)準(zhǔn)化守則(TBT)。TBT規(guī)定:“1980年1月1日起,國際貿(mào)易中中的商品認(rèn)證制度以國際標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)”。要求各締約方在符合本國情況的前提下,盡量采用ISO、IEC的技術(shù)法則和標(biāo)準(zhǔn)或世界上其他國家已有的成果。鼓勵各國積極參加國際標(biāo)準(zhǔn)化活動及合格評定活動。這就造成了世界上各國將本國標(biāo)準(zhǔn)與國際接軌的大趨勢。  
       為了維護我國的經(jīng)濟利益,不致使我國在今后的國際貿(mào)易中處于被動或被排斥狀態(tài),1993年12月13日國家技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布命令,實施我國“采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進標(biāo)準(zhǔn)管理辦法”。該辦法指出,采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進標(biāo)準(zhǔn),是我國的一項重要技術(shù)經(jīng)濟政策,是技術(shù)引進的重要組成部分,應(yīng)當(dāng)同我國的技術(shù)引進、技術(shù)改造、新產(chǎn)品開發(fā)相結(jié)合。該辦法還規(guī)定,凡已有國際標(biāo)準(zhǔn)的(包括即將制訂完成的國際標(biāo)準(zhǔn)),應(yīng)當(dāng)以其為基礎(chǔ)制定我國標(biāo)準(zhǔn)。對國際標(biāo)準(zhǔn)中的安全標(biāo)準(zhǔn)、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境保護和貿(mào)易需要的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)先前采用,并與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相協(xié)調(diào)。

      縱觀國際水泥標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展動向,使我們認(rèn)識到,在目前國內(nèi)外經(jīng)濟發(fā)展融向一體化的形勢下,我國水泥標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該同國際接軌,我國水泥強度檢驗方法應(yīng)同國際一致,即直接采用ISO水泥強度檢驗方法

  
3 我國水泥產(chǎn)品質(zhì)量需要大幅度提高 
      目前我國有幾千家水泥廠,年產(chǎn)水泥達4.7億t,約占世界水泥總產(chǎn)量的1/3。然而,我國水泥實物質(zhì)量總體水平低,特別是有些質(zhì)量差的水泥給國內(nèi)外用戶造成不良影響。 
 3.1 國外水泥的實物質(zhì)量水平

     為了弄清我國水泥質(zhì)量在國際上處于什么狀況,必須首先知道國際上水泥質(zhì)量水平。 80年代初我所為了了解國際上水泥質(zhì)量狀況,從國外索取了31個水泥樣品,包括美、英、日、德、法以及印尼、菲律賓等東南亞地區(qū)生產(chǎn)和銷售的水泥。將這些樣品用GB177方法進行了檢驗,其結(jié)果見表3。

八十年代初國外水泥質(zhì)量檢驗結(jié)果

由表3可以看出,80年代初國際上波特蘭水泥實物水泥質(zhì)量水平是:  

 國際先進水平：3天強度32MPa，28天強度58MPa左右; 

國際一般水：3天強度27MPa，28天強度55MPa左右; 

進入90年代以來,我們對國際上水泥實物質(zhì)量水平?jīng)]有進行系統(tǒng)工作,只零星作過一些檢驗,發(fā)現(xiàn)實物質(zhì)量水平又有了提高,如泰國象牌水泥為36.8MPa為68.4MPa。近年德國部分水泥廠的水泥實物質(zhì)量見表4(根據(jù)喬齡山的資料整理)。

表4德國部分水泥廠的水泥實物質(zhì)量

  
     另一方面,從我國水泥在國際市場上的反映,也可以間接得知國際上水泥實物質(zhì)量水平。80年代以前我國五羊牌水泥在香港市場上反映很好,稱為“水泥市場上的一霸”。當(dāng)時五羊牌水泥質(zhì)量控制很嚴(yán);57.5MPa,80年代后隨著改革開放的發(fā)展,大小水泥通過各種渠道大量銷往國外,1990～1991年最高出口量近1000萬t。我國水泥大量銷往國外后引起強烈反映,說中國水泥質(zhì)量次。經(jīng)調(diào)查認(rèn)為,出口的水泥符合中國水泥標(biāo)準(zhǔn),但同國外水泥相比存在細(xì)度粗、凝結(jié)慢、早期強度低和均勻性差四大問題。之后,中國水泥出口量大幅度下降,又經(jīng)外商精心選擇中國質(zhì)量好的水泥出口,這種反映才趨緩和。目前珠江廠、柳州廠出口水泥質(zhì)量為 在3天強度在35~40MPa，28天強度在60～65MPa,信譽較高。大連華能-小野田水泥廠出口東南亞的水泥在3天強度在35~40MPa左右,出口美國的水泥3天強度在在45MPa左右,水泥的28天強度都在60～75MPa。  
 根據(jù)上述分析,目前國際市場上的水泥實物質(zhì)量水平大致為:

 國際先進水平 35～40MPa 60～70MPa; 

國際一般水平30MPa左右60MPa左右。 
3.2 我國水泥質(zhì)量狀況分析 

     80年代到90年代,隨著我國水泥產(chǎn)量的大幅度增長,水泥質(zhì)量整體上也有了提高,但是同國際先進水平相比,同建筑業(yè)的發(fā)展要求相比,還有很大差距。 90年代我國水泥標(biāo)號狀況可以1992年為代表,見表5。我國各標(biāo)號水泥的實物質(zhì)量見表6。 
 
 由表5、6可知:  
 (1)我國525號以上的波特蘭水泥和625號、525號R型普通水泥達到了國際先進水平,但數(shù)量較少。如果將525號普通水泥、525號R型礦渣水泥和 525號礦渣水泥質(zhì)量再適當(dāng)提高些,也算達到國際先進水平的話,全國水泥產(chǎn)量中也只有9%左右的水泥達到國際先進水平,且主要由國家重點水泥企業(yè)生產(chǎn)。  

 (2)我國425號水泥占全國水泥總產(chǎn)量的60%,需將質(zhì)量再提高一些,才能達到國際一般水平。 

(3)我國水泥產(chǎn)量1/3左右的325號及以下的水泥是低檔次水泥,在國際市場上大多列入砌筑水泥類別。 由此可見,大幅度提高我國水泥產(chǎn)品質(zhì)量是擺在我們面前的主要任務(wù)。這里順便指出,我國立窯水泥產(chǎn)量約占80%,回轉(zhuǎn)窯水泥只占20%,立窯能否生產(chǎn)出高質(zhì)量的水泥呢?我們通過分析數(shù)據(jù)認(rèn)為,只要生產(chǎn)工藝條件完善,質(zhì)量管理水平提高,不同類型的窯都可以生產(chǎn)出高質(zhì)量水泥,見表7。不同窯形水泥質(zhì)量比較  

     為了促進我國水泥產(chǎn)品質(zhì)量的提高,從1988年起開展水泥產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證工作,8年來我國共認(rèn)證718個水泥企業(yè),認(rèn)證產(chǎn)品達1.08億t,其質(zhì)量為: 

425號水泥,8372萬t,占77.7%,接近國際一般水平;

 525號水泥,2396萬t,占22.2%,接近國際先進水平;

 625號水泥,2萬t,占0.02%,國際先進水平。 

     由此可見,我國認(rèn)證的1億t水泥產(chǎn)品中,3/4以上仍為425號水泥,接近國際一般水平,而接近和達到國際先進水平的525號、625號水泥不足1/4。

     面對我國水泥實物質(zhì)量總體水平低的狀況,如何大幅度提高水泥產(chǎn)品質(zhì)量呢?除了水泥生產(chǎn)工藝方面的改造外,許多專家提出應(yīng)從水泥產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)上做文章,如取消325號水泥,提高水泥早期強度指標(biāo)等建議。這些建議固然有一定道理,但是我國現(xiàn)行GB177-85水泥強度檢驗方法是否完善,用它評價的各種水泥活性是否確切?如果衡量水泥質(zhì)量的這把尺子還不完善,存在較大缺陷的話,就應(yīng)該首先完善水泥強度檢驗方法這把尺子,使水泥生產(chǎn)企業(yè)按照新的尺子組織生產(chǎn),這樣才能更好地發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)引導(dǎo)和促進水泥生產(chǎn)的作用,使我國水泥質(zhì)量總體水平大幅度的提高。 

4 我國現(xiàn)行水泥強度檢驗方法需完善  

    1979年以前我國采用“硬練法”檢驗水泥強度,造成水泥標(biāo)號的嚴(yán)重虛假現(xiàn)象。1979年以后我國采用現(xiàn)行GB177(軟練法)檢驗水泥強度,在很大程度上解決了同標(biāo)號普通水泥與礦渣水泥在混凝土中使用效果的差別,但并沒有真正消除兩者差別,見表8。

礦渣水泥在混凝土中使用效果(與普通水泥相比)

  
 表8中的數(shù)值是以摻加6%～15%混合材料的普通水泥為100%計算的。

    如果以國外的波特蘭水泥(我國的硅酸鹽水泥)為基礎(chǔ)計算,礦渣水泥在混凝土中的使用效果還會顯得更差些。 采用ISO方法后,不但可以消除GB177方法未徹底解決的礦渣水泥與普通水泥在混凝土中使用效果的差別,而且還可以進一步消除普通水泥與硅酸鹽水泥在混凝土中使用效果的差別。 ISO方法與硬練法、GB177方法的關(guān)鍵區(qū)別在于檢驗方法中的膠砂組成,即水灰比、灰砂比和標(biāo)準(zhǔn)砂。三種方法的比較見表9。 

不同強度檢驗方法的膠砂組成

 
     由于GB177方法選擇的水灰比小,灰砂比大,單級標(biāo)準(zhǔn)砂不合理,造成檢驗的標(biāo)號仍會產(chǎn)生“虛假”。而ISO方法采用的水灰比適中,灰砂比適中,特別是采用了級配標(biāo)準(zhǔn)砂,它類似混凝土中石子、砂子、水泥、微細(xì)填料等級配,因此ISO方法檢驗出的水泥強度更接近于水泥在混凝土中的使用效果。 

    我國現(xiàn)行GB177水泥強度檢驗方法如何進行完善,進而過渡到ISO方法,其核心問題是將我國單級標(biāo)準(zhǔn)砂改變?yōu)榧壟渖?即ISO標(biāo)準(zhǔn)砂。我國采用ISO標(biāo)準(zhǔn)砂后就自然會將水灰比加大到0.50,灰砂比減小到1∶3.0。這樣就能把GB177方法完善到ISO水泥強度檢驗方法。 
5 采用ISO方法會促進我國水泥產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整 
根據(jù)我所1980年和1996～1997年試驗研究的結(jié)果,初步看出如下問題。 (1)采用ISO方法后我國水泥標(biāo)號結(jié)構(gòu)要作大幅度調(diào)整 GB標(biāo)號與ISO標(biāo)號的大致關(guān)系見表10。

GB標(biāo)號與ISO標(biāo)號的關(guān)系

  
     從表10可以看出,我國現(xiàn)行GB方法過渡到ISO方法后,由于水泥試體的膠砂組成變化,水灰比加大,灰砂比減少,我國現(xiàn)行水泥標(biāo)號要普遍降低一個標(biāo)號,約占我國水泥產(chǎn)量30%的325號水泥將被取消。這將是對我國水泥標(biāo)號結(jié)構(gòu)的一次大調(diào)整,對水泥質(zhì)量的一次大提高。

這里應(yīng)指出的是: 

    第一,在水泥標(biāo)號結(jié)構(gòu)調(diào)整的過程中,有的廠生產(chǎn)的水泥標(biāo)號降低得幅度很大,有的廠生產(chǎn)的水泥標(biāo)號降低得很少。也就是說GB方法改為ISO方法后,有的廠要占便宜,有的廠要吃虧,絕不是所有廠的水泥一律降一個標(biāo)號。

 第二,約占我國水泥產(chǎn)量30%的325號水泥出路有兩條:或者是改進生產(chǎn)工藝,如提高粉磨細(xì)度,減少混合材料摻加數(shù)量,將產(chǎn)品質(zhì)量大幅度提高,達到ISO325;如果改進生產(chǎn)工藝還達不到ISO325標(biāo)準(zhǔn),只好改為生產(chǎn)砌筑水泥。

 (2)采用ISO方法后將大幅度提高水泥早期強度

      隨著現(xiàn)代化施工技術(shù)的發(fā)展,用戶對于水泥早期強度的要求愈來愈高。一般大型建筑工程按照施工技術(shù)和工期的要求,水泥必須有很高的早期強度,最小的建筑工程用戶也會把水泥早期強度的高低作為衡量水泥質(zhì)量好壞的粗略準(zhǔn)則。因此,提高水泥早期強度早已成為國外的發(fā)展方向和工作目標(biāo)。這個發(fā)展方向和工作目標(biāo)逐步在許多國家的水泥標(biāo)準(zhǔn)上得到體現(xiàn)。歐洲水泥標(biāo)準(zhǔn)化委員會制訂的ENV197-1-92標(biāo)準(zhǔn),將傳統(tǒng)的3d、28d強度指標(biāo),改為2d、28d強度指標(biāo),并規(guī)定波特蘭水泥以及摻加任何品種和數(shù)量混合材料的水泥,如礦渣水泥、火山灰水泥等均采用波特蘭水泥的2d強度指標(biāo)。這是一個很大的變化。許多國家如德國、英國等均采納了這個標(biāo)準(zhǔn),ENV197-1-92標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定見表11。

ENV-197-1-92通用水泥的早期強度指標(biāo)

注：早期強度值均為ISO方法測定值

     我國水泥同國外水泥質(zhì)量上的一個突出差別是早期強度低,而且混合材料摻加量愈多的水泥,早期強度愈低。GB175-92和GB1344-92標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值見表12。

我國通用水泥早期強度指標(biāo)

    根據(jù)水泥所試驗的GB方法與ISO方法強度關(guān)系可知,我國普通硅酸鹽水泥的3d強度指標(biāo)值比 ENV197-1-92規(guī)定的2d強度指標(biāo)值還要低,所以我國水泥的早期強度一步達到ENV197-1-92標(biāo)準(zhǔn)是十分困難的。  
    考慮到我國目前水泥生產(chǎn)的實際,可以設(shè)想這樣一個方案,即我國水泥強度檢驗方法采用ISO方法后,我國現(xiàn)行GB175-92和GB1344-92標(biāo)準(zhǔn)中標(biāo)號劃分和早期強度指標(biāo)均不變,即改為ISO方法的標(biāo)號和早期強度指標(biāo)。這樣我國五大水泥的早期強度用GB方法強度表示,大約需提高5～9MPa(低標(biāo)號提得少,高標(biāo)號提得多)。我國五大水泥標(biāo)準(zhǔn)早期強度的這種變化,必然會促進水泥企業(yè)大幅度提高早期強度。如果某一標(biāo)號的水泥達不到相應(yīng)標(biāo)號的早期強度指標(biāo),將會降低到下一個標(biāo)號的水泥。

   (3)采用ISO方法可以促使我國水泥質(zhì)量同國外水泥質(zhì)量相一致 

    1980年我所選用了美、英、德、日等國家生產(chǎn)的31個國外水泥實物樣品,用ISO方法和GB方法進行了大量對比試驗,建立了ISO標(biāo)號與GB標(biāo)號的關(guān)系。而在1996～1997年的兩年中,我所采用我國生產(chǎn)的許多水泥樣品也建立ISO標(biāo)號與GB標(biāo)號的關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn):相同的ISO標(biāo)號的水泥,我國水泥的GB標(biāo)號比國外水泥的GB標(biāo)號高出7MPa左右。這說明,我國水泥用GB方法檢驗水泥強度時出現(xiàn)了偏高現(xiàn)象。

     為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象,其原因有待于深入探討。同樣在我國生產(chǎn)的水泥,大連華能-小野田水泥廠等就不存在這種現(xiàn)象,即在1996～1997年的試驗中,ISO標(biāo)號與GB標(biāo)號關(guān)系同1980年采用國外水泥建立的ISO標(biāo)號與GB標(biāo)號關(guān)系完全相同。造成我國水泥同國外水泥質(zhì)量上的差別來自哪里?不外在于生產(chǎn)水泥熟料的窯型、粉磨工藝和水泥中混合材料摻加量不同。我國生產(chǎn)水泥的窯型很多,有新型干法窯、濕法窯、中空發(fā)電窯、立波爾窯、小型中空窯和大量立窯。在這些窯型中發(fā)現(xiàn),新型干法窯相對差別較小,濕法窯差別較大,立窯差別有高、有低。在粉磨工藝方面,我國水泥廠大多規(guī)模小,磨機也小,粉磨細(xì)度太粗,在混合材方面,我國水泥中普遍摻加混合材料較多,看來粉磨細(xì)度粗很可能是造成兩者差別的重要原因。 

6 我國采用ISO方法的可行性  
 通過上述分析,我們可以清楚地知道,我國應(yīng)該盡快采用ISO水泥強度檢驗方法。

6.1 采用ISO方法是對GB方法的改進和完善 兩種方法同屬檢驗水泥強度的“軟練法”,熟悉, 和掌握ISO方法比較容易。在1972～1977年制訂GB方法時,由于受當(dāng)時社會條件的影響和遷就平潭石英砂沒有粗、細(xì)砂源的現(xiàn)狀,水泥膠砂組成才選用了單級砂和與其相應(yīng)的1∶2.5灰砂比、0.44水灰比,從而造成GB177方法的不完善。

   采用ISO方法的核心是選用ISO標(biāo)準(zhǔn)砂,只要標(biāo)準(zhǔn)砂一變,灰砂比和水灰比自然會調(diào)整到同ISO方法一致,使GB177方法過渡到ISO方法。

6.2 我國級配石英砂的砂源非常豐富 我國幅原遼闊,各種天然石英砂砂源非常豐富。根據(jù)初步調(diào)查和對比試驗,完全符合ISO標(biāo)準(zhǔn)砂要求的砂礦已有8個礦點,適當(dāng)選擇和搭配使用可以制造ISO標(biāo)準(zhǔn)砂,且每個砂礦使用年限都可上百年,還可供應(yīng)其他國家使用。

6.3 ISO方法用的儀器設(shè)備及試驗條件 ISO方法要求的試驗條件同GB177基本一致,因此采用ISO方法后各單位試驗條件不需變動。 ISO方法用的儀器設(shè)備主要有ISO攪拌機和振實臺或者3000頻率振動臺。 GB177現(xiàn)用的振動臺同ISO方法要求基本是一致的,仍可使用。 GB177現(xiàn)用的雙轉(zhuǎn)葉片式攪拌機同ISO葉片式攪拌機在攪拌膠砂時的運動軌跡和拌合效果是完全一致的,也可代用。不過,為了同ISO方法完全一致,今后可不再生產(chǎn),改行生產(chǎn)ISO攪拌機,各水泥試驗室可按攪拌機的使用壽命逐步淘汰老機型,購置新機型。

來源：《水泥》