摘要:
一、立項(xiàng)背景
自1953年我國第一個(gè)統(tǒng)一的水泥標(biāo)準(zhǔn)誕生至今，我國通用硅酸鹽水泥標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)歷了4次修訂。1956年全國統(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)的確立了我國多品種多標(biāo)號的水泥產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，推動(dòng)了我國水泥工業(yè)的迅速發(fā)展；進(jìn)入70年代以后,我國三大水泥標(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，制定了我國水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)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)了我國水泥質(zhì)量的提高；70年代以后我國地方水泥突起，在全國大辦水泥的推動(dòng)下，我國水泥產(chǎn)量迅速增長，到1990年達(dá)到2億噸，成為世界水泥第一生產(chǎn)大國，同時(shí)隨著我國改革開放的深入，國際貿(mào)易量逐年增長，我國出口水泥日益增加，國外水泥也大量進(jìn)入我國市場，在交往中使我們認(rèn)識到我國水泥產(chǎn)品質(zhì)量與國際先進(jìn)水平相比確實(shí)存在差距，為了進(jìn)一步提高水泥質(zhì)量，提高我國水泥在國際市場的競爭力，1991年對水泥標(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，但由于我國水泥強(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。隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的加速，使世界各國對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際貿(mào)易的競爭和磨擦加劇，加速“采標(biāo)”的呼聲越來越高。尤其自1979年國際貿(mào)易組織（AATT）近120個(gè)成員國簽訂的“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，國際貿(mào)易中的商品認(rèn)證制度以國際標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)”。世界各國加快了采用國際標(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)國家和地區(qū)采用了ISO標(biāo)準(zhǔn)體系。在這樣的背景下我國于1996年開始了強(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)已完全與國際接軌。
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)上只對水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)方法和強(qiáng)度標(biāo)號進(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)施中存在的主要問題有：品種設(shè)置和強(qiáng)度等級不匹配，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)中沒有規(guī)定混合材摻量檢測方法；?水泥中摻加混合材種類呈現(xiàn)開放狀態(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年全國水泥標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會按照國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會的要求對國家標(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1953年首次頒布實(shí)施的水泥標(biāo)準(zhǔn)中就開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年代中國建材院又對此進(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，為我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)。
隨著我國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值的變化，并沒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)性能變化相對屬于小幅波動(dòng)，當(dāng)混合材摻量超過20%（礦渣超過35%）時(shí)，水泥性能開始呈現(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 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)致我國目前P.O32.5強(qiáng)度等級水泥實(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)度等級不匹配的問題愈來愈突出，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)際是無法生產(chǎn)出32.5等級的普通硅酸鹽，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。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，將水泥品種分為兩個(gè)層次，如用戶需要高強(qiáng)度等級的水泥主要選擇P.I、P.II、P.O；需要低強(qiáng)度等級水泥主要選擇P.S、P.C、P.F、P.P。
3、不允許在復(fù)合硅酸鹽水泥中使用粒化精煉鉻鐵渣及新開辟的混合材料
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)廢渣對水泥工業(yè)節(jié)約資源與綜合利用意義重大。
我國水泥標(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)定新開辟的混合材料正式啟用必須經(jīng)過建筑材料行業(yè)主管部門批準(zhǔn)，而國家建材工業(yè)局已撤消，這樣的規(guī)定形同虛設(shè)，根本無法實(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法控制的問題非常突出，因此此次標(biāo)準(zhǔn)修訂暫時(shí)取消了粒化精煉鉻鐵渣、粒化增鈣液態(tài)渣、粒化碳素鉻鐵渣、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，另一方面對于量大、面廣、來源穩(wěn)定經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證對人體無害、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)。