中美歐混凝土原材料標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比

□文/郭萬(wàn)江 劉 明 劉 彤

中美歐混凝土原材料標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比

□文/郭萬(wàn)江 劉 明 劉 彤

混凝土的質(zhì)量與建筑物結(jié)構(gòu)安全關(guān)系重大。因此，各國(guó)對(duì)混凝土原材料都有著嚴(yán)格要求并制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。文章介紹了中國(guó)、美國(guó)和歐洲的混凝土原材料標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)比加強(qiáng)我國(guó)混凝土原材料的質(zhì)量控制。

中國(guó)；美國(guó)；歐洲；混凝土；標(biāo)準(zhǔn)；原材料；水泥；骨料；外加劑；拌和

混凝土的質(zhì)量與建筑物結(jié)構(gòu)安全關(guān)系重大。混凝土原材料的質(zhì)量是混凝土質(zhì)量控制的重要因素，尤其水泥、骨料、拌和用水、外加劑，為此各國(guó)都制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)的混凝土原材料標(biāo)準(zhǔn)種類齊全，但與美國(guó)、歐洲相比，對(duì)某些指標(biāo)未作要求，這里對(duì)比了中美歐各國(guó)的混凝土原材料標(biāo)準(zhǔn)，希望有助于增強(qiáng)我國(guó)對(duì)混凝土質(zhì)量的控制。

1 水泥

中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB 175—2007《通用硅酸鹽水泥》，按混合材料及含量不同做出了分類；歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 197—2《通用水泥的組成、規(guī)格要求和合格評(píng)定準(zhǔn)則》涵蓋了礦渣、硅灰、粉煤灰、火山灰、燒頁(yè)巖、石灰石等；美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASTM C 150《波特蘭水泥》包含了無(wú)混合材料的5種水泥，ASTMC 596《混合水硬性水泥》包含了礦渣水泥、礦渣改性水泥、火山灰水泥和火山灰改性水泥。

強(qiáng)度指標(biāo)方面，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中不同等級(jí)、不同品種的水泥的3 d強(qiáng)度指標(biāo)要求不同，28 d強(qiáng)度指標(biāo)須與強(qiáng)度等級(jí)相同；歐洲標(biāo)準(zhǔn)每一種水泥都對(duì)應(yīng)著同一等級(jí)的早期強(qiáng)度指標(biāo)，28 d強(qiáng)度指標(biāo)與強(qiáng)度等級(jí)一致；美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有規(guī)定強(qiáng)度等級(jí)，而是按照不同類型、不同品種的水泥規(guī)定了各個(gè)齡期的強(qiáng)度指標(biāo)。

化學(xué)指標(biāo)方面，歐洲標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有限制MgO含量，而我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定普通硅酸鹽水泥MgO含量不得高于5%。對(duì)于堿含量，中美標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定＜0.6%，而歐洲標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有相應(yīng)的規(guī)定，這是由于歐洲標(biāo)準(zhǔn)具有自愿性質(zhì)，檢驗(yàn)規(guī)則內(nèi)容放在合格評(píng)定程序來(lái)解決。

對(duì)比我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)和歐美水泥標(biāo)準(zhǔn)，以下2點(diǎn)值得借鑒：

1）與其他國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)不同，歐洲標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了28 d強(qiáng)度的上限，這有利于保證水泥的均勻性，進(jìn)而對(duì)保證混凝土的質(zhì)量十分有益[1]；

2）與我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)相比，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)增加了 C3S、C2S、C3A、含氣量、氧化鋁、氧化鐵檢測(cè)，有助于水泥中熟料含量的控制，保證混凝土強(qiáng)度[2]。

2 骨料

我國(guó)骨料標(biāo)準(zhǔn)主要為JGJ 52—2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》、GB/T 14685—2011《建設(shè)用碎石、卵石》和 GB/T 14684—2011《建設(shè)用砂》；歐洲標(biāo)準(zhǔn)為EN 12620：2002《混凝土骨料》；美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)為ASTMC 33—2008《混凝土骨料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》。中美歐標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于砂及石的篩分析、密度、吸水率、含水率、含泥量、壓碎指標(biāo)、堅(jiān)固性、硫酸鹽及硫化物含量、氯離子含量、堿活性都有具體要求，這里不再贅述。相比而言，對(duì)于碎石、卵石的針片狀含量，歐洲標(biāo)準(zhǔn)列出片狀指數(shù)FI（Flakiness Index）和形狀指數(shù) SI（Shape Index）。

片狀指數(shù)采用鋼筋棒篩分試驗(yàn)，見(jiàn)圖1。按不同的粗集料規(guī)格要求有不同間距的鋼筋棒篩分，得出通過(guò)率，計(jì)算屬于扁平顆粒的含量，與我國(guó)混凝土集料測(cè)定的針狀規(guī)準(zhǔn)儀相似。但是測(cè)定方法不同，鋼筋棒篩分試驗(yàn)不是一顆一顆集科試驗(yàn)，而是進(jìn)行篩分試驗(yàn)，所以量可以多得多。

形狀指數(shù)采用卡尺量取，見(jiàn)圖2。將集料篩分成每一檔分別用卡尺逐顆測(cè)定形狀指數(shù)，以大于 3∶1的顆粒質(zhì)量m2與總質(zhì)量m1之比表示，然后以各檔集料所有大于3∶1的顆粒質(zhì)量和與總質(zhì)量之比SI作為形狀指數(shù)，對(duì)混合料采用質(zhì)量配比加權(quán)平均方法計(jì)算總的形狀指數(shù)SI，以評(píng)價(jià)集料混合料是否合格。

此外，歐洲標(biāo)準(zhǔn)中還給出了對(duì)粗集料耐凍融性的要求。

1）凍融法。測(cè)得粗集料質(zhì)量m1后置于水中，在20～（-17.5±2.5）～20℃進(jìn)行凍融循環(huán)，循環(huán)后過(guò)1/2最小粒級(jí)粗集料粒徑的篩子，測(cè)得篩上粗集料質(zhì)量m2，凍融質(zhì)量損失以m1、m2差值與m1比值表示。

2）硫酸鎂法。將粗集料浸入盛有硫酸鎂溶液的容器中，浸泡（17±0.5）h后取出粗集料，瀝干、烘干、冷卻后進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)，最后一個(gè)循環(huán)后將粗集料洗凈、干燥，凍融質(zhì)量損失以粗集料質(zhì)量損失與初始質(zhì)量比值表示。

3 外加劑

我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)為GB 8076—2009《混凝土外加劑》，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)為ASTMC 494《混凝土外加劑的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》，歐洲標(biāo)準(zhǔn)為EN 934—2《混凝土、砂漿、灌漿料外加劑 第2部分》。

表1列出了中美歐標(biāo)準(zhǔn)中包括的外加劑類型。

表1 中美歐標(biāo)準(zhǔn)中包括的外加劑類型

中美歐標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)混凝土外加劑的減水率、凝結(jié)時(shí)間之差、坍落度和坍落度1 h經(jīng)時(shí)變化量、抗壓強(qiáng)度比、收縮率比等都有詳細(xì)規(guī)定，這里不再做過(guò)多介紹。下面介紹一下歐洲標(biāo)準(zhǔn)中控制外加劑質(zhì)量的一種有效手段——紅外光譜。該測(cè)試比對(duì)生產(chǎn)企業(yè)提供的外加劑的紅外譜圖與被測(cè)樣品的紅外譜圖，若其紅外譜圖無(wú)明顯差異，則可判定該外加劑樣品的有效成分符合要求。利用紅外光譜對(duì)外加劑有效成分是否符合要求給出判斷，有利于發(fā)現(xiàn)外加劑產(chǎn)品的質(zhì)量波動(dòng)，避免不合格的外加劑用于混凝土中，提高混凝土質(zhì)量，這是值得我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)借鑒的。

4 拌和用水

我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)JGJ 63—2006《混凝土拌和用水標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)水質(zhì)的pH、不溶物、可溶物、Cl離子、硫酸根、堿含量項(xiàng)目提出了要求。相比我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 1008—2002《混凝土拌和用水規(guī)范》增加了水質(zhì)中糖、磷、氮、鉛、鋅有害物的要求?；炷涟韬嫌盟|(zhì)中的上述項(xiàng)目對(duì)混凝土的拌和狀態(tài)、凝結(jié)時(shí)間、強(qiáng)度都有部分影響。因此，歐洲標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定首先對(duì)拌合用水進(jìn)行定性分析，若檢查結(jié)果呈陽(yáng)性，則定量分析結(jié)果需符合表2要求。

表2 EN 1008—2002水質(zhì)中有害物的要求 mg/L

5 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，我國(guó)混凝土原材料的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)種類齊全、系統(tǒng)，一些技術(shù)指標(biāo)嚴(yán)于歐美標(biāo)準(zhǔn)，如水泥中MgO含量指標(biāo)等，這是在以后標(biāo)準(zhǔn)的制定、修編時(shí)應(yīng)該堅(jiān)持的；但還應(yīng)看到在部分方面還有所欠缺，如要求檢測(cè)的項(xiàng)目、檢測(cè)方法等，這還需要在今后的工作中積累相關(guān)數(shù)據(jù)、經(jīng)驗(yàn)，以制定出符合我國(guó)國(guó)情的混凝土原材料標(biāo)準(zhǔn)，提高混凝土質(zhì)量。通過(guò)對(duì)比我國(guó)與歐美國(guó)家混凝土原材料標(biāo)準(zhǔn)的差異，結(jié)合我國(guó)混凝土行業(yè)的現(xiàn)狀，在混凝土原材料質(zhì)量控制方面，建議應(yīng)重點(diǎn)完善的有以下幾點(diǎn)。

1）我國(guó)水泥生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)量據(jù)世界首位，借鑒國(guó)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)各品種水泥的熟料及混合材成分作出具體規(guī)定，減少因水泥質(zhì)量波動(dòng)造成的混凝土質(zhì)量問(wèn)題。

2）隨著天然砂、石資源的日趨枯竭及我國(guó)越來(lái)越重視環(huán)境保護(hù)的總體趨勢(shì)，更多的工業(yè)廢渣、各種礦物采選生成的尾礦等工業(yè)固體廢棄物以及回收再生骨料必然在混凝土骨料中占有更大的比重，應(yīng)適當(dāng)增加骨料的耐久性指標(biāo)，確保混凝土質(zhì)量穩(wěn)定。

3）研究開(kāi)發(fā)定性、定量檢定外加劑有效成分的分析方法并制定相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)我國(guó)混凝土原材料質(zhì)量控制整體水平的提升，確?；炷临|(zhì)量穩(wěn)定。

4）我國(guó)是一個(gè)水資源匱乏的大國(guó)，節(jié)約用水和促進(jìn)水資源的再生循環(huán)利用是一項(xiàng)基本國(guó)策。具體到混凝土行業(yè)，建議參照我國(guó)再生中水的質(zhì)量指標(biāo)完善混凝土用水的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，以適應(yīng)混凝土生產(chǎn)今后將更多使用再生中水的總體發(fā)展趨勢(shì)。

此外，我國(guó)混凝土企業(yè)、施工企業(yè)在涉及外方施工或國(guó)際工程當(dāng)中，應(yīng)注意中美歐標(biāo)準(zhǔn)的不同，防止因標(biāo)準(zhǔn)要求不同而導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)糾紛和賠償。

□劉 明、劉 彤/天津市建筑材料產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心。

TU528

C

1008-3197（2013）04-39-02

10.3969/j.issn.1008-3197.2013.04.016

2013-06-06

郭萬(wàn)江/男，1970年出生，高級(jí)工程師，天津市建筑材料產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心，從事建筑材料檢測(cè)工作。