国外水泥添加剂标准

　　世界各国水泥标准主要从属于两大体系，即欧洲标准体系（E N ）和美国标准体系（A S T M ）。根据有关协定，欧洲标准化委员会（C E N ）水泥和建筑石灰技术委员会（T C 51）代表国际标准化组织（I S O ）水泥和建筑石灰技术委员会（T C 74）起草标准，最后由I S O 成员国表决通过（至少有75%的成员国同意）。例如，我国G B /T 17671“水泥胶砂强度检验方法”与I S O 679等同，而I S O 679又来自E N 196-1。目前，I S O /T C 74有36个国家，C E N /T C 51有19个国家。世界上还有部分国家采用美国材料标准和试验方法标准（A S T M ）。材料标准反映了一个国家的产品质量和技术水平，是技术开发和生产实践的总结。我国水泥工业使用水泥添加剂要较发达国家晚20~30年，近几年来我国对水泥添加剂的开发和使用取得了长足进步，但仍存在不少问题。本文介绍的是国外水泥添加剂标准，认真学习国外先进的水泥添加剂标准，有助于这些问题的解决。

　　1.区分术语

　　要把水泥添加剂和砂浆、混凝土外加剂区分开来，前者是在水泥生产过程中掺加，后者是在水泥使用过程中加入，用“添加剂”和“外加剂”就能把两者区分开来。水泥添加剂掺量一般不超过1%。而常用的混凝土外加剂有10多种，掺量差别很大。其中，引气剂掺量为0.005%~0.015%，减水剂掺量为 0.2%~1.5%，速凝剂掺量为2%~6%，膨胀剂掺量为6%~15%。水泥添加剂中的“添”字，中文含义是“少量加”的意思。另外，要区分水泥添加剂与大量使用的混合材（在水泥生产中加）及掺和料（在水泥使用中加）。要注意各国水泥文献中所使用的专有名词的区别，如在欧洲文献中使用“a d d i t i v e s ”表示水泥添加剂，美国文献中则用“a d d i t i o n s ”。“a d d i t i o n s ”在欧洲标准文献中指的是大量加入的混合材，在美国、加拿大的文献中用“m i n e r a la d m i x t u r e s ”或“s u p p l e m e n t a r y c e m e n t i t i o u s m a t e r i a l s ”（补充胶凝材料）代表混合材或掺和料。对于混凝土外加剂，欧美都用“a d m i x t u r e s ”。名词术语的使用是约定俗成的事，不可能也没有必要完全统一，但也不能随意乱用，以免造成混乱或误解。

　　2.国外水泥添加剂标准概况

　　欧洲通用水泥试标准E N V 197-1：1995中把水泥添加剂（a d d i t i v e s ）作为水泥四大组分之一。水泥的四大组分，一是主要组分，即熟料和混合材；二是次要附加组分，即一种因能改善水泥物理性能（如工作度或保水性）而加入的无机矿物材料，掺量为0%~5%；三是硫酸钙；四是水泥添加剂，即为了改善水泥生产和水泥性能而加入的总量不超过水泥重量1%的添加剂（如超过1%，则应在包装袋或发货单上注明，这类添加剂不应导致钢筋锈蚀，不应劣化水泥或由它制成的砂浆和混凝土的性能）。在正式标准E N 197-1：2000中明确提出，水泥添加剂的总量不超过水泥重量的1%（颜料除外），有机添加剂总量不超过水泥重量的0.5%（干基）。当水泥中掺入了符合E N 934的系列混凝土、砂浆或灰浆外加剂时，应在包装袋或发货单上标明外加剂的标准代号。

　　美国的材料及试验方法标准总数超过12000个，近30年来增加了近1倍，与水泥和混凝土有关的标准就超过290个，是世界上最完善的材料及其试验方法标准体系。在A S T M C 219-94“关于水硬性水泥的标准术语”中，将水泥制造过程中用混合粉磨或直接混入方式加入的有限量物料称为水泥添加剂（a d d i 鄄t i o n s ），并分为利于粉磨和储运的工艺添加剂（p r o c e s s i n g a d d i t i o n s ）和调节水泥终成品使用性能的功能添加剂（f u n c t i o n a l a d d i t i o n s ），分别符合A S T M C 465和A S T M C 688的要求。在A S T M 标准中还规定，掺有引气剂的水泥在水泥代号后应加后缀“A ”。

　　在我国水泥标准G B /T 4131-1997“水泥的命名、定义和术语”的4.17节明确了助磨剂（g r i n d i n g a i d s ）的含义，“在水泥粉磨时加入的起助磨作用而又不损害水泥性能的外加剂，其加入量应不超过水泥重量的1%”。这说明，我国标准还未涉及工艺添加剂中的“助流”作用的工艺外加剂和调节水泥使用性能的功能添加剂。至于我国立窑水泥烧成中曾广为应用的复合矿化剂、晶种、速烧剂及节煤助燃剂等烧成工艺添加剂，还未被纳入水泥标准中。

　　1997年我国首次发布的J C /T 667-1997“水泥粉磨用工艺外加剂”内容，几乎等同采用A S T M C 465。

　　3.ASTM C 465-99（2005）———用于制造水硬性水泥的工艺添加剂标准

　　对于标准文献，往往不能一下子全读懂，这主要是因为标准起草人所经历的过程和掌握的知识，读者不全了解。对于国外标准，正确理解要更困难些，要多查些相关资料才能弄清楚。

　　（1）什么是水泥工艺添加剂按字面理解，水泥工艺添加剂应是在水泥生产过程中加入的少量物质，可包括助烧剂和助磨剂。但从A S T M C 465标准的4.6节可知，工艺添加剂指的是助磨剂或者阻聚分散剂（p a c k s e t i n h i b i t o r s ），能增加水泥在磨中的流动性，缩短水泥在磨中的停留时间，从而明显改变水泥的粒度分布和物理化学性能。以前有一些作者认为“p a c k s e t ”是“包凝”的意思，这是不对的。而另一些作者认为“p a c k s e t ”是“结块”的意思也不妥，因为结块的水泥风化严重，使用时强度大幅下降。“p a c k s e t ”指的是水泥颗粒间距缩小、凝聚吸引力增加的一种状态。上世纪30年代，美国水泥运输已有部分用散装汽运或火车罐车运输。由于经过粉磨的水泥粉体的表面能较高，并带有未被平衡的电荷，易产生自集聚、凝聚或附聚在管道或储库的壁上，从而对水泥粉体的流动产生阻力，导致水泥输送、装卸时间延误，引起供需双方的矛盾，因此当时迫切需要一种添加剂能解决水泥凝聚效应和促进水泥流动的问题，后来发现阻聚分散剂等都有助磨效果。而凝聚（p a c k s e t ）与库凝（w a r e h o u s e s e t ）不同，后者指的是由水泥颗粒表面水化而引起的结块。

　　（2）对工艺添加剂的技术要求掺有受检工艺添加剂（混凝土外加剂）的水泥（混凝土）称掺剂水泥（混凝土），不掺添加剂（混凝土外加剂）的水泥（混凝土）称对比水泥（混凝土）（r e f e r e n c e 或c o n 鄄t r o l ）。我国混凝土标准起草者把对比水泥（混凝土）称基准水泥（混凝土），不够确切。A S T M C 465标准要求，掺剂水泥与对比水泥相比，各项性能的变化应在一定范围之内。当然，掺剂水泥与相应的无剂对比水泥本身要符合相应水泥标准的各项要求。

　　美国水泥混凝土普遍要求引气，以增加耐久性，这是一项行之有效的措施。所以，要求工艺添加剂不能影响引气剂的引气性能。 （未完待续）