□文/郭萬江 劉 明 劉 彤

中美歐混凝土原材料標準對比

□文/郭萬江 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，各國對混凝土原材料都有著嚴格要求并制定了相應(yīng)的標準。文章介紹了中國、美國和歐洲的混凝土原材料標準，通過對比加強我國混凝土原材料的質(zhì)量控制。

中國；美國；歐洲；混凝土；標準；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，為此各國都制定了相應(yīng)的標準。我國的混凝土原材料標準種類齊全，但與美國、歐洲相比，對某些指標未作要求，這里對比了中美歐各國的混凝土原材料標準，希望有助于增強我國對混凝土質(zhì)量的控制。

1 水泥

中國標準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；歐洲標準EN 197—2《通用水泥的組成、規(guī)格要求和合格評定準則》涵蓋了礦渣、硅灰、粉煤灰、火山灰、燒頁巖、石灰石等；美國標準ASTM C 150《波特蘭水泥》包含了無混合材料的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。

強度指標方面，我國標準中不同等級、不同品種的水泥的3 d強度指標要求不同，28 d強度指標須與強度等級相同；歐洲標準每一種水泥都對應(yīng)著同一等級的早期強度指標，28 d強度指標與強度等級一致；美國標準沒有規(guī)定強度等級，而是按照不同類型、不同品種的水泥規(guī)定了各個齡期的強度指標。

化學指標方面，歐洲標準沒有限制MgO含量，而我國標準規(guī)定普通硅酸鹽水泥MgO含量不得高于5%。對于堿含量，中美標準規(guī)定＜0.6%，而歐洲標準中沒有相應(yīng)的規(guī)定，這是由于歐洲標準具有自愿性質(zhì)，檢驗規(guī)則內(nèi)容放在合格評定程序來解決。

對比我國標準和歐美水泥標準，以下2點值得借鑒：

1）與其他國家標準不同，歐洲標準規(guī)定了28 d強度的上限，這有利于保證水泥的均勻性，進而對保證混凝土的質(zhì)量十分有益[1]；

2）與我國標準相比，美國標準增加了 C3S、C2S、C3A、含氣量、氧化鋁、氧化鐵檢測，有助于水泥中熟料含量的控制，保證混凝土強度[2]。

2 骨料

我國骨料標準主要為JGJ 52—2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標準》、GB/T 14685—2011《建設(shè)用碎石、卵石》和 GB/T 14684—2011《建設(shè)用砂》；歐洲標準為EN 12620：2002《混凝土骨料》；美國標準為ASTMC 33—2008《混凝土骨料標準規(guī)范》。中美歐標準對于砂及石的篩分析、密度、吸水率、含水率、含泥量、壓碎指標、堅固性、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，對于碎石、卵石的針片狀含量，歐洲標準列出片狀指數(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，見圖1。按不同的粗集料規(guī)格要求有不同間距的鋼筋棒篩分，得出通過率，計算屬于扁平顆粒的含量，與我國混凝土集料測定的針狀規(guī)準儀相似。但是測定方法不同，鋼筋棒篩分試驗不是一顆一顆集科試驗，而是進行篩分試驗，所以量可以多得多。

形狀指數(shù)采用卡尺量取，見圖2。將集料篩分成每一檔分別用卡尺逐顆測定形狀指數(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)，對混合料采用質(zhì)量配比加權(quán)平均方法計算總的形狀指數(shù)SI，以評價集料混合料是否合格。

此外，歐洲標準中還給出了對粗集料耐凍融性的要求。

1）凍融法。測得粗集料質(zhì)量m1后置于水中，在20～（-17.5±2.5）～20℃進行凍融循環(huán)，循環(huán)后過1/2最小粒級粗集料粒徑的篩子，測得篩上粗集料質(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、冷卻后進入下一個循環(huán)，最后一個循環(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

我國標準為GB 8076—2009《混凝土外加劑》，美國標準為ASTMC 494《混凝土外加劑的標準規(guī)范》，歐洲標準為EN 934—2《混凝土、砂漿、灌漿料外加劑 第2部分》。

表1列出了中美歐標準中包括的外加劑類型。

表1 中美歐標準中包括的外加劑類型

中美歐標準中對混凝土外加劑的減水率、凝結(jié)時間之差、坍落度和坍落度1 h經(jīng)時變化量、抗壓強度比、收縮率比等都有詳細規(guī)定，這里不再做過多介紹。下面介紹一下歐洲標準中控制外加劑質(zhì)量的一種有效手段——紅外光譜。該測試比對生產(chǎn)企業(yè)提供的外加劑的紅外譜圖與被測樣品的紅外譜圖，若其紅外譜圖無明顯差異，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，避免不合格的外加劑用于混凝土中，提高混凝土質(zhì)量，這是值得我國標準借鑒的。

4 拌和用水

我國標準JGJ 63—2006《混凝土拌和用水標準》，對水質(zhì)的pH、不溶物、可溶物、Cl離子、硫酸根、堿含量項目提出了要求。相比我國標準，歐洲標準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)中的上述項目對混凝土的拌和狀態(tài)、凝結(jié)時間、強度都有部分影響。因此，歐洲標準中規(guī)定首先對拌合用水進行定性分析，若檢查結(jié)果呈陽性，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

經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，我國混凝土原材料的相關(guān)標準種類齊全、系統(tǒng)，一些技術(shù)指標嚴于歐美標準，如水泥中MgO含量指標等，這是在以后標準的制定、修編時應(yīng)該堅持的；但還應(yīng)看到在部分方面還有所欠缺，如要求檢測的項目、檢測方法等，這還需要在今后的工作中積累相關(guān)數(shù)據(jù)、經(jīng)驗，以制定出符合我國國情的混凝土原材料標準，提高混凝土質(zhì)量。通過對比我國與歐美國家混凝土原材料標準的差異，結(jié)合我國混凝土行業(yè)的現(xiàn)狀，在混凝土原材料質(zhì)量控制方面，建議應(yīng)重點完善的有以下幾點。

1）我國水泥生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)量據(jù)世界首位，借鑒國外相關(guān)標準，對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)量波動造成的混凝土質(zhì)量問題。

2）隨著天然砂、石資源的日趨枯竭及我國越來越重視環(huán)境保護的總體趨勢，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)適當增加骨料的耐久性指標，確?；炷临|(zhì)量穩(wěn)定。

3）研究開發(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)量標準，促進我國混凝土原材料質(zhì)量控制整體水平的提升，確?；炷临|(zhì)量穩(wěn)定。

4）我國是一個水資源匱乏的大國，節(jié)約用水和促進水資源的再生循環(huán)利用是一項基本國策。具體到混凝土行業(yè)，建議參照我國再生中水的質(zhì)量指標完善混凝土用水的質(zhì)量標準，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。

此外，我國混凝土企業(yè)、施工企業(yè)在涉及外方施工或國際工程當中，應(yīng)注意中美歐標準的不同，防止因標準要求不同而導致的經(jīng)濟糾紛和賠償。

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

TU528

C

1008-3197（2013）04-39-02

10.3969/j.issn.1008-3197.2013.04.016

2013-06-06

郭萬江/男，1970年出生，高級工程師，天津市建筑材料產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測中心，從事建筑材料檢測工作。