技術(shù)丨中國和老撾水泥標(biāo)準(zhǔn)對比分析
一、引言
老撾是我國的社會(huì)主義友鄰,是積極響應(yīng)和支持我國“一帶一路”倡議且是倡議惠及的沿線國家之一。在2019年中國與老撾簽署的《構(gòu)建中老命運(yùn)共同體行動(dòng)計(jì)劃》中,中老鐵路、萬象一萬榮高速公路、萬象賽色塔開發(fā)區(qū)、中老磨憨一磨丁經(jīng)濟(jì)合作區(qū)等項(xiàng)目,被列為共建“一帶一路”倡議的示范項(xiàng)目。
隨著此類示范項(xiàng)目以及老撾基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速推進(jìn),老撾水泥企業(yè)產(chǎn)能將嚴(yán)重不足。老撾地形呈狹長型,南北長達(dá)1800km,摻合料匱乏,石灰石、石膏資源多集中在中寮和下寮,產(chǎn)能過剩,上寮水泥產(chǎn)能嚴(yán)重不足。老撾水泥行業(yè)現(xiàn)狀已形成了雙向市場,主要熟料進(jìn)口國為泰國和越南,同時(shí)一些如泰國SCG水泥廠的水泥產(chǎn)品出口到泰國東北部。
老撾水泥廠主要由中國、泰國、越南等外資成立,2020年產(chǎn)能約800萬t。產(chǎn)品有泰國的199綠色水泥和299紅色水泥,中國的硅酸鹽42.5和52.5水泥,越南的PCB30水泥和PCB40水泥等,所用標(biāo)準(zhǔn)未統(tǒng)一。盡管老撾于2010年總理令1913號文發(fā)布了《老撾波特蘭水泥標(biāo)準(zhǔn)》LS04-2010,但該標(biāo)準(zhǔn)遵循WTO/TBT協(xié)定作為自愿性標(biāo)準(zhǔn)并未在老撾強(qiáng)制執(zhí)行,以致老撾水泥市場產(chǎn)品五花八門,質(zhì)量參差不齊,適用標(biāo)準(zhǔn)不一。
研究老撾水泥產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),對比中國標(biāo)準(zhǔn)、歐美體系標(biāo)準(zhǔn),為老撾國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)委員會(huì)提供水泥標(biāo)準(zhǔn)修訂依據(jù),以供中國企業(yè)能源投資和“一帶一路”倡議項(xiàng)目實(shí)施提供參考。
世界水泥標(biāo)準(zhǔn)主要有ISO、ASTM、BS三大標(biāo)準(zhǔn)體系,隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展,世界各國水泥標(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,即便是英國也在1991年后開始執(zhí)行歐洲水泥標(biāo)準(zhǔn)(EN),而歐洲和中國的水泥標(biāo)準(zhǔn)都?xì)w屬于ISO標(biāo)準(zhǔn)體系。美國水泥標(biāo)準(zhǔn)由美國實(shí)驗(yàn)與材料協(xié)會(huì)ASTM、美國混凝土協(xié)會(huì)ACI、美國波特蘭水泥協(xié)會(huì)PCA合作研究制定。
主要有ASTM C150(硅酸鹽水泥標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》、ASTM 《混合水泥標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》、ASTMC1157《水泥標(biāo)準(zhǔn)性能規(guī)范》以及配套的水泥各項(xiàng)性能指標(biāo)檢測方法標(biāo)準(zhǔn)組成完整的水泥標(biāo)準(zhǔn)體系。美國標(biāo)準(zhǔn)中波特蘭水泥有6個(gè)基本類別,分別是I型、Ⅱ型、II(MH)型、Ⅲ型、Ⅳ型、V型,加入引氣劑后定義了IA型、ⅡA型、1IfMH)A型、ⅢA型。歐洲主要的水泥標(biāo)準(zhǔn)是EN 197-1《通用水泥的組分、規(guī)格要求和合格評定標(biāo)準(zhǔn)》,由33個(gè)歐洲國家組成的歐洲標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)水泥與建筑石灰技術(shù)委員會(huì)CEN/TC51制定、發(fā)布的,英國實(shí)施的歐洲標(biāo)準(zhǔn)是BSEN197-1。歐標(biāo)定義了27種普通水泥、7種抗硫酸鹽水泥、3種低早強(qiáng)高爐水泥和2種抗硫酸鹽低早強(qiáng)高爐水泥。由于老撾缺乏水泥中摻入的混合材料,規(guī)范中未涉及復(fù)合硅酸鹽水泥詳細(xì)分類,見表1。
表1 中老水泥分類對比
隨著老撾工業(yè)起步發(fā)展,粉煤灰、粒化高爐礦渣等混合材料的出現(xiàn),將會(huì)推動(dòng)老撾水泥標(biāo)準(zhǔn)的修訂和完善。
中國標(biāo)準(zhǔn)GB175以混合材料不同分為6大類,硅酸鹽水泥P·Ⅰ/Ⅱ、普通硅酸鹽水泥P·O、礦渣硅酸鹽水泥P·S、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥P·P、粉煤灰硅酸鹽水泥P·F和復(fù)合硅酸鹽水泥P·C。老撾標(biāo)準(zhǔn)將水泥分為純硅酸鹽水泥和混合硅酸鹽水泥,分別用老撾標(biāo)準(zhǔn)LS04-2010和LS05-2001定義。純硅酸鹽水泥分為5個(gè)基本類別,分別是普通型I型、中抗、中熱Ⅱ型、高早強(qiáng)Ⅲ型、低熱Ⅳ型、高抗硫V型。
3.1 物理性能比對
3.1.1力學(xué)性能
我國標(biāo)準(zhǔn)GBl75-2007對通用硅酸鹽水泥的強(qiáng)度等級進(jìn)行了分類規(guī)定,硅酸鹽水泥強(qiáng)度等級分為42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六個(gè)等級,普通硅酸鹽水泥強(qiáng)度等級分為42.5、42.5R、52.5、52.5R四個(gè)等級,礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥的強(qiáng)度等級分為32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六個(gè)等級州。
GB748-2005標(biāo)準(zhǔn)中,中抗硫酸鹽水泥和高抗硫酸鹽水泥強(qiáng)度等級分為32.5、42.5t51。GB200-2017標(biāo)準(zhǔn)中,中熱硅酸鹽水泥強(qiáng)度等級為42.5,低熱硅酸鹽水泥強(qiáng)度等級分為32.5和42.5兩個(gè)等級。
我國采用的GB/T17671-1999規(guī)定的方法檢驗(yàn)水泥膠砂強(qiáng)度,老撾采用ISO679或ASTMC109/C109M作為相關(guān)的試驗(yàn)方法均可,GB/T17671-1999是根據(jù)ISO679:1989制定,主要內(nèi)容與ISO679完全一致,其抗壓強(qiáng)度檢驗(yàn)結(jié)果與ISO679:1989等同。而ASTMC109/C109M采用的是2英寸×2英寸×2英寸或50mm×50mm×50mm試件,我國試件為半塊40mm×40mm×160mm,受壓面積40mm×40mm,高度也是40mm,但非立方體試件,與立方體試件相比其內(nèi)部應(yīng)力分布狀況不同,兩種不同的試驗(yàn)結(jié)果不能等同,也不是簡單的尺寸效應(yīng)關(guān)系,不便相比。兩國水泥標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度指標(biāo)的差異具體見表2。
表2 我國GB標(biāo)準(zhǔn)與老撾標(biāo)準(zhǔn)水泥強(qiáng)度最低要求對比
根據(jù)表2可看出,中國是采用28d齡期抗壓強(qiáng)度來劃分水泥強(qiáng)度等級,同時(shí)對水泥早期強(qiáng)度(3d、7d)有要求,而老撾標(biāo)準(zhǔn)并未劃分強(qiáng)度等級。我國標(biāo)準(zhǔn)除了低熱水泥沒有3d齡期強(qiáng)度的要求外,其他類別的水泥都規(guī)定了3d和28d齡期強(qiáng)度要求,但是低熱水泥規(guī)定了90d抗壓強(qiáng)度的要求,中熱水泥、低熱水泥規(guī)定了7d齡期強(qiáng)度的特殊要求。
在老撾水泥標(biāo)準(zhǔn)中,沒有依據(jù)齡期強(qiáng)度劃分等級,而是根據(jù)水泥品種和特點(diǎn)設(shè)置了相對應(yīng)的強(qiáng)度,包括1d、3d、7d、28d齡期抗壓強(qiáng)度,抗折強(qiáng)度不作要求。其中Ⅲ型水泥規(guī)定了1d、3d強(qiáng)度要求,而無7d、28d強(qiáng)度要求;只有Ⅳ型、V型水泥規(guī)定了28d強(qiáng)度要求。
3.1.2其他物理性能
除力學(xué)性能外,為保障水泥產(chǎn)品質(zhì)量,中國標(biāo)準(zhǔn)GB還對水泥凝結(jié)時(shí)間、安定性、水化熱(3d、7d、28d)、細(xì)度(選擇性指標(biāo))等其他物理性能進(jìn)行了規(guī)定。除以上指標(biāo),老撾標(biāo)準(zhǔn)還對假凝、含氣量作出了要求,具體見表3。
表3 我國GB標(biāo)準(zhǔn)與老撾標(biāo)準(zhǔn)其他物理性能要求對比
由表3可以看出,對于細(xì)度,我國GB標(biāo)準(zhǔn)可采用布萊恩透氣法和負(fù)壓篩法,老撾標(biāo)準(zhǔn)可采用濁度計(jì)法和布萊恩透氣法,萊恩透氣法測定的細(xì)度具有可比性。
對于凝結(jié)時(shí)間的測試,我國GB標(biāo)準(zhǔn)方法采用維卡儀法,老撾標(biāo)準(zhǔn)則可采用維卡儀法和吉爾摩法,維卡儀法測定的凝結(jié)時(shí)間具有可比性。老撾標(biāo)準(zhǔn)對3d水化熱沒有要求,Ⅱ型水泥7d水化熱要求與中國GB/T200-2017中熱水泥要求一致,均為293kJ/kg(70cal/g),Ⅳ型水泥與中國GB/T200-2017低熱32.5水泥7d水化熱要求也基本一致。
老撾標(biāo)準(zhǔn)V型水泥與中國GB748-2005中P·HSR的14d線膨脹率要求一致,均為不大于0.040%,但是未對Ⅱ型水泥14d線膨脹率作出要求,中國GB748-2005中P·MSR的14d線膨脹率要求均為不大于0.060%。因?yàn)槔蠐胨嗌a(chǎn)過程中直接添加引氣劑,引氣劑作為引氣型水泥的原材料使用,而中國的引氣劑是作為混凝土外加劑使用,所以老撾標(biāo)準(zhǔn)對假凝和含氣量做出了要求,而中國標(biāo)準(zhǔn)并沒有相關(guān)要求。
另外,對于水泥中天然放射性中老兩國標(biāo)準(zhǔn)中都未進(jìn)行相關(guān)規(guī)定,但俄羅斯規(guī)范固定其天然放射性核素的放射性比活度Aeff不大于370Bq/kg,中國GB標(biāo)準(zhǔn)已多年未修訂,建議后續(xù)修訂中可考慮將放射性比活度的內(nèi)照射指數(shù)和外照射指數(shù)參照GB6566進(jìn)行規(guī)定。
3.2 化學(xué)性能比對
我國GB標(biāo)準(zhǔn)與老撾標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)性能指標(biāo)對比見表4。
表4 我國GB標(biāo)準(zhǔn)與老撾標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)性能指標(biāo)對比
我國GB標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定化學(xué)性能必須滿足要求,否則為不合格品,主要包括不溶物、燒失量、三氧化硫、氯離子和堿含量(選擇性指標(biāo))。
老撾標(biāo)準(zhǔn)對化學(xué)指標(biāo)的規(guī)定與中國大致相同。主要區(qū)別是中國GB標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了氯離子含量限制,但老撾標(biāo)準(zhǔn)并沒有規(guī)定。考慮到導(dǎo)致混凝土中鋼筋銹蝕的主要誘因是混凝土中含有過量的氯離子,而水泥是混凝土主要原材料,因此我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了氯離子含量限值,主要參照混凝土相關(guān)設(shè)計(jì)應(yīng)用規(guī)范。另外,根據(jù)表4可以看出,老撾標(biāo)準(zhǔn)對水泥中燒失量、三氧化硫含量限值要求更高,氧化鎂含量要求較寬松,而不溶物和堿含量的要求則基本相同。
由于混凝土中集料作為主要原材料,考慮鋼筋銹蝕,應(yīng)嚴(yán)格控制集料氯離子含量,建議在后續(xù)水泥標(biāo)準(zhǔn)修訂中水泥中的氯離子含量可考慮適當(dāng)放寬或者相關(guān)要求可由買賣雙方協(xié)商確定。另外,由于GB31893-2015(水泥中水溶性鉻(VI)的限量及測定方法》于2016年發(fā)布實(shí)施,作為國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)首次對我國水泥產(chǎn)品中水溶性鉻(Ⅵ)含量做出限定,因此建議在后續(xù)水泥標(biāo)準(zhǔn)修訂中水泥中加入的水溶性鉻(VI)指標(biāo)要求。
(1)老撾水泥按性能特點(diǎn)進(jìn)行分類,相關(guān)指標(biāo)主要參照美國標(biāo)準(zhǔn),且老撾缺乏水泥摻合料,其分類單一。隨著老撾工業(yè)發(fā)展及中國大量水泥企業(yè)在老投資,為更好控制水泥產(chǎn)品質(zhì)量和推動(dòng)中老兩國水泥產(chǎn)業(yè)之間的貿(mào)易交流合作,建議老撾標(biāo)準(zhǔn)修訂可引入中國標(biāo)準(zhǔn),對于具有可比較的指標(biāo),可進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)定,對于與中國GB標(biāo)準(zhǔn)不一致的,可單獨(dú)規(guī)定。
(2)中國GB標(biāo)準(zhǔn)已多年未修訂,考慮生態(tài)環(huán)境、人身安全等因素,建議GB標(biāo)準(zhǔn)修訂加入水溶性鉻(Ⅵ)、放射性比活度的內(nèi)照射指數(shù)和外照射指數(shù)等指標(biāo);嚴(yán)格控制燒失量、三氧化硫含量指標(biāo);適當(dāng)放寬氯離子含量指標(biāo)。
(3)雖然我國與老撾水泥標(biāo)準(zhǔn)對技術(shù)要求限制有差異,但是主要指標(biāo)內(nèi)容基本相似,具有一定相通性。比如GB標(biāo)準(zhǔn)考慮了抗折強(qiáng)度、氯離子影響等,而由于水泥生產(chǎn)工藝不同,老撾標(biāo)準(zhǔn)考慮了含氣量指標(biāo)。但是對于細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間、最高水化熱、不溶物、燒失量、三氧化硫、氯離子和堿含量等要求都基本一致且具有一定的可比性。
作者:邱成江
來源:《1云南省海外投資有限公司;2老撾建設(shè)工程質(zhì)量檢驗(yàn)檢測有限公司》
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