我國(guó)為什么應(yīng)采用ISO水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)方法

     中國(guó)建筑材料科學(xué)研究院水泥所于1995年開展“ISO R679水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)方法(國(guó)際法)”和“ISO標(biāo)準(zhǔn)砂(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)砂)”的試驗(yàn)研究工作。通過研究以修訂我國(guó)現(xiàn)行GB178-77〈水泥強(qiáng)度試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)砂〉和GB177-85〈水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法〉。該標(biāo)準(zhǔn)的研究和實(shí)施是我國(guó)水泥工業(yè)發(fā)展中的一件大事,因而引起水泥界專家、企業(yè)家的高度重視和議論,大多數(shù)認(rèn)為我國(guó)應(yīng)該采用ISO方法,也有的認(rèn)為我國(guó)GB177-85方法很好,不應(yīng)修訂?，F(xiàn)就此問題作一闡述。 

1 我國(guó)水泥標(biāo)準(zhǔn)制修訂的歷史作用 
 產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)方法是衡量產(chǎn)品質(zhì)量的一把尺子,產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)是產(chǎn)品生產(chǎn)、交易和使用的基本依據(jù),是質(zhì)量管理的技術(shù)基礎(chǔ)。一個(gè)時(shí)期制訂和執(zhí)行的工業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及其檢驗(yàn)方法,既反映了該項(xiàng)工業(yè)的技術(shù)水平和發(fā)展方向,還能促進(jìn)產(chǎn)品生產(chǎn)、改進(jìn)生產(chǎn)工藝和提高產(chǎn)品質(zhì)量。因此我國(guó)歷來十分重視工業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)方法的研究和制修訂工作。1.1 我國(guó)統(tǒng)一水泥標(biāo)準(zhǔn)的誕生 解放前我國(guó)水泥產(chǎn)量不足百萬噸,全國(guó)也沒有統(tǒng)一的水泥產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)方法,東北一般都使用日本標(biāo)準(zhǔn),關(guān)內(nèi)則使用美、英、德、日等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),這是我國(guó)水泥工業(yè)十分落后的一種表現(xiàn)。 解放后,建設(shè)高潮掀起,水泥需求量激增,國(guó)家在著手恢復(fù)和發(fā)展水泥工業(yè)的同時(shí),還抓緊統(tǒng)一全國(guó)水泥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。1950年前重工業(yè)部華北窯業(yè)公司召開了第一次全國(guó)水泥廠代表會(huì)議,決定立即開展水泥標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作,并把它作為當(dāng)時(shí)整頓水泥工業(yè)的首要任務(wù)。水泥研究院(中國(guó)建材研究院前身)承擔(dān)了此項(xiàng)任務(wù),經(jīng)過近三年的工作,以日本軟練強(qiáng)度檢驗(yàn)方法為基礎(chǔ),提出了我國(guó)歷史上第一個(gè)水泥標(biāo)準(zhǔn),于1953年在全國(guó)實(shí)施。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的誕生適應(yīng)了我國(guó)水泥工業(yè)發(fā)展新局面的需要,其特點(diǎn)在于允許在水泥中摻加混合材料,水泥質(zhì)量劃分為多標(biāo)號(hào)。1.2 我國(guó)水泥標(biāo)準(zhǔn)基本格局的完善 解放初期,前蘇聯(lián)幫助我國(guó)建設(shè)的第一批156個(gè)重點(diǎn)工程,其設(shè)計(jì)圖紙全部來自蘇聯(lián),因此水泥作為一種主要建筑材料,其標(biāo)準(zhǔn)必須與蘇聯(lián)接軌。 
      1953年后的幾年,水泥研究院開展了蘇聯(lián)硬練法的試驗(yàn)研究工作,于1956年在全國(guó)統(tǒng)一采用了以蘇聯(lián)硬練法為藍(lán)本的我國(guó)三大水泥標(biāo)準(zhǔn),即普通硅酸鹽水泥、礦渣水泥和火山灰水泥。 這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)廢止了日本軟練法,實(shí)施了蘇聯(lián)硬練法,完善了我國(guó)三大水泥標(biāo)準(zhǔn),建立了我國(guó)水泥標(biāo)準(zhǔn)的基本格局,為我國(guó)水泥標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)確立了我國(guó)多品種多標(biāo)號(hào)的水泥產(chǎn)品結(jié)構(gòu),促使了我國(guó)水泥工業(yè)迅速發(fā)展,解決了國(guó)家建設(shè)大量需要水泥的突出矛盾。1.3 邁向先進(jìn)水泥標(biāo)準(zhǔn)的第一步 在1970年我國(guó)水泥產(chǎn)量達(dá)到2500萬t之后,1975年達(dá)到4500萬t,這標(biāo)志著我國(guó)水泥工業(yè)邁上了獨(dú)立自主大發(fā)展的里程。與此相應(yīng),我國(guó)三大水泥標(biāo)準(zhǔn)的格局業(yè)已不適應(yīng)。在國(guó)際上,采用硬練法檢驗(yàn)水泥標(biāo)號(hào)已顯得十分落后;在國(guó)內(nèi),水泥廠認(rèn)為這種方法操作復(fù)雜,水泥用戶認(rèn)為不同品種水泥使用效果差別太大,高標(biāo)號(hào)水泥太少等。 在此形勢(shì)下,我所從1972～1977年組織了三大水泥標(biāo)準(zhǔn)改革的科研項(xiàng)目,制訂了我國(guó)水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)方法GB177-77,即“中國(guó)軟練法”,以此為基礎(chǔ)產(chǎn)生了我國(guó)五大水泥標(biāo)準(zhǔn),即硅酸鹽水泥、普通水泥、礦渣水泥、粉煤灰水泥和火山灰水泥標(biāo)準(zhǔn)。這次標(biāo)準(zhǔn)修訂吸取了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)成分,使我國(guó)水泥標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到70年代國(guó)際先進(jìn)水平;同時(shí)以提高我國(guó)水泥產(chǎn)品質(zhì)量為中心,有效地促進(jìn)了我國(guó)水泥質(zhì)量的提高。實(shí)施幾年后統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),實(shí)施該法使全國(guó)水泥質(zhì)量普遍提高了一個(gè)標(biāo)號(hào)。1.4 同國(guó)際接軌的先期工作 改革開放后,我國(guó)同國(guó)際交往增多,水泥和水泥生產(chǎn)技術(shù)出口也日益增加,國(guó)外水泥界也大量打進(jìn)我國(guó)水泥市場(chǎng)。國(guó)際交往使我們認(rèn)識(shí)到我國(guó)水泥產(chǎn)品質(zhì)量與國(guó)際先進(jìn)水平相比確實(shí)存在很大差距。 為了提高我國(guó)水泥產(chǎn)品質(zhì)量及在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力,也為滿足國(guó)內(nèi)工程建設(shè)需高標(biāo)號(hào)水泥的要求,我所于1990～1991年對(duì)我國(guó)五大水泥標(biāo)準(zhǔn)又進(jìn)行了修訂,產(chǎn)生了GB175-92和GB1344-92五大水泥標(biāo)準(zhǔn),這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)將硅酸鹽水泥分為Ⅰ型和Ⅱ型水泥,Ⅰ型水泥的強(qiáng)度和各項(xiàng)性能指標(biāo)采用美國(guó)ASTM標(biāo)準(zhǔn),Ⅱ型水泥的強(qiáng)度和各項(xiàng)性能指標(biāo)采用英國(guó)BS標(biāo)準(zhǔn)。另外,在水泥品種的劃分和混合材料摻加方式方面盡可能同歐洲水泥標(biāo)準(zhǔn)草案ENV197-1相一致。 但是由于我國(guó)水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)方法沒有改變,我國(guó)水泥產(chǎn)品質(zhì)量沒有發(fā)生多大變化,我國(guó)的水泥強(qiáng)度數(shù)值仍不易被國(guó)外理解。因此,必須修訂現(xiàn)行水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)方法,直接采用ISO R679水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)方法。  

2 國(guó)際水泥標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展動(dòng)向 
       我國(guó)水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)方法要不要同國(guó)際接軌,應(yīng)分析和觀察國(guó)際水泥標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展動(dòng)向,明確我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展目標(biāo)。

2.1 世界水泥標(biāo)準(zhǔn)正向統(tǒng)一方向發(fā)展 近十年來,由于世界經(jīng)濟(jì)格局的變化,以及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)制定頒布了一系列水泥性能檢驗(yàn)方法,歐洲標(biāo)準(zhǔn)化組織(CEN)制訂頒布了歐洲通用水泥標(biāo)準(zhǔn)ENV197-1-92(試行),使世界各國(guó)水泥標(biāo)準(zhǔn)原本處于三足鼎立的狀態(tài)發(fā)生了很大變化。80年代初期,采用美、英和ISO標(biāo)準(zhǔn)體系的國(guó)家和地區(qū)基本各占1/3,進(jìn)入90年代已有半數(shù)國(guó)家和地區(qū)采用了ISO標(biāo)準(zhǔn)體系。截止1991年采用標(biāo)準(zhǔn)情況見表1。 

 
    制訂世界統(tǒng)一的水泥標(biāo)準(zhǔn)是相當(dāng)復(fù)雜的問題,因而從水泥誕生至今170年來尚未實(shí)現(xiàn)。但是隨著世界經(jīng)濟(jì)格局的變化,經(jīng)濟(jì)走向一體化的發(fā)展,世界水泥標(biāo)準(zhǔn)逐步實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一是必然發(fā)展方向,歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)(CEN)于1992年4月29日批準(zhǔn)頒布了ENV197-1-92(通用水泥部分),要求其18個(gè)成員國(guó)在本國(guó)采用。 ENV197-1-92標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)通用水泥的分類方案是,根據(jù)水泥中摻加的混合材料品種和數(shù)量,將通用水泥分為五大類型25種水泥,五大類型水泥為:

 (1)波特蘭水泥——摻加混合材0～5%; 

(2)波特蘭復(fù)合水泥——分14種,其中混合材料6%～20%的7種,混合材料21%～35%的7種; 

(3)高爐水泥——按礦渣摻加量分3種,A:36%～65%,B:66%～80%,C:81%～95%;

 (4)火山灰水泥——按火山灰混合材料摻加量分2種,A:21%～35%,B:36%～55%。

 (5)復(fù)合水泥——按摻加兩種以上混合材料分2種,A:36%～60%,B:61%～80%。

      ENV197-1-92標(biāo)準(zhǔn)中按28d抗壓強(qiáng)度分三個(gè)等級(jí),每個(gè)等級(jí)按2d(或7d)強(qiáng)度分普通型和早強(qiáng)型2種。所有各類型水泥均需達(dá)到表2的要求

注：強(qiáng)度數(shù)值系采用ISO方法。

   英國(guó)是歐洲標(biāo)準(zhǔn)化組織CEN成員國(guó)之一,在ENV197-1-92標(biāo)準(zhǔn)頒布之前,已按照其草案修訂了BS標(biāo)準(zhǔn),并于1991年11月29日正式頒布生效了BS12:1991新標(biāo)準(zhǔn),從而英國(guó)首先結(jié)束了長(zhǎng)達(dá)近90年的英國(guó)水泥標(biāo)準(zhǔn)體系。 

    日本水泥標(biāo)準(zhǔn)的變革也是近期國(guó)際水泥標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展的重大事件。以日本軟練強(qiáng)度檢驗(yàn)方法為基礎(chǔ)的日本水泥標(biāo)準(zhǔn)JIS是1940年12月制訂實(shí)施的,50多年來一直沿用至今。但是,近年來日本標(biāo)準(zhǔn)加快了同國(guó)際接軌的速度,日本工業(yè)技術(shù)院確定從1994年開始,用3年的時(shí)間對(duì)日本水泥標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行重大修改,并于1997年4月21日全面實(shí)施日本水泥新標(biāo)準(zhǔn):物理檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)JIS R5201,以及產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)JIS R5210波特蘭水泥、JIS R5211礦渣水泥、JIS R5212火山灰水泥和JIS R5213粉煤灰水泥。這次日本標(biāo)準(zhǔn)修改的核心是檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)同ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)完全一致,產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)盡可能同歐洲標(biāo)準(zhǔn)靠攏。

2.2 世界已產(chǎn)生了統(tǒng)一的水泥檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)

 (1)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/TC74技術(shù)委員會(huì)已經(jīng)批準(zhǔn)頒布了四個(gè)檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn): I

SO R679:1989水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)方法

 ISO R680:1990水泥化學(xué)分析方法 ISOR9597:1989水泥凝結(jié)時(shí)間和安全性測(cè)定方法 

ISO R863:1990火山灰水泥的火山灰性試驗(yàn)方法 

公布了四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)草案,正在征求意見:

 ISO/DIS 10784水泥組分的定量測(cè)定方法

 ISO/DIS 10749水泥細(xì)度測(cè)定方法 

ISO/DIS 10750水泥抽樣和制樣方法 

ISO/DIS 10751水泥中氯化物、二氧化硫和堿含量測(cè)定方法

 以上8個(gè)標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)草案全部同歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)(CEN/TC51)制訂的檢驗(yàn)方法EN196等同。

 (2)ISO水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)方法已被大多數(shù)水泥生產(chǎn)大國(guó)采用。

 水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)方法是水泥產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ),也是水泥標(biāo)準(zhǔn)同國(guó)際接軌主要標(biāo)志。

     近年來對(duì)年產(chǎn)水泥1千萬t以上的37個(gè)國(guó)家和地區(qū)采用ISO R679的情況進(jìn)行了調(diào)查,結(jié)果如下:

     已采用國(guó)24個(gè),占65%,這些國(guó)家是:法國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、日本、澳大利亞、南非、比利時(shí)、捷克、芬蘭、希臘、荷蘭、葡萄牙、瑞士、挪威、瑞典、阿根廷、伊朗、波蘭、土耳其、保加利亞、丹麥、匈牙利、南斯拉夫和西班牙。

 決定采用國(guó)或地區(qū)4個(gè),占11%,為巴西、印度、新西蘭和臺(tái)灣省。

 無計(jì)劃采用國(guó)3個(gè),占8%,為加拿大、美國(guó)和泰國(guó)。

 不明的國(guó)家6個(gè),占16%,為埃及、馬來西亞、委內(nèi)瑞拉、墨西哥、新加坡和韓國(guó)。

2.3 采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求

     采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)在80年代以前并不為世界尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家所重視,而在80年代中后期由于世界經(jīng)濟(jì)貿(mào)易及政治形勢(shì)的變化,世界經(jīng)濟(jì)界對(duì)采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)提出了新的要求,這種要求使各國(guó)對(duì)ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的態(tài)度有了根本性改變。世界貿(mào)易組織有近120個(gè)成員國(guó)簽訂了關(guān)貿(mào)協(xié)定,其中“技術(shù)性貿(mào)易壁壘協(xié)議”于1980年1月1日生效,這個(gè)協(xié)議也稱標(biāo)準(zhǔn)化守則(TBT)。TBT規(guī)定:“1980年1月1日起,國(guó)際貿(mào)易中中的商品認(rèn)證制度以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)”。要求各締約方在符合本國(guó)情況的前提下,盡量采用ISO、IEC的技術(shù)法則和標(biāo)準(zhǔn)或世界上其他國(guó)家已有的成果。鼓勵(lì)各國(guó)積極參加國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)及合格評(píng)定活動(dòng)。這就造成了世界上各國(guó)將本國(guó)標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際接軌的大趨勢(shì)。  
       為了維護(hù)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)利益,不致使我國(guó)在今后的國(guó)際貿(mào)易中處于被動(dòng)或被排斥狀態(tài),1993年12月13日國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布命令,實(shí)施我國(guó)“采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)管理辦法”。該辦法指出,采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn),是我國(guó)的一項(xiàng)重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策,是技術(shù)引進(jìn)的重要組成部分,應(yīng)當(dāng)同我國(guó)的技術(shù)引進(jìn)、技術(shù)改造、新產(chǎn)品開發(fā)相結(jié)合。該辦法還規(guī)定,凡已有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的(包括即將制訂完成的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)),應(yīng)當(dāng)以其為基礎(chǔ)制定我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中的安全標(biāo)準(zhǔn)、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境保護(hù)和貿(mào)易需要的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)先前采用,并與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相協(xié)調(diào)。

      縱觀國(guó)際水泥標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展動(dòng)向,使我們認(rèn)識(shí)到,在目前國(guó)內(nèi)外經(jīng)濟(jì)發(fā)展融向一體化的形勢(shì)下,我國(guó)水泥標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該同國(guó)際接軌,我國(guó)水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)方法應(yīng)同國(guó)際一致,即直接采用ISO水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)方法

  
3 我國(guó)水泥產(chǎn)品質(zhì)量需要大幅度提高 
      目前我國(guó)有幾千家水泥廠,年產(chǎn)水泥達(dá)4.7億t,約占世界水泥總產(chǎn)量的1/3。然而,我國(guó)水泥實(shí)物質(zhì)量總體水平低,特別是有些質(zhì)量差的水泥給國(guó)內(nèi)外用戶造成不良影響。 
 3.1 國(guó)外水泥的實(shí)物質(zhì)量水平

     為了弄清我國(guó)水泥質(zhì)量在國(guó)際上處于什么狀況,必須首先知道國(guó)際上水泥質(zhì)量水平。 80年代初我所為了了解國(guó)際上水泥質(zhì)量狀況,從國(guó)外索取了31個(gè)水泥樣品,包括美、英、日、德、法以及印尼、菲律賓等東南亞地區(qū)生產(chǎn)和銷售的水泥。將這些樣品用GB177方法進(jìn)行了檢驗(yàn),其結(jié)果見表3。

八十年代初國(guó)外水泥質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果

由表3可以看出,80年代初國(guó)際上波特蘭水泥實(shí)物水泥質(zhì)量水平是:  

 國(guó)際先進(jìn)水平：3天強(qiáng)度32MPa，28天強(qiáng)度58MPa左右; 

國(guó)際一般水：3天強(qiáng)度27MPa，28天強(qiáng)度55MPa左右; 

進(jìn)入90年代以來,我們對(duì)國(guó)際上水泥實(shí)物質(zhì)量水平?jīng)]有進(jìn)行系統(tǒng)工作,只零星作過一些檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)實(shí)物質(zhì)量水平又有了提高,如泰國(guó)象牌水泥為36.8MPa為68.4MPa。近年德國(guó)部分水泥廠的水泥實(shí)物質(zhì)量見表4(根據(jù)喬齡山的資料整理)。

表4德國(guó)部分水泥廠的水泥實(shí)物質(zhì)量

  
     另一方面,從我國(guó)水泥在國(guó)際市場(chǎng)上的反映,也可以間接得知國(guó)際上水泥實(shí)物質(zhì)量水平。80年代以前我國(guó)五羊牌水泥在香港市場(chǎng)上反映很好,稱為“水泥市場(chǎng)上的一霸”。當(dāng)時(shí)五羊牌水泥質(zhì)量控制很嚴(yán);57.5MPa,80年代后隨著改革開放的發(fā)展,大小水泥通過各種渠道大量銷往國(guó)外,1990～1991年最高出口量近1000萬t。我國(guó)水泥大量銷往國(guó)外后引起強(qiáng)烈反映,說中國(guó)水泥質(zhì)量次。經(jīng)調(diào)查認(rèn)為,出口的水泥符合中國(guó)水泥標(biāo)準(zhǔn),但同國(guó)外水泥相比存在細(xì)度粗、凝結(jié)慢、早期強(qiáng)度低和均勻性差四大問題。之后,中國(guó)水泥出口量大幅度下降,又經(jīng)外商精心選擇中國(guó)質(zhì)量好的水泥出口,這種反映才趨緩和。目前珠江廠、柳州廠出口水泥質(zhì)量為 在3天強(qiáng)度在35~40MPa，28天強(qiáng)度在60～65MPa,信譽(yù)較高。大連華能-小野田水泥廠出口東南亞的水泥在3天強(qiáng)度在35~40MPa左右,出口美國(guó)的水泥3天強(qiáng)度在在45MPa左右,水泥的28天強(qiáng)度都在60～75MPa。  
 根據(jù)上述分析,目前國(guó)際市場(chǎng)上的水泥實(shí)物質(zhì)量水平大致為:

 國(guó)際先進(jìn)水平 35～40MPa 60～70MPa; 

國(guó)際一般水平30MPa左右60MPa左右。 
3.2 我國(guó)水泥質(zhì)量狀況分析 

     80年代到90年代,隨著我國(guó)水泥產(chǎn)量的大幅度增長(zhǎng),水泥質(zhì)量整體上也有了提高,但是同國(guó)際先進(jìn)水平相比,同建筑業(yè)的發(fā)展要求相比,還有很大差距。 90年代我國(guó)水泥標(biāo)號(hào)狀況可以1992年為代表,見表5。我國(guó)各標(biāo)號(hào)水泥的實(shí)物質(zhì)量見表6。 
 
 由表5、6可知:  
 (1)我國(guó)525號(hào)以上的波特蘭水泥和625號(hào)、525號(hào)R型普通水泥達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平,但數(shù)量較少。如果將525號(hào)普通水泥、525號(hào)R型礦渣水泥和 525號(hào)礦渣水泥質(zhì)量再適當(dāng)提高些,也算達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的話,全國(guó)水泥產(chǎn)量中也只有9%左右的水泥達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,且主要由國(guó)家重點(diǎn)水泥企業(yè)生產(chǎn)。  

 (2)我國(guó)425號(hào)水泥占全國(guó)水泥總產(chǎn)量的60%,需將質(zhì)量再提高一些,才能達(dá)到國(guó)際一般水平。 

(3)我國(guó)水泥產(chǎn)量1/3左右的325號(hào)及以下的水泥是低檔次水泥,在國(guó)際市場(chǎng)上大多列入砌筑水泥類別。 由此可見,大幅度提高我國(guó)水泥產(chǎn)品質(zhì)量是擺在我們面前的主要任務(wù)。這里順便指出,我國(guó)立窯水泥產(chǎn)量約占80%,回轉(zhuǎn)窯水泥只占20%,立窯能否生產(chǎn)出高質(zhì)量的水泥呢?我們通過分析數(shù)據(jù)認(rèn)為,只要生產(chǎn)工藝條件完善,質(zhì)量管理水平提高,不同類型的窯都可以生產(chǎn)出高質(zhì)量水泥,見表7。不同窯形水泥質(zhì)量比較  

     為了促進(jìn)我國(guó)水泥產(chǎn)品質(zhì)量的提高,從1988年起開展水泥產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證工作,8年來我國(guó)共認(rèn)證718個(gè)水泥企業(yè),認(rèn)證產(chǎn)品達(dá)1.08億t,其質(zhì)量為: 

425號(hào)水泥,8372萬t,占77.7%,接近國(guó)際一般水平;

 525號(hào)水泥,2396萬t,占22.2%,接近國(guó)際先進(jìn)水平;

 625號(hào)水泥,2萬t,占0.02%,國(guó)際先進(jìn)水平。 

     由此可見,我國(guó)認(rèn)證的1億t水泥產(chǎn)品中,3/4以上仍為425號(hào)水泥,接近國(guó)際一般水平,而接近和達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的525號(hào)、625號(hào)水泥不足1/4。

     面對(duì)我國(guó)水泥實(shí)物質(zhì)量總體水平低的狀況,如何大幅度提高水泥產(chǎn)品質(zhì)量呢?除了水泥生產(chǎn)工藝方面的改造外,許多專家提出應(yīng)從水泥產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)上做文章,如取消325號(hào)水泥,提高水泥早期強(qiáng)度指標(biāo)等建議。這些建議固然有一定道理,但是我國(guó)現(xiàn)行GB177-85水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)方法是否完善,用它評(píng)價(jià)的各種水泥活性是否確切?如果衡量水泥質(zhì)量的這把尺子還不完善,存在較大缺陷的話,就應(yīng)該首先完善水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)方法這把尺子,使水泥生產(chǎn)企業(yè)按照新的尺子組織生產(chǎn),這樣才能更好地發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)引導(dǎo)和促進(jìn)水泥生產(chǎn)的作用,使我國(guó)水泥質(zhì)量總體水平大幅度的提高。 

4 我國(guó)現(xiàn)行水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)方法需完善  

    1979年以前我國(guó)采用“硬練法”檢驗(yàn)水泥強(qiáng)度,造成水泥標(biāo)號(hào)的嚴(yán)重虛假現(xiàn)象。1979年以后我國(guó)采用現(xiàn)行GB177(軟練法)檢驗(yàn)水泥強(qiáng)度,在很大程度上解決了同標(biāo)號(hào)普通水泥與礦渣水泥在混凝土中使用效果的差別,但并沒有真正消除兩者差別,見表8。

礦渣水泥在混凝土中使用效果(與普通水泥相比)

  
 表8中的數(shù)值是以摻加6%～15%混合材料的普通水泥為100%計(jì)算的。

    如果以國(guó)外的波特蘭水泥(我國(guó)的硅酸鹽水泥)為基礎(chǔ)計(jì)算,礦渣水泥在混凝土中的使用效果還會(huì)顯得更差些。 采用ISO方法后,不但可以消除GB177方法未徹底解決的礦渣水泥與普通水泥在混凝土中使用效果的差別,而且還可以進(jìn)一步消除普通水泥與硅酸鹽水泥在混凝土中使用效果的差別。 ISO方法與硬練法、GB177方法的關(guān)鍵區(qū)別在于檢驗(yàn)方法中的膠砂組成,即水灰比、灰砂比和標(biāo)準(zhǔn)砂。三種方法的比較見表9。 

不同強(qiáng)度檢驗(yàn)方法的膠砂組成

 
     由于GB177方法選擇的水灰比小,灰砂比大,單級(jí)標(biāo)準(zhǔn)砂不合理,造成檢驗(yàn)的標(biāo)號(hào)仍會(huì)產(chǎn)生“虛假”。而ISO方法采用的水灰比適中,灰砂比適中,特別是采用了級(jí)配標(biāo)準(zhǔn)砂,它類似混凝土中石子、砂子、水泥、微細(xì)填料等級(jí)配,因此ISO方法檢驗(yàn)出的水泥強(qiáng)度更接近于水泥在混凝土中的使用效果。 

    我國(guó)現(xiàn)行GB177水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)方法如何進(jìn)行完善,進(jìn)而過渡到ISO方法,其核心問題是將我國(guó)單級(jí)標(biāo)準(zhǔn)砂改變?yōu)榧?jí)配砂,即ISO標(biāo)準(zhǔn)砂。我國(guó)采用ISO標(biāo)準(zhǔn)砂后就自然會(huì)將水灰比加大到0.50,灰砂比減小到1∶3.0。這樣就能把GB177方法完善到ISO水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)方法。 
5 采用ISO方法會(huì)促進(jìn)我國(guó)水泥產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整 
根據(jù)我所1980年和1996～1997年試驗(yàn)研究的結(jié)果,初步看出如下問題。 (1)采用ISO方法后我國(guó)水泥標(biāo)號(hào)結(jié)構(gòu)要作大幅度調(diào)整 GB標(biāo)號(hào)與ISO標(biāo)號(hào)的大致關(guān)系見表10。

GB標(biāo)號(hào)與ISO標(biāo)號(hào)的關(guān)系

  
     從表10可以看出,我國(guó)現(xiàn)行GB方法過渡到ISO方法后,由于水泥試體的膠砂組成變化,水灰比加大,灰砂比減少,我國(guó)現(xiàn)行水泥標(biāo)號(hào)要普遍降低一個(gè)標(biāo)號(hào),約占我國(guó)水泥產(chǎn)量30%的325號(hào)水泥將被取消。這將是對(duì)我國(guó)水泥標(biāo)號(hào)結(jié)構(gòu)的一次大調(diào)整,對(duì)水泥質(zhì)量的一次大提高。

這里應(yīng)指出的是: 

    第一,在水泥標(biāo)號(hào)結(jié)構(gòu)調(diào)整的過程中,有的廠生產(chǎn)的水泥標(biāo)號(hào)降低得幅度很大,有的廠生產(chǎn)的水泥標(biāo)號(hào)降低得很少。也就是說GB方法改為ISO方法后,有的廠要占便宜,有的廠要吃虧,絕不是所有廠的水泥一律降一個(gè)標(biāo)號(hào)。

 第二,約占我國(guó)水泥產(chǎn)量30%的325號(hào)水泥出路有兩條:或者是改進(jìn)生產(chǎn)工藝,如提高粉磨細(xì)度,減少混合材料摻加數(shù)量,將產(chǎn)品質(zhì)量大幅度提高,達(dá)到ISO325;如果改進(jìn)生產(chǎn)工藝還達(dá)不到ISO325標(biāo)準(zhǔn),只好改為生產(chǎn)砌筑水泥。

 (2)采用ISO方法后將大幅度提高水泥早期強(qiáng)度

      隨著現(xiàn)代化施工技術(shù)的發(fā)展,用戶對(duì)于水泥早期強(qiáng)度的要求愈來愈高。一般大型建筑工程按照施工技術(shù)和工期的要求,水泥必須有很高的早期強(qiáng)度,最小的建筑工程用戶也會(huì)把水泥早期強(qiáng)度的高低作為衡量水泥質(zhì)量好壞的粗略準(zhǔn)則。因此,提高水泥早期強(qiáng)度早已成為國(guó)外的發(fā)展方向和工作目標(biāo)。這個(gè)發(fā)展方向和工作目標(biāo)逐步在許多國(guó)家的水泥標(biāo)準(zhǔn)上得到體現(xiàn)。歐洲水泥標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)制訂的ENV197-1-92標(biāo)準(zhǔn),將傳統(tǒng)的3d、28d強(qiáng)度指標(biāo),改為2d、28d強(qiáng)度指標(biāo),并規(guī)定波特蘭水泥以及摻加任何品種和數(shù)量混合材料的水泥,如礦渣水泥、火山灰水泥等均采用波特蘭水泥的2d強(qiáng)度指標(biāo)。這是一個(gè)很大的變化。許多國(guó)家如德國(guó)、英國(guó)等均采納了這個(gè)標(biāo)準(zhǔn),ENV197-1-92標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定見表11。

ENV-197-1-92通用水泥的早期強(qiáng)度指標(biāo)

注：早期強(qiáng)度值均為ISO方法測(cè)定值

     我國(guó)水泥同國(guó)外水泥質(zhì)量上的一個(gè)突出差別是早期強(qiáng)度低,而且混合材料摻加量愈多的水泥,早期強(qiáng)度愈低。GB175-92和GB1344-92標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值見表12。

我國(guó)通用水泥早期強(qiáng)度指標(biāo)

    根據(jù)水泥所試驗(yàn)的GB方法與ISO方法強(qiáng)度關(guān)系可知,我國(guó)普通硅酸鹽水泥的3d強(qiáng)度指標(biāo)值比 ENV197-1-92規(guī)定的2d強(qiáng)度指標(biāo)值還要低,所以我國(guó)水泥的早期強(qiáng)度一步達(dá)到ENV197-1-92標(biāo)準(zhǔn)是十分困難的。  
    考慮到我國(guó)目前水泥生產(chǎn)的實(shí)際,可以設(shè)想這樣一個(gè)方案,即我國(guó)水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)方法采用ISO方法后,我國(guó)現(xiàn)行GB175-92和GB1344-92標(biāo)準(zhǔn)中標(biāo)號(hào)劃分和早期強(qiáng)度指標(biāo)均不變,即改為ISO方法的標(biāo)號(hào)和早期強(qiáng)度指標(biāo)。這樣我國(guó)五大水泥的早期強(qiáng)度用GB方法強(qiáng)度表示,大約需提高5～9MPa(低標(biāo)號(hào)提得少,高標(biāo)號(hào)提得多)。我國(guó)五大水泥標(biāo)準(zhǔn)早期強(qiáng)度的這種變化,必然會(huì)促進(jìn)水泥企業(yè)大幅度提高早期強(qiáng)度。如果某一標(biāo)號(hào)的水泥達(dá)不到相應(yīng)標(biāo)號(hào)的早期強(qiáng)度指標(biāo),將會(huì)降低到下一個(gè)標(biāo)號(hào)的水泥。

   (3)采用ISO方法可以促使我國(guó)水泥質(zhì)量同國(guó)外水泥質(zhì)量相一致 

    1980年我所選用了美、英、德、日等國(guó)家生產(chǎn)的31個(gè)國(guó)外水泥實(shí)物樣品,用ISO方法和GB方法進(jìn)行了大量對(duì)比試驗(yàn),建立了ISO標(biāo)號(hào)與GB標(biāo)號(hào)的關(guān)系。而在1996～1997年的兩年中,我所采用我國(guó)生產(chǎn)的許多水泥樣品也建立ISO標(biāo)號(hào)與GB標(biāo)號(hào)的關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn):相同的ISO標(biāo)號(hào)的水泥,我國(guó)水泥的GB標(biāo)號(hào)比國(guó)外水泥的GB標(biāo)號(hào)高出7MPa左右。這說明,我國(guó)水泥用GB方法檢驗(yàn)水泥強(qiáng)度時(shí)出現(xiàn)了偏高現(xiàn)象。

     為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象,其原因有待于深入探討。同樣在我國(guó)生產(chǎn)的水泥,大連華能-小野田水泥廠等就不存在這種現(xiàn)象,即在1996～1997年的試驗(yàn)中,ISO標(biāo)號(hào)與GB標(biāo)號(hào)關(guān)系同1980年采用國(guó)外水泥建立的ISO標(biāo)號(hào)與GB標(biāo)號(hào)關(guān)系完全相同。造成我國(guó)水泥同國(guó)外水泥質(zhì)量上的差別來自哪里?不外在于生產(chǎn)水泥熟料的窯型、粉磨工藝和水泥中混合材料摻加量不同。我國(guó)生產(chǎn)水泥的窯型很多,有新型干法窯、濕法窯、中空發(fā)電窯、立波爾窯、小型中空窯和大量立窯。在這些窯型中發(fā)現(xiàn),新型干法窯相對(duì)差別較小,濕法窯差別較大,立窯差別有高、有低。在粉磨工藝方面,我國(guó)水泥廠大多規(guī)模小,磨機(jī)也小,粉磨細(xì)度太粗,在混合材方面,我國(guó)水泥中普遍摻加混合材料較多,看來粉磨細(xì)度粗很可能是造成兩者差別的重要原因。 

6 我國(guó)采用ISO方法的可行性  
 通過上述分析,我們可以清楚地知道,我國(guó)應(yīng)該盡快采用ISO水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)方法。

6.1 采用ISO方法是對(duì)GB方法的改進(jìn)和完善 兩種方法同屬檢驗(yàn)水泥強(qiáng)度的“軟練法”,熟悉, 和掌握ISO方法比較容易。在1972～1977年制訂GB方法時(shí),由于受當(dāng)時(shí)社會(huì)條件的影響和遷就平潭石英砂沒有粗、細(xì)砂源的現(xiàn)狀,水泥膠砂組成才選用了單級(jí)砂和與其相應(yīng)的1∶2.5灰砂比、0.44水灰比,從而造成GB177方法的不完善。

   采用ISO方法的核心是選用ISO標(biāo)準(zhǔn)砂,只要標(biāo)準(zhǔn)砂一變,灰砂比和水灰比自然會(huì)調(diào)整到同ISO方法一致,使GB177方法過渡到ISO方法。

6.2 我國(guó)級(jí)配石英砂的砂源非常豐富 我國(guó)幅原遼闊,各種天然石英砂砂源非常豐富。根據(jù)初步調(diào)查和對(duì)比試驗(yàn),完全符合ISO標(biāo)準(zhǔn)砂要求的砂礦已有8個(gè)礦點(diǎn),適當(dāng)選擇和搭配使用可以制造ISO標(biāo)準(zhǔn)砂,且每個(gè)砂礦使用年限都可上百年,還可供應(yīng)其他國(guó)家使用。

6.3 ISO方法用的儀器設(shè)備及試驗(yàn)條件 ISO方法要求的試驗(yàn)條件同GB177基本一致,因此采用ISO方法后各單位試驗(yàn)條件不需變動(dòng)。 ISO方法用的儀器設(shè)備主要有ISO攪拌機(jī)和振實(shí)臺(tái)或者3000頻率振動(dòng)臺(tái)。 GB177現(xiàn)用的振動(dòng)臺(tái)同ISO方法要求基本是一致的,仍可使用。 GB177現(xiàn)用的雙轉(zhuǎn)葉片式攪拌機(jī)同ISO葉片式攪拌機(jī)在攪拌膠砂時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡和拌合效果是完全一致的,也可代用。不過,為了同ISO方法完全一致,今后可不再生產(chǎn),改行生產(chǎn)ISO攪拌機(jī),各水泥試驗(yàn)室可按攪拌機(jī)的使用壽命逐步淘汰老機(jī)型,購(gòu)置新機(jī)型。

來源：《水泥》