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GB/T18046-2008《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》修订介绍

类别:技术|水泥标准   日期:2011-11-2        点击率:166296        

 

江丽珍,颜碧兰,刘 晨,王 昕
(中国建筑材料科学研究总院 绿色建筑材料国家重点实验室,北京 100024)

中图分类号:TQ172.44  文献标识码:B  文章编号:1002-9877(2009)04-0047-04

 GB/T18046—2000《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》已于2008年7月1日正式实施,现将新标准修订的主要内容介绍如下。
1 关于烧失量
  由于矿渣中还原性物质较多,在灼烧过程中会因氧化而增重,致使矿渣粉烧失量结果出现负值。GB/T176—1996《水泥化学分析方法》的7.3.2已经就矿渣水泥的烧失量校正问题进行了规定,但很多检测单位在检验时没有进行校正。因此本次修订在烧失量检验方法中增加了试验结果需校正的内容。
2 关于细度
  近年来随着矿渣粉生产的增加,其产量呈逐年上升趋势,粉磨设备主要有立磨和小球磨。其中:立磨生产的比表面积比较稳定,S95级一般在430m2/kg以上,综合能耗较低;球磨生产的S95级矿渣粉的比表面积稳定性较差,一般在380~410m2/kg,能耗比立磨高。目前许多用户反映S95级矿渣粉比表面积在400m2/kg以下时,存在28d活性指数不合格现象,由于矿渣粉的活性不仅取决于矿渣本身的活性系数,而且与矿渣粉的细度呈正比关系。另外,有部分矿渣粉生产企业掺加有活性低于矿渣的其他渣类,为了提高强度,同时又掺加了早强剂,造成7d活性指数一般均能达到标准要求,但28d活性指数不合格的现象。另外,JTG275—2000海港工程混凝土防腐蚀规范中对矿渣粉比表面积要求≥400m2/kg。根据以上情况,本次修订将比表面积技术要求按不同级别分别规定,即由“S75、S95、S105矿渣粉比表面积均不小于350m2/kg”改为“S75级≥300m2/kg、S95级≥400m2/kg、S105级≥500m2/kg”。
3 关于活性指数
  活性指数是反应矿渣粉品质的最重要的指标,被广泛关注。部分矿渣粉生产厂和质检单位都反映,现行标准7d活性指数指标偏高,很难达到。本研究数据表明,对比水泥的品质对矿渣粉活性影响很大,如果对比水泥强度等级较高或属于早强型水泥时(如    P·I52.5、P·Ⅱ52.5、P·O52.5R和P·O42.5R),所检验的矿渣粉活性均较低,尤其是7d活性,见表1~表3;如果对比水泥采用强度适中的P·O42.5水泥时,S95级矿渣粉的7d活性指数均在80%以上,28d活性指数均在96%以上,可以客观地反映出不同品质矿渣粉的活性,见表4和表5。其中表5中的数据为不同单位用对比水泥为P·O42.5的活性试验验证结果。

1 对比水泥为P·Ⅰ52.5硅酸盐水泥的活性、流动度试验结果

2 对比水泥为P·Ⅱ52.5硅酸盐水泥的活性、流动度试验结果

3 对比水泥为P·O52.5R水泥、P·O42.5R水泥的活性、流动度试验结果

4 对比水泥为P·O42.5的活性、流动度试验结果

5 不同单位用对比水泥为P·O42.5的活性、流动度试验验证结果

  综合各种影响因素,同时考虑到试验误差的影响,本次修订仍维持现行标准的指标,即S95级矿渣粉7d和28d活性指数技术要求分别为≥75%和    ≥95%;S105级矿渣粉分别为≥95%和≥105%;S75级矿渣粉分别为≥55%和≥75%。
  考虑到对比水泥品质对矿渣活性试验结果的影响,以及GB175—2007《通用硅酸盐水泥》的实施,同时参考国外相关标准对矿渣粉活性检验用对比水泥的规定情况,如美国标准为碱含量0.6%~0.9%,28d抗压强度≥35MPa;英国标准为碱含量0.5%~0.9%,强度为42.5的波特兰水泥;日本标准为用三个不同厂生产的普通水泥。因此本次修订将附录A中对比水泥由“符合GB175规定的525号硅酸盐水泥,当有争议时应用符合GB175规定的P·I型525R硅酸盐水泥”改为“符合GB175《通用硅酸盐水泥》规定的强度等级为42.5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,且7d抗压强度为35~45MPa,28d抗压强度为50~60MPa,比表面积为300~400m2/kg,SO3含量为2.3%~2.8%,碱含量(Na2O+0.658K2O)为0.5%~0.9%”。
4 关于流动度比
  对于粉体材料,在实际配制混凝土时,会考虑到由于粉体表面积的增加可能导致胶凝材料的需水量增加,继而对混凝土工作性产生影响。因此,在最初的试验方案设计时,我们希望以达到同一流动度时的掺矿渣粉与不掺矿渣粉胶砂的需水量比来直观地反映不同矿渣粉对工作性的影响。但从表1~表5流动度比和需水量比试验结果表明,需水量比数据差异不大,而且操作繁琐,因此本次修订仍保留流动度比。
  原标准规定矿渣粉S75级流动度比不小于95%;S95级不小于90%;S105级不小于85%。当时主要参考的是日本标准。本次试验所取矿渣粉的比表面积在350~600m2/kg,表1~表5结果表明,各等级矿渣粉的流动度比差异不大,从不同对比水泥的试验来看,S75、S95、S105各级别的矿渣粉多数为100%以上。考虑到试验误差的影响,本次修订将矿渣粉的流动度比由“S75级不小于95%;S95级不小于90%;S105级不小于85%”改为“S75级、S95级和S105级均≥95%”。
5 关于氯离子含量
  原标准规定的氯离子含量为选择性指标,指标值为不大于0.02%。考虑到水资源的宝贵,很多钢厂采用循环水对矿渣进行水淬,循环水带入的氯离子会附着在矿渣上,使得矿渣粉的氯离子含量增加。参考英国BS6699中规定氯离子含量不大于0.10%,及GB175—2007《通用硅酸盐水泥》中规定氯离子含量≤0.06%,为保持标准的协调统一,本次修订将矿渣粉的氯离子含量由“不大于0.02%”改为“不大于0.06%”。
6 关于矿渣粉玻璃体含量及其试验方法
  玻璃体含量在英国标准BS6699中有规定,其指标为≥67%。日本标准JISA6206和美国标准ASTMC989中都没有进行规定。
  为了限制矿渣粉在加工过程中掺入其他工业废渣或大量掺加无机盐,对水泥和混凝土性能产生危害,本次修订增加玻璃体含量作为选择性要求。从表6看出,我国几个大型钢厂矿渣粉的玻璃体含量多数在95%以上,最低达到91%。考虑我国的实际情况,本次修订增加矿渣粉的玻璃体含量要求,其指标为≥85%。
  玻璃体含量试验方法主要是采用X射线衍射法,通过图谱处理计算出晶体和非晶体之间的比例。本次修订增加了附录C玻璃体含量试验方法,试验步骤主要参照英国BS6699和X射线衍射法进行了规定。

表6 不同产地矿渣粉玻璃体含量     %

7 关于放射性
  根据我国现有工业废渣标准,大多数均有放射性技术要求,因此本次修订增加矿渣粉放射性要求为按GB6566进行放射性试验并达到合格,其中放射性试验样品为矿渣粉和对比水泥按1∶1混合制成。
8 关于矿渣粉保质期
  矿渣粉以玻璃体为主,玻璃体是介稳态,尤其当矿渣粉磨细后,比表面积增加,矿渣粉表面有吸附空气分子或水分子达到平衡的趋势。因此,如保存不当矿渣粉活性随保存时间下降很快。但不同的包装和储存条件对矿渣粉的影响也很大,因此,本次修订参考GB175—2007《通用硅酸盐水泥》中的有关规定,对交货和验收一章进行了修改,提高了可操作性。
9 关于助磨剂掺量
  参考GB175—2007《通用硅酸盐水泥》,改为“矿渣粉磨时允许加入助磨剂,其加入量应不超过矿渣粉质量的0.5%,助磨剂应符合JC/T667的规定,其中试验用对比样品为符合本标准附录A.3.1的对比水泥和矿渣粉按1∶1质量比混合而成”。
10 关于出厂
  矿渣粉和水泥产品一样,由于检验周期较长,出厂时不能按照检验合格后方可出厂,因此,参考GB175—2007《通用硅酸盐水泥》,在出厂中增加了“经确认矿渣粉各项技术指标及包装符合要求时方可出厂。”
11 关于型式检验
  由于出厂检验项目不能涵盖所有的技术要求,且放射性和玻璃体含量在大多数生产厂家内没有相应的检验条件。因此,本次修订增加了型式检验项目和要求。型式检验项目为标准中全部技术要求内容。
(编辑 王新频)



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