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淺析混凝土外加劑相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用中存在的問(wèn)題
0 引言
隨著混凝土外加劑迅猛發(fā)展，種類層出不窮，在混凝土中應(yīng)用也越發(fā)廣泛，外加劑已經(jīng)成為混凝土中除水泥、砂、石、水以外的第五種組成部分，可以說(shuō)混凝土已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)外加劑的時(shí)代。伴隨著環(huán)保壓力的逐漸增大和資源日益匱乏，水泥價(jià)格日益飆升，砂石材料劣質(zhì)化嚴(yán)重，并且現(xiàn)代社會(huì)對(duì)混凝土的期望值變高，對(duì)此只有通過(guò)提高混凝土外加劑的質(zhì)量來(lái)保證混凝土的性能，所以對(duì)混凝土外加劑的質(zhì)量控制提出了更高的要求。雖然我國(guó)相關(guān)部門也正在逐步制定并完善相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，但現(xiàn)存的標(biāo)準(zhǔn)并不能完全滿足產(chǎn)品生產(chǎn)、發(fā)展及應(yīng)用的需求，混凝土外加劑相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)仍然存在一些亟待解決的問(wèn)題。
本文從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，從混凝土外加劑標(biāo)準(zhǔn)的制定，產(chǎn)品的檢測(cè)等角度入手，淺析混凝土外加劑相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用中存在的問(wèn)題。
1 混凝土外加劑標(biāo)準(zhǔn)體系的應(yīng)用現(xiàn)狀
我國(guó)混凝土外加劑標(biāo)準(zhǔn)體系中常用的標(biāo)準(zhǔn)主要包括三大類。一是外加劑產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)，主要有GB8076-2008《混凝土外加劑》、JC473-2001《混凝土泵送劑》、JC/T475-2004《混凝土防凍劑》、JC/T474-2008《混凝土防水劑》、JG/T223-2017《聚羧酸系高性能減水劑》、JC/T2469-2018《混凝土減膠劑》、JC/T2481-2018《混凝土坍落度保持劑》、JC/T2361-2016《砂漿、混凝土減縮劑》。二是外加劑試驗(yàn)方法類標(biāo)準(zhǔn)，主要有GB/T8077-2012《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法》、GB18588-2001《混凝土外加劑中釋放氨的限量》。三是外加劑工程應(yīng)用中技術(shù)規(guī)范及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，主要有GB50119-2013《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》、TB10424-2018《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》、TB/T3275-2018《鐵路混凝土》。
混凝土外加劑的標(biāo)準(zhǔn)有很多，根據(jù)應(yīng)用情況大致分為四類。
一是作廢標(biāo)準(zhǔn)，主要有JC473-2001，于2009年12月作廢，被GB8076-2008代替。二是十幾年未修訂的老標(biāo)準(zhǔn)，主要有GB8076-2008、JC/T475-2004、JC/T474-2008、GB18588-2001，前三者是混凝土外加劑最為常用的標(biāo)準(zhǔn)，但長(zhǎng)期未得到修訂。三是近三年修訂的標(biāo)準(zhǔn)，主要有JG/T223-2017、TB10424-2018、TB/T3275-2018，此次標(biāo)準(zhǔn)修訂使得多處存在已久的問(wèn)題得到修改。四是近幾年新出的標(biāo)準(zhǔn)，主要有JC/T2361-2016、JC/T2469-2018、JC/T2481-2018，這些標(biāo)準(zhǔn)快速得到了認(rèn)可，被廣泛應(yīng)用。
混凝土外加劑向著復(fù)合型方向發(fā)展的同時(shí)，功能化外加劑也是花樣頻出。外加劑的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也在不斷地編制、修訂。但是新標(biāo)準(zhǔn)制定的速度遠(yuǎn)不及新型外加劑產(chǎn)品誕生的速度，例如減縮劑、減膠劑、保坍劑、水化熱抑制劑、增效劑、密實(shí)增強(qiáng)劑、降黏劑、緩釋劑、增稠劑、阻泥劑等，都是近幾年行業(yè)內(nèi)剛出現(xiàn)的功能化新型外加劑產(chǎn)品。減縮劑、減膠劑和保坍劑的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)近幾年相繼發(fā)布；水化熱抑制劑和增效劑的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不斷制定；密實(shí)增強(qiáng)劑和降黏劑的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)正處于在編狀態(tài)；降黏劑、緩釋劑和增稠劑在2017年修訂的JG/T223及2018年修訂的TB10424標(biāo)準(zhǔn)中有所體現(xiàn)，但緩釋劑和增稠劑并無(wú)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)；阻泥劑暫時(shí)也沒(méi)有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。
2 外加劑相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用中存在的問(wèn)題
2.1 標(biāo)準(zhǔn)不適應(yīng)新形勢(shì)的需求，需及時(shí)修訂
JC/T475-2004標(biāo)準(zhǔn)中有“對(duì)鋼筋銹蝕作用”這一項(xiàng)目，并且明確指明按照GB/T8076中規(guī)定的方法進(jìn)行。然而GB8076-2008標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)刪除了鋼筋銹蝕的測(cè)試方法。
GB8076-2008和JC/T475-2004作為常用的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，一些對(duì)人體有危害、對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，對(duì)混凝土耐久性能有影響的有害化學(xué)成分在此標(biāo)準(zhǔn)中并無(wú)任何限量要求。一些后期制定的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)開(kāi)始有明確規(guī)定：GB50119-2013中明確規(guī)定“含有六價(jià)鉻鹽、亞硝酸鹽和硫氰酸鹽成分的混凝土外加劑，嚴(yán)禁用于飲水工程中建成后與飲用水直接接觸的混凝土；含有氯鹽的早強(qiáng)型外加劑嚴(yán)禁用于預(yù)應(yīng)力混凝土、鋼筋混凝土和鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)。含有硝酸銨、碳酸銨的早強(qiáng)型外加劑嚴(yán)禁用于辦公、居住等有人活動(dòng)的建筑工程”；TB10424-2018和TB/T3275-2018中明確規(guī)定硫酸鈉含量、氯離子含量、堿含量的具體技術(shù)指標(biāo)要求。因此很難說(shuō)已經(jīng)撥地而起的建筑工程不存各種隱患。JC/T475-2004規(guī)定“應(yīng)說(shuō)明對(duì)鋼筋有無(wú)銹蝕作用”，而導(dǎo)致混凝土對(duì)鋼筋銹蝕的主要因素就是氯離子含量，應(yīng)該進(jìn)一步研究獲得引起鋼筋銹蝕的氯離子含量的臨界值，進(jìn)而制定氯離子含量技術(shù)指標(biāo)，從而兩面夾擊地控制產(chǎn)品質(zhì)量。
隨著行業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，混凝土外加劑性能大幅提高，而GB8076-2008并沒(méi)有緊跟時(shí)代的步伐，其中泌水率比的指標(biāo)要求針對(duì)現(xiàn)階段外加劑產(chǎn)品性能制定得太過(guò)寬松，不能有效控制摻外加劑混凝土的保水性能。GB8076-2008中規(guī)定如表1所示，泌水率比最高要求為≤50%；根據(jù)實(shí)驗(yàn)室2018年和2019年數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，如表2所示，在所有檢測(cè)的外加劑中泌水率比并沒(méi)有出現(xiàn)不合格現(xiàn)象，泌水率比為0的情況占到90%以上。
JC/T475-2004中28天抗壓強(qiáng)度比指標(biāo)無(wú)約束意義，可有可無(wú)。受檢混凝土與基準(zhǔn)混凝土同樣都是標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d，而受檢混凝土由于摻入防凍劑具有良好的減水作用，因此抗壓強(qiáng)度之比的數(shù)值定會(huì)大于100%。而標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定如表3所示，28天抗壓強(qiáng)度比最高要求為≥100%；根據(jù)實(shí)驗(yàn)室2018年和2019年數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，如表4所示，在所有檢測(cè)的防凍劑中28天抗壓強(qiáng)度比并沒(méi)有出現(xiàn)不合格現(xiàn)象，28天抗壓強(qiáng)度比≥120%的情況占到90%以上。因此針對(duì)防凍劑的用途而言，受檢負(fù)溫混凝土在規(guī)定溫度下負(fù)溫養(yǎng)護(hù)7d再轉(zhuǎn)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d的抗壓強(qiáng)度與基準(zhǔn)混凝土標(biāo)養(yǎng)28d抗壓強(qiáng)度之比更具說(shuō)服力，28天抗壓強(qiáng)度比可直接取消，亦可提高其指標(biāo)要求值。
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)要求與建設(shè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)要求存在較大差異，而且體現(xiàn)在多個(gè)項(xiàng)目上。例如，GB8076-2008中要求：3d無(wú)指標(biāo)要求、7d≥140%、28d≥130%；而JG/T223-2017中要求：3d≥160%、7d≥150%、28d≥140%。同樣是聚羧酸高性能減水劑（緩凝型），按照不同標(biāo)準(zhǔn)，指標(biāo)要求卻有如此差距，必將一定程度上影響檢測(cè)結(jié)論。再一次證明GB8076-2008早已跟不上產(chǎn)品性能的進(jìn)步。
2.2 標(biāo)準(zhǔn)中試驗(yàn)方法可操作性差，需結(jié)合實(shí)踐進(jìn)一步完善細(xì)節(jié)
GB/T8077-2012中第13節(jié)實(shí)驗(yàn)步驟描述，“稱取水泥300g，倒入鍋內(nèi)。加入推薦摻量的外加劑87g或105g水，立即攪拌”。此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定有兩種不同的加水量，但并沒(méi)有明確說(shuō)明何種類型外加劑用水87g，何種類型外加劑用水105g。另有描述“將拌好的凈漿迅速注入截錐圓模內(nèi)，用刮刀刮平，將截錐圓模按垂直方向提起，任水泥凈漿在玻璃板上流動(dòng)至30s，用直尺量取流淌部分互相垂直的兩個(gè)方向的最大直徑，取平均值作為水泥凈漿流動(dòng)度”，就此，經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，量取兩個(gè)方向的最大直徑之間會(huì)有3～5s的操作時(shí)間差，近些年外加劑產(chǎn)品凈漿流動(dòng)度較大，30s后凈漿仍處于流淌狀態(tài)，使得兩次測(cè)量值是在流淌著的過(guò)程中測(cè)得的，兩個(gè)測(cè)量值必然存在較大差距，即便取平均值后也不能準(zhǔn)確表征其流動(dòng)度性能。根據(jù)近兩年試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，一般外加劑做水泥凈漿流動(dòng)度垂直的兩個(gè)方向測(cè)量值的差值能達(dá)到20mm左右，20mm對(duì)于270mm左右的凈漿流動(dòng)度數(shù)值而言已經(jīng)很大了。因此建議將“流動(dòng)至30s”改成“流動(dòng)至60s或停止”。
GB/T8077-2012標(biāo)準(zhǔn)中第14節(jié)實(shí)驗(yàn)步驟規(guī)定，“測(cè)定基準(zhǔn)砂漿流動(dòng)度的用水量和摻外加劑膠砂流動(dòng)度的用水量，計(jì)算水泥膠砂減水率”，但標(biāo)準(zhǔn)并未說(shuō)明用水量是否計(jì)入液體外加劑中的含水量。計(jì)入與否對(duì)最終砂漿減水率的數(shù)值會(huì)有較大的影響，例如摻量2%含固量20%減水率30%的外加劑，計(jì)入外加劑中的含水量計(jì)算可得減水率為26%。
GB8076-2008和JG/T223-2017中都有提到“用水量包括液體外加劑、砂、石材料中所含的水量”，而GB/T8077-2012中并沒(méi)有制定液體外加劑含水率的測(cè)定方法。現(xiàn)階段，試驗(yàn)人員只能根據(jù)含固量的數(shù)值推算含水率大小。然而，如果液體外加劑中含有揮發(fā)性有機(jī)物，則所推算含水率數(shù)值會(huì)偏大，進(jìn)而影響減水率的結(jié)果。
2.3 標(biāo)準(zhǔn)之間和標(biāo)準(zhǔn)之中表述不一致，需標(biāo)準(zhǔn)修訂時(shí)進(jìn)行修改
不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)同一檢測(cè)項(xiàng)目的叫法不統(tǒng)一。GB/T8077-2012中有含固量、總堿量，而JC/T475-2004標(biāo)準(zhǔn)中稱為固體含量、堿含量。雖然這不屬于原則性問(wèn)題，但是會(huì)對(duì)初涉此行的人員造成無(wú)故干擾，如若項(xiàng)目名稱能做到統(tǒng)一化，會(huì)更嚴(yán)謹(jǐn)更方便。
JG/T223-2017標(biāo)準(zhǔn)中6.2.1規(guī)定“1h、2h、3h的坍落度經(jīng)時(shí)損失應(yīng)符合表4的要求”，而標(biāo)準(zhǔn)中表4為聚羧酸高性能減水劑勻質(zhì)性，因此指代有誤。
2.4 外加劑與水泥存在相容性問(wèn)題，建議補(bǔ)充檢測(cè)用水泥種類
相容性是指具有減水作用的外加劑與混凝土其他原材料匹配時(shí)，拌合物的流動(dòng)性及其經(jīng)時(shí)變化程度。外加劑與水泥相容性一直是外加劑在使用過(guò)程中的難題。主要原因有兩個(gè)。一是外加劑成分的影響。為滿足不同工程施工的需求，外加劑品種層出不窮，組成成分也各有調(diào)整，使得外加劑與水泥的相容性變得更加復(fù)雜難控；二是水泥組分的影響。鑒于我國(guó)水泥生產(chǎn)特點(diǎn)，目前水泥細(xì)度細(xì)、堿含量高、C3A含量高、SO3含量低、石膏類型和晶型不佳等是導(dǎo)致水泥與外加劑相容性不佳的主要原因，因此外加劑性能的優(yōu)劣和與其配合使用的水泥有著絕對(duì)性的關(guān)系。
GB8076-2008規(guī)定檢驗(yàn)混凝土外加劑性能采用基準(zhǔn)水泥，即P·I型硅酸鹽水泥。有學(xué)者反映現(xiàn)場(chǎng)使用效果與基準(zhǔn)水泥檢測(cè)結(jié)果對(duì)應(yīng)性不強(qiáng)，如果采用不同廠家、不同批次的水泥對(duì)外加劑進(jìn)行檢測(cè)，其檢測(cè)結(jié)果一定會(huì)出現(xiàn)較大偏差，進(jìn)而會(huì)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室用基準(zhǔn)水泥所檢外加劑合格，而到工程施工時(shí)卻出現(xiàn)與預(yù)期不符的現(xiàn)象，無(wú)法保證相容性。而TB10424-2018規(guī)定宜用工程水泥。單純從施工單位的角度來(lái)考慮，外加劑企業(yè)建議采用工程水泥來(lái)對(duì)外加劑進(jìn)行檢測(cè)；而作為第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)建議將水泥種類分為基準(zhǔn)水泥和工程水泥，分情況選擇水泥種類進(jìn)行試驗(yàn)，這樣得出的結(jié)論更具適應(yīng)性也更加全面，不會(huì)使得檢驗(yàn)檢測(cè)與工程應(yīng)用脫節(jié)。
3 結(jié)語(yǔ)
