国外水泥添加剂标准

国外水泥添加剂标准

摘要:本文介绍国外水泥添加剂标准，尤其详细介绍ASTM C 465 水泥工艺添加剂和ASTM C 688水泥功能添加剂两个标准。正确理解和吸收国外标准的先进点对提高我国水泥添加剂的研发和利用水平和克服目前存在的问题非常有益。

关键词：水泥、工艺外加剂、功能外加剂、助磨剂、国际、标准

1前言

世界各国水泥标准主要从属于两大体系：欧洲标准体系（EN）和美国标准体系（ASTM）。根据Wein 协定，欧洲标准化委员会（CEN）水泥和建筑灰技术委员会（TC51）代表国际标准化组织（ISO）水泥和建筑灰技术委员会（TC74）起草标准，最后由ISO成员国通过（至少有75%成员国同意）。例如我国GB/T 17671“水泥胶砂强度检验法”与ISO 679等同，而ISO 679又来自EN 196-1。目前，ISO/TC74有36个，CEN/TC51有19。世界上还有部分采用美国材料标准和试验法标准（ASTM）。材料标准反映了一个的产品质量和技术水平，是技术开发和生产实践的总结。我国水泥工业使用水泥添加剂要较发达晚20-30年，近几年来我国对水泥添加剂的开发和使用取得了长足的进步，但仍存在不少问题和困难。认真学习国外先进水泥添加剂标准，有助于这些问题的解决。本文介绍先进的国外水泥添加剂标准。

2 术语

要把水泥添加剂和砂浆、混凝土外加剂区分开来，前者是在水泥生产过程中加的，后者是在水泥使用过程中加的。用“添加剂”和“外加剂”就能把两者区分开来。水泥添加剂掺量一般不超过1%。常用的混凝土外加剂有十多种，掺量差别很大，引气剂0.005－0.015%，减水剂0.2－1.5%，速凝剂2－6%，膨胀剂6－15%。水泥添加剂中的“添”中文含义是少量加的意思，如“炉子该添煤了”、“孩子又添了一岁”。另外要区分水泥添加剂和多量使用的混合材（在水泥生产中加）和掺合料（在水泥使用中加）。要注意各国水泥文献中所使用的专有名词的区别。如在欧洲文献中使用“additives”表示水泥添加剂，美国文献中用“addition s”；“additions”在欧洲标准文献中指的是大量加入的混和材，在美、加拿大文献中用“mineral admixture s”或“supplementary cementitious materials”（补充胶凝材料）代表混合材或掺合料。对于“混凝土外加剂”欧美都用“admixtures”。名词术语的使用是约定俗成的事，不可能也没有必要完全统一，但也不能随意乱用，以免造成混乱或误解。

3 水泥添加剂标准概况

关于水泥添加剂，欧洲通用水泥试标准ENV 197-1：1995中把水泥添加剂（additives）作为水泥四大组分之一。水泥四大组分：①主要组分，熟料和混合材；②次要附加组分，是一种能改善水泥物理性能（如工作度或保水性）而加入的无机矿物材料，掺量为0-5%；③硫酸钙；④水泥添加剂，为了改善水泥生产和水泥性能而加入的总量不超过水泥质量1%的添加剂，如超过1%则应在包装袋或发货单上注明，这类添加剂不应助长钢筋锈蚀，不应劣化水泥或由它制成的砂浆和混凝土性能。在正式标准EN197-1：2000中明确提出：总量不超过水泥重量的1.0%（颜料除外），有机添加剂量不超过水泥质量的0.5%（干基）。当水泥中掺入了符合EN 934的系列混凝土、砂浆或灰浆外加剂时，应在包装袋或发货单上标明外加剂的标准代号。

美国材料和试验标准总数超过12000个，近30年来增加近一倍与水泥和混凝土有关的标准就超过29 0个，是世界上最完善的材料及其试验法标准体系。在ASTM C 219-94“关于水硬性水泥的标准术语”中，将水泥制造过程中用混合粉磨或直接混入式加入的有限量物料称水泥添加剂（additions）并分为利于粉磨和储运的工艺添加剂（processing additions）和调节水泥终成品使用性能的功能添加剂（functional addi tions）,分别符合ASTM C 465和ASTM C 688的要求。在ASTM标准中还规定，掺有引气剂的水泥在水泥代号后应加后缀‘A’。

在我国水泥标准GB/T 4131-1997“水泥的命名，定义和术语”的4.17节明确了助磨剂（grinding aid）的含义，“在水泥粉磨时加入的起助磨作用而又不损害水泥性能的外加剂，其加入量应不超过水泥重量的1%”。说明我国标准还未涉及工艺添加剂中的“助流”作用的工艺外加剂和调节水泥使用性能的功能添加剂。至于我国立窑水泥烧成中曾广为应用的复合矿比剂、晶种、速烧剂及助燃剂等烧成工艺添加剂还未被纳入水泥标准中。

1997年我国首次发布的JC/T 667-1997“水泥粉磨用工艺外加剂”容几乎等同采用ASTM C 465。

4 ASTM C 465-99(2005)“用于制造水硬性水泥的工艺添加剂”

对于标准文献，往往一下子不能全读懂，这主要是因为标准起草人所经历的过程和掌握的知识读者不全了解。对于国外标准，正确理解要更困难些，要多查些相关资料才能弄清楚。

4．1什么是水泥工艺添加剂？按字面理解，应是在水泥生产过程加入的少量物质，可包括助烧剂和助磨剂。

但从C 465标准4.6节可知，工艺添加剂指的是助磨剂或者阻聚分散剂（pack set inhibitor s）,能增加水泥在磨中流动性，缩短水泥在磨中逗留时间，从而明显改变水泥粒度分布和物理化学性能。原来认为“pack set”是“包凝”的意思，这是不对的。上世纪30年代，美国水泥运输已有部分用散装汽运或

火车罐车运输。由于经过粉磨的水泥粉体的表面能较高，并带有未被平衡的电荷，易产生自团聚、凝聚或附聚在管道或储库的壁上，从而对水泥粉体的流动产生阻力，造成水泥输送、装卸延误时间，引起供需双的矛盾，因此当时迫切需要一种添加剂能克服水泥凝聚效应和促进水泥的流动。后来发现阻聚分散剂都有助磨效果。凝聚（pack set）与库凝（warehouse set）不同，后者指的是由水泥颗粒表面水化而引起的结块。

4.2对工艺添加剂的技术要求

掺有受检工艺添加剂的水泥（混凝土）称掺剂水泥（混凝土），不掺添加剂的水泥（混凝土）称对比水泥（混凝土）（reference或control）。我国混凝土标准起草者把对比水泥（混凝土）称基准水泥（混凝土），不够确切。C 465要求掺剂水泥与对比水泥相比，各项性能的变化应在一定围之（见表1）。当然掺剂水泥与相应的无剂水泥本身要符合相应水泥标准的各项要求。

表1 C 465对工艺添加剂的要求

美国水泥混凝土普遍要求引气，以增加耐久性，这是一项行之有效的实践。所以要求工艺添加剂不能影响引气剂的引气性能。