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关于《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》标准修订的探讨

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  • 更新时间2015-09-14
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陈恩义1 韩小华2 李体祯1

(1.昂国企业有限公司;2.中国混凝土与水泥制品协会矿渣混凝土功能材料分会)

前言

2014年8月,国家标准管理委员会下达了“国家标准修订计划(项目号:20140085-T-609)”,由中国建筑材料科学研究总院承担。笔者所在公司及旗下矿渣粉合资企业作为我国矿渣粉行业主要的生产商和参与者,参加了此次标准修订工作。

2015年3月18日,标准修订启动大会在北京召开。笔者作为公司代表参加了会议,并作会议发言,与参会的行业专家、学者等共同探讨了修标原则、研究方向以及下一步的工作方案。

《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》(GBIT18046-2008)是矿渣粉产品的依据,是矿渣粉行业最重要的技术标准。科学合理的标准是行业发展的保证,是规范生产和市场行为的准绳。经过近20年的发展,我国矿渣粉行业已经发生了深刻变化。与时俱进,结合技术发展、实际应用和行业变化,有针对性地对标准进行优化十分必要。

一、G B/T 18046标准的重要性

矿渣粉是优质的水泥混合材、高性能混凝土的重要矿物掺和料。经过十几年的发展,生产规模日益壮大,已经成为建材行业中独立于水泥板块的另一产业板块。为了规范矿渣粉生产和推广矿渣粉使用,自上世纪90年代末,我国陆续颁布了多个地方标准、行业标准和国家标准,对矿渣粉的定义和相关产品的品质作了相应的规定和要求。据不完全统计,我国涉及或引用粒化高炉矿渣粉和(或)GB/T 18046的相关标准众多,矿渣粉产品及应用的相关标准和规范见表1。

由此可见,目前我国建筑施工中有大量的标准或规范涉及矿渣粉产品,而直接或间接地引用CB/T 18046中的技术指标要求是最通常的做法。所以说,GB/T 18046是关于矿渣粉产品的最根本和最重要的技术标准。

二、矿渣粉行业发展现状

(一)矿渣粉的行业地位

矿渣是钢铁企业冶炼生铁过程中产生的主要副产品,按照一定标准,经过研磨生产出的矿渣粉是优质的水泥混合材和高性能混凝土的重要掺和料。根据发达国家的应用实例,矿渣粉在建筑胶凝材料中的掺和量已达70%以上,一些欧洲国家甚至允许掺加到85%~ 90%,是重要的资源再生型绿色低碳建筑材料。

我国大型立磨生产矿渣粉起步较晚,1997年建成第一条立磨矿渣粉生产线,但发展十分迅速。根据有关统计,2011年我国矿渣粉产量突破1亿吨,2013年达到1.26亿吨。预计2016年以后可能接近2亿吨,生产线近400条,年产值超过250亿元。

矿渣粉具有“产量大”、“掺量大”和“性能优”三大特征——

产量大:可达到近2亿吨的生产规模,仅次于水泥产量;

掺量大:掺和量可达到70%以上,等量替代水泥;

性能优:矿渣粉在水泥和混凝土中的性能明显优于粉煤灰、硅灰、磷渣粉等其他混合材和掺和料。

因此,矿渣粉产业已成为一个仅次于水泥产业的独立的产业板块,矿渣粉的行业地位是粉煤灰、硅灰、磷渣粉等其他混合材和掺和料无法比拟的。

此外,矿渣粉是冶金行业发展循环经济、钢铁企业发展非钢产业的亮点,矿渣粉具有低碳足迹、低能耗、高耐久性等生态环保特性,是未来建筑材料的发展方向。

(二)我国矿渣粉行业面临的问题

我国矿渣粉行业在高速发展的同时也产生和暴露了一些问题,而且越来越突出,急需解决。

1.矿渣粉行业规模大,但缺乏相关规范认证及监管制度

目前,我国矿渣粉企业较多,但生产水平差距大,产品质量得不到保证。生产规模仅次于水泥,但并无类似于《水泥企业质量管理规程》等相关规范化文件,也未明确矿渣粉产品质量管理的相关监督检查部门。

2.各种“掺假”现象严重,危及建筑质量

“掺假”具体包括:

(1)以次充好。部分小企业使用小球磨机生产比表面积较低的矿渣粉,冒充大企业立式磨机生产的比表面积较高(S95级以上)的矿渣粉。

(2)混掺石粉。掺加价格便宜的石灰石粉,生产不符合标准要求的矿渣粉产品,

(3)混掺劣质粉煤灰。劣质粉煤灰活性差、需水量大,大量掺入将影响混凝土强度。

(4)混掺钢渣粉。钢渣粉与矿渣粉混掺成钢铁渣粉,以矿渣粉的名义出售。矿渣粉和钢铁渣粉是两个产品,性能完全不同,而且钢渣粉的掺人可能引发安定性不良等问题。

3.超细矿渣粉需求越来越大,但无相关产品标准可依

随着高性能、超高强混凝土的不断发展,对于超细矿渣粉的需求也越来越大,但现有标准不能满足市场要求,限制了产品的应用和推广。

4.P.C32.5水泥取消,释放混合材市场

2014年12月2日,国家标准化管理委员会批准了“《通用硅酸盐水泥》(CB 175-2007)国家标准第2号修改单”,明文规定:“取消P.C32.5等级”,并于2015年12月1日起实施。根据国家统计局资料显示,2014年我国水泥产量为24.8亿吨。按照P.C 32.5水泥产量占50%计算,2014年我国P.C32.5水泥的产量为12.4亿吨,其中混合材的掺量为20%—50%,这就意味着将会有约2.5亿吨~6.2亿吨的混合材进入掺和料市场。如何将这些品质和性能都明显低于矿渣粉的混合材“拒之门外”,对于矿渣粉行业来说无疑是另一个重大挑战。

三、GB/T 18046修订的基本思路

根据《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》(GB/T 18046-2008)在矿渣粉行业应用多年来的实际情况以及目前矿渣粉行业出现的问题,笔者提出如下思路。

(1)严格矿渣粉原材料与生产方式的定义,增加矿渣粉纯净度的定义,增加强制性检验项目和方法(如烧失量、游离钙、不溶物、白度、玻璃体含量等),其目的是在生产过程中坚决杜绝其他非水淬高炉矿渣原材料的引入。

(2)借鉴国外经验,结合国内高强、超高强混凝土的发展需要,适时地增加超细矿渣粉(如S115级)品种或另设一个相关产品标准。

(3)需要建立一套《矿渣粉企业质量管理规程》的规范化文件,作为市场准入门槛和规范,便于国家或行业(协会)等相关执法或监督部门对矿渣粉企业、产品和市场进行监督和管理。

四、GB/T 18046修订的具体建议

1.关于烧失量

为防止在矿渣粉生产过程中石灰石粉、粉煤灰等其他矿物掺和料的混入,建议将烧失量≤3.0%调整为烧失量≤1.5或2.0%。

2.关于三氧化硫含量

参照欧洲标准BS EN 15167-1:2006,将三氧化硫含量S030/os4.0%调整为S03%≤2.5%,使我国国家标准与英国(或欧盟)等其他国家标准更好地衔接,便于我国矿渣粉市场与国际市场接轨。

3.关于活性等级

增加S115级的超细矿渣粉,且要求7天活性指数≥l00%,28天活性指数≥115%,且比表面积≥700m2/kg。也可另建一个与之相关的超细矿渣粉的产品标准(类似硅灰产品标准),以规范这类产品的生产、应用和发展。

4.关于游离氧化钙( f-Cao)

组织行业内部的系统试验研究,研究掺钢渣后矿渣粉游离钙含量的变化,探讨检测游离氧化钙含量的手段(或其他可行的控制方法),避免钢渣粉的混入或掺入。

5.关于氯离子的试验方法

《水泥化学分析方法》(GB/T 176-2008)中氯离子测定方法——硫氰酸铵容量法(基准法)具有简便、易操作和准确性高的特点,建议在“6.3氯离子试验方法JC/T420”中增加GB/T 176-2008作为等效的检测方法,供相关部门或者企业选择。

建议

(1)通过修订国家标准,严格限定原材料的纯洁性,防止掺假等行为扰乱市场,严格控制矿渣粉生产的全过程;

(2)制定“矿渣混凝土应用技术规范”的国家标准,保证矿渣粉在混凝土中应用过程的规范化;

(3)采用或借鉴我国现有较为成熟的对水泥行业的监管模式,制定矿渣粉企业质量管理规程,规定各省市的相关监管机构对矿渣粉行业进行系统、科学的监管,或者将矿渣粉和水泥纳人一致的监管模式和体系下,确保矿渣粉的科学生产和合理应用。