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淺析混凝土外加劑相關(guān)標準應(yīng)用中存在的問題
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，可以說混凝土已經(jīng)進入了一個外加劑的時代。伴隨著環(huán)保壓力的逐漸增大和資源日益匱乏，水泥價格日益飆升，砂石材料劣質(zhì)化嚴重，并且現(xiàn)代社會對混凝土的期望值變高，對此只有通過提高混凝土外加劑的質(zhì)量來保證混凝土的性能，所以對混凝土外加劑的質(zhì)量控制提出了更高的要求。雖然我國相關(guān)部門也正在逐步制定并完善相應(yīng)的標準，但現(xiàn)存的標準并不能完全滿足產(chǎn)品生產(chǎn)、發(fā)展及應(yīng)用的需求，混凝土外加劑相關(guān)標準仍然存在一些亟待解決的問題。
本文從實際應(yīng)用出發(fā)，從混凝土外加劑標準的制定，產(chǎn)品的檢測等角度入手，淺析混凝土外加劑相關(guān)標準應(yīng)用中存在的問題。
1 混凝土外加劑標準體系的應(yīng)用現(xiàn)狀
我國混凝土外加劑標準體系中常用的標準主要包括三大類。一是外加劑產(chǎn)品類標準，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》。二是外加劑試驗方法類標準，主要有GB/T8077-2012《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗方法》、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)范及驗收標準，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)量驗收標準》、TB/T3275-2018《鐵路混凝土》。
混凝土外加劑的標準有很多，根據(jù)應(yīng)用情況大致分為四類。
一是作廢標準，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準，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準，但長期未得到修訂。三是近三年修訂的標準，主要有JG/T223-2017、TB10424-2018、TB/T3275-2018，此次標準修訂使得多處存在已久的問題得到修改。四是近幾年新出的標準，主要有JC/T2361-2016、JC/T2469-2018、JC/T2481-2018，這些標準快速得到了認可，被廣泛應(yīng)用。
混凝土外加劑向著復合型方向發(fā)展的同時，功能化外加劑也是花樣頻出。外加劑的相關(guān)標準也在不斷地編制、修訂。但是新標準制定的速度遠不及新型外加劑產(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、密實增強劑、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)品標準近幾年相繼發(fā)布；水化熱抑制劑和增效劑的企業(yè)標準不斷制定；密實增強劑和降黏劑的產(chǎn)品標準正處于在編狀態(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標準中有所體現(xiàn)，但緩釋劑和增稠劑并無產(chǎn)品標準；阻泥劑暫時也沒有相應(yīng)的標準。
2 外加劑相關(guān)標準應(yīng)用中存在的問題
2.1 標準不適應(yīng)新形勢的需求，需及時修訂
JC/T475-2004標準中有“對鋼筋銹蝕作用”這一項目，并且明確指明按照GB/T8076中規(guī)定的方法進行。然而GB8076-2008標準中已經(jīng)刪除了鋼筋銹蝕的測試方法。
GB8076-2008和JC/T475-2004作為常用的產(chǎn)品標準，一些對人體有危害、對環(huán)境產(chǎn)生污染，對混凝土耐久性能有影響的有害化學成分在此標準中并無任何限量要求。一些后期制定的標準已經(jīng)開始有明確規(guī)定：GB50119-2013中明確規(guī)定“含有六價鉻鹽、亞硝酸鹽和硫氰酸鹽成分的混凝土外加劑，嚴禁用于飲水工程中建成后與飲用水直接接觸的混凝土；含有氯鹽的早強型外加劑嚴禁用于預(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、碳酸銨的早強型外加劑嚴禁用于辦公、居住等有人活動的建筑工程”；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)指標要求。因此很難說已經(jīng)撥地而起的建筑工程不存各種隱患。JC/T475-2004規(guī)定“應(yīng)說明對鋼筋有無銹蝕作用”，而導致混凝土對鋼筋銹蝕的主要因素就是氯離子含量，應(yīng)該進一步研究獲得引起鋼筋銹蝕的氯離子含量的臨界值，進而制定氯離子含量技術(shù)指標，從而兩面夾擊地控制產(chǎn)品質(zhì)量。
隨著行業(yè)技術(shù)的不斷進步，混凝土外加劑性能大幅提高，而GB8076-2008并沒有緊跟時代的步伐，其中泌水率比的指標要求針對現(xiàn)階段外加劑產(chǎn)品性能制定得太過寬松，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)實驗室2018年和2019年數(shù)據(jù)統(tǒng)計，如表2所示，在所有檢測的外加劑中泌水率比并沒有出現(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天抗壓強度比指標無約束意義，可有可無。受檢混凝土與基準混凝土同樣都是標準養(yǎng)護28d，而受檢混凝土由于摻入防凍劑具有良好的減水作用，因此抗壓強度之比的數(shù)值定會大于100%。而標準中規(guī)定如表3所示，28天抗壓強度比最高要求為≥100%；根據(jù)實驗室2018年和2019年數(shù)據(jù)統(tǒng)計，如表4所示，在所有檢測的防凍劑中28天抗壓強度比并沒有出現(xiàn)不合格現(xiàn)象，28天抗壓強度比≥120%的情況占到90%以上。因此針對防凍劑的用途而言，受檢負溫混凝土在規(guī)定溫度下負溫養(yǎng)護7d再轉(zhuǎn)標準養(yǎng)護28d的抗壓強度與基準混凝土標養(yǎng)28d抗壓強度之比更具說服力，28天抗壓強度比可直接取消，亦可提高其指標要求值。
國家標準的指標要求與建設(shè)部行業(yè)標準的指標要求存在較大差異，而且體現(xiàn)在多個項目上。例如，GB8076-2008中要求：3d無指標要求、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），按照不同標準，指標要求卻有如此差距，必將一定程度上影響檢測結(jié)論。再一次證明GB8076-2008早已跟不上產(chǎn)品性能的進步。
2.2 標準中試驗方法可操作性差，需結(jié)合實踐進一步完善細節(jié)
GB/T8077-2012中第13節(jié)實驗步驟描述，“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”。此標準規(guī)定有兩種不同的加水量，但并沒有明確說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至30s，用直尺量取流淌部分互相垂直的兩個方向的最大直徑，取平均值作為水泥凈漿流動度”，就此，經(jīng)過大量試驗發(fā)現(xiàn)，量取兩個方向的最大直徑之間會有3～5s的操作時間差，近些年外加劑產(chǎn)品凈漿流動度較大，30s后凈漿仍處于流淌狀態(tài)，使得兩次測量值是在流淌著的過程中測得的，兩個測量值必然存在較大差距，即便取平均值后也不能準確表征其流動度性能。根據(jù)近兩年試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計，一般外加劑做水泥凈漿流動度垂直的兩個方向測量值的差值能達到20mm左右，20mm對于270mm左右的凈漿流動度數(shù)值而言已經(jīng)很大了。因此建議將“流動至30s”改成“流動至60s或停止”。
GB/T8077-2012標準中第14節(jié)實驗步驟規(guī)定，“測定基準砂漿流動度的用水量和摻外加劑膠砂流動度的用水量，計算水泥膠砂減水率”，但標準并未說明用水量是否計入液體外加劑中的含水量。計入與否對最終砂漿減水率的數(shù)值會有較大的影響，例如摻量2%含固量20%減水率30%的外加劑，計入外加劑中的含水量計算可得減水率為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中并沒有制定液體外加劑含水率的測定方法?，F(xiàn)階段，試驗人員只能根據(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)性有機物，則所推算含水率數(shù)值會偏大，進而影響減水率的結(jié)果。
2.3 標準之間和標準之中表述不一致，需標準修訂時進行修改
不同標準對同一檢測項目的叫法不統(tǒng)一。GB/T8077-2012中有含固量、總堿量，而JC/T475-2004標準中稱為固體含量、堿含量。雖然這不屬于原則性問題，但是會對初涉此行的人員造成無故干擾，如若項目名稱能做到統(tǒng)一化，會更嚴謹更方便。
JG/T223-2017標準中6.2.1規(guī)定“1h、2h、3h的坍落度經(jīng)時損失應(yīng)符合表4的要求”，而標準中表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題，建議補充檢測用水泥種類
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，拌合物的流動性及其經(jīng)時變化程度。外加劑與水泥相容性一直是外加劑在使用過程中的難題。主要原因有兩個。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雜難控；二是水泥組分的影響。鑒于我國水泥生產(chǎn)特點，目前水泥細度細、堿含量高、C3A含量高、SO3含量低、石膏類型和晶型不佳等是導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性的關(guān)系。
GB8076-2008規(guī)定檢驗混凝土外加劑性能采用基準水泥，即P·I型硅酸鹽水泥。有學者反映現(xiàn)場使用效果與基準水泥檢測結(jié)果對應(yīng)性不強，如果采用不同廠家、不同批次的水泥對外加劑進行檢測，其檢測結(jié)果一定會出現(xiàn)較大偏差，進而會出現(xiàn)實驗室用基準水泥所檢外加劑合格，而到工程施工時卻出現(xiàn)與預(yù)期不符的現(xiàn)象，無法保證相容性。而TB10424-2018規(guī)定宜用工程水泥。單純從施工單位的角度來考慮，外加劑企業(yè)建議采用工程水泥來對外加劑進行檢測；而作為第三方檢測機構(gòu)建議將水泥種類分為基準水泥和工程水泥，分情況選擇水泥種類進行試驗，這樣得出的結(jié)論更具適應(yīng)性也更加全面，不會使得檢驗檢測與工程應(yīng)用脫節(jié)。
3 結(jié)語
