美國水泥產品標準&生產出口水泥幾要素
2009-03-11 00:00
近年來, 隨著水泥國際貿易的增加,尤其是美國和歐洲本土水泥缺口較大,越來越多的中國水泥廠開始承擔水泥出口任務。但美國標準對水泥品種劃分和試驗方法與我國都有較大差異, 要圓滿完成出口任務, 必需對美國水泥產品標準有清楚的認識。
美國水泥產品標準有三個ASTMC150《波特蘭水泥》、ASTMC596《混合水硬性水泥》、ASTMC1147《水硬性水泥的標準性能》。
ASTMC150是我們最早接觸的美國水泥產品標準, 它主要包括硅酸鹽水泥熟料與石膏共同粉磨的八種類型水泥及他們的引氣型：Ⅰ型——在不要求其它類型規定的特殊性能時使用、Ⅱ型——用于要求中等抗硫酸鹽或中等水化熱時使用、Ⅲ型——要求高早強時使用、Ⅳ型一要求低水化熱時使用、Ⅴ型一要求高抗硫時使用。
ASTMC150-2004有兩點與舊版差別較大一是舊版標準將Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型、Ⅴ型分得很清楚, 沒有同時符合兩種類型水 泥的現象。但在2004版標準注1中規定：有些水泥是按不同類型水泥的綜合性能要求設計, 如Ⅰ/Ⅱ型, 這意味著該型水泥同時滿足了每一類型水泥的性能要求。現在, 在我們試驗室接觸到的委托樣品中很多是Ⅰ/Ⅱ型水泥。二是舊版標準不允許摻加任何混合材。但2004版標準的5.1.3條中規定：在達到本標準規定的化學成分和物理性能要求的情況下, 水泥中石灰石允許摻到5%（以質量計）。
ASTMC596《混合水硬性水泥》主要涉及的是摻加混合材的水泥。它將混合材的摻加范圍分成三段, 以礦渣為例。ASTMC596中就將礦渣摻量分為三段：礦渣摻量＜25%的礦渣改性波特蘭水泥、礦渣摻量在25%～70%之間的波特蘭高爐礦渣水泥和礦渣摻量＞70%的礦渣水泥。該標準還規定了火山灰摻量＜15%的火山灰改性波特蘭水泥和火山灰摻量15%～40%的波特蘭火山灰水泥。
ASTMC1147《水硬性水泥的標準性能》是最后接觸到的標準。它不規定成分和組成, 只是規定了性能要求, 如通用性能、早強、低水化熱等指標。
現階段的出口貿易大多以ASTMC150來確定指標。我們下面就來看看該標準主要涉及那些性能指標呢？ASTMC150中通過4個表表示：標準化學成分表（表1）、選擇性化學成分表（表2）、標準物理指標表（表3）、選擇性物理指標表（表4）。主要涉及到的試驗方法有：水硬性水泥砂漿抗壓強度試驗方法、水硬性水泥化學分析方法、波特蘭水泥壓蒸膨脹試驗方法、水硬性水泥膠砂含氣量試驗方法、水硬性水泥水化熱試驗方法、維卡儀測水硬性水泥凝結時間的方法、透氣儀測波特蘭水泥細度的方法、波特蘭水泥早期硬化試驗方法（凈槳法）、波特蘭水泥膠砂在硫酸鹽溶液中潛在膨脹性試驗方法等。
山東日照港水泥出口業務發展很快, 是我國出口水泥最多的港口。大宇、三菱、山水等水泥集團在日照港港上均建有粉磨站, 直接裝船。海螺、冀東、大連一小野田等集團公司也在向國外出口水泥。由于建立美標試驗室需要一定的投入及人員培訓存在一定難度, 他們大多采用委托試驗的方式對水泥樣品進行檢驗。
在實際試驗中我們發現, 要生產出合格的美標水泥, 需要注意以下幾點：
1.提高熟料質且, 避免燒失量和不溶物超標
我們都知道, 水泥燒失量主要來源于石膏失水、黃鐵礦氧化、碳酸鹽分解和硫酸鹽分解等。而不溶物主要是水泥熟料、石膏及所摻加的混合材。回轉窯正常生產的水泥熟料中不溶物通常很低, 一般在0.1%左右, 而立窯熟料不溶物含量較高主要化學成分為硅/鐵/鋁的化合物。水泥熟料中的不溶物主要為原料帶入的難熔礦物, 如結晶石英砂等。磨制水泥時摻入的劣質石膏及混合材也常常帶入不溶物。
2.控制原料質, 降低水泥堿含量
水泥堿含量較高的情況下, 水化需水量增大, 凝結加快, 1天～3天早期強度較高, 但7天～28天及更長齡期后期強度降低。水泥中的堿含量主要來自原材料, 石灰石和黏土原料都可能帶入堿。
3.控制水泥溫度, 避免水泥不正常凝結
隨著水泥廠生產規模的擴大, 設備不斷向大型化方向發展。但由于通風、收塵等配套設備的不完善, 使得水泥出廠溫度過高, 水泥易出現不正常凝結的現象。ASTMC150中要求假凝終期針入度初始針入度的比值≥50%, 但在我國在夏天有的水泥只有20%～30%。在ASTMC451中這樣寫道：按混凝土的澆筑和處理觀點, 嚴重假凝的水泥可能會導致問題, 但延長混凝土攪拌時間, 或如泵送混凝土一樣, 在澆筑或運輸之前重新攪拌,假凝水泥也不會有大問題。但值得注意的是進行鋪路工程時, 混凝土是在固定攪拌機中短時間攪拌并在非旋轉運輸設備中運輸的。嚴重速凝的水泥在達到相同的標準稠度時需水量稍有增加, 這樣會導致強度降低和干縮增加。即使在國內,假凝水泥用于混凝土攪拌站, 也會出現外加劑適應性不好的現象。并且, 水泥一旦發生較嚴重的假凝, 即使在空氣中放置相當長時間, 假凝現象也不會消除。
4.水泥性能指標的穩定性
水泥是基本建設工程中最基本的材料, 它的質量直接影響到工程質量。混凝土質量波動與水泥性能指標的穩定性有很大關系。歐洲國家為使不同水泥廠出廠水泥強度趨于穩定均齊, 避免因盲目競爭出現強度大幅度波動, 導致混凝土質量波動, 在標準中規定了不同強度等級水泥的天強度波動范圍。下中還沒有強度最高值的限值, 但現在已有貿易公司對指標范圍進行限定,不僅對物理性能指標, 而且對化學分析指標也進行嚴格限定。這在一定程度上增加了出口水泥的風險, 生產廠家必須嚴格控制整個生產流程, 否則辛苦生產出的水泥很可能不滿足定單要求, 希望水泥生產廠家在與貿易公司制定指標要求時考慮到本廠原燃材料的波動對最終水泥性能的影響。
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