中国和老挝水泥标准对比分析*
2022-07-08邱成江
邱成江
(1.云南省海外投资有限公司,云南 昆明 650501;2.老挝建设工程质量检验检测有限公司,老挝 万象)
1 引言
老挝是我国的社会主义友邻,是积极响应和支持我国“一带一路”倡议且是倡议惠及的沿线国家之一。在2019年中国与老挝签署的《构建中老命运共同体行动计划》中,中老铁路、万象—万荣高速公路、万象赛色塔开发区、中老磨憨—磨丁经济合作区等项目,被列为共建“一带一路”倡议的示范项目[1]。随着此类示范项目以及老挝基础设施建设的快速推进,老挝水泥企业产能将严重不足。老挝地形呈狭长型,南北长达1800km,掺合料匮乏,石灰石、石膏资源多集中在中寮和下寮,产能过剩,上寮水泥产能严重不足。老挝水泥行业现状已形成了双向市场,主要熟料进口国为泰国和越南,同时一些如泰国SCG水泥厂的水泥产品出口到泰国东北部。老挝水泥厂主要由中国、泰国、越南等外资成立,2020年产能约800万t。产品有泰国的199绿色水泥和299红色水泥,中国的硅酸盐42.5和52.5水泥,越南的PCB30水泥和PCB40水泥等,所用标准未统一。尽管老挝于2010年总理令1913号文发布了《老挝波特兰水泥标准》LS04-2010[2],但该标准遵循WTO/TBT协定作为自愿性标准并未在老挝强制执行,以致老挝水泥市场产品五花八门,质量参差不齐,适用标准不一。研究老挝水泥产品标准,对比中国标准、欧美体系标准,为老挝国家标准技术委员会提供水泥标准修订依据,以供中国企业能源投资和“一带一路”倡议项目实施提供参考。
2 国际水泥标准体系以及中老水泥分类对比
世界水泥标准主要有ISO、ASTM、BS三大标准体系,随着经济全球化的发展,世界各国水泥标准也已从分别采用ISO、ASTM、BS三个标准体系的状态向绝大多数采用ISO标准体系发展,即便是英国也在1991年后开始执行欧洲水泥标准(EN),而欧洲和中国的水泥标准都归属于ISO标准体系。美国水泥标准由美国实验与材料协会ASTM、美国混凝土协会ACI、美国波特兰水泥协会PCA合作研究制定。主要有ASTM C150《硅酸盐水泥标准规范》、ASTM《混合水泥标准规范》、ASTM C1157《水泥标准性能规范》以及配套的水泥各项性能指标检测方法标准组成完整的水泥标准体系。美国标准中波特兰水泥有6个基本类别,分别是Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅱ(MH)型、Ⅲ型、Ⅳ型、Ⅴ型,加入引气剂后定义了ⅠA型、ⅡA型、Ⅱ(MH)A型、ⅢA型。欧洲主要的水泥标准是EN 197-1《通用水泥的组分、规格要求和合格评定标准》,由33个欧洲国家组成的欧洲标准委员会水泥与建筑石灰技术委员会CEN/TC51制定、发布的,英国实施的欧洲标准是BS EN 197-1。欧标定义了27种普通水泥、7种抗硫酸盐水泥、3种低早强高炉水泥和2种抗硫酸盐低早强高炉水泥。由于老挝缺乏水泥中掺入的混合材料,规范中未涉及复合硅酸盐水泥详细分类,见表1。随着老挝工业起步发展,粉煤灰、粒化高炉矿渣等混合材料的出现,将会推动老挝水泥标准的修订和完善。
表1 中老水泥分类对比
中国标准GB 175以混合材料不同分为6大类,硅酸盐水泥P·Ⅰ/Ⅱ、普通硅酸盐水泥P·O、矿渣硅酸盐水泥P·S、火山灰质硅酸盐水泥P·P、粉煤灰硅酸盐水泥P·F和复合硅酸盐水泥P·C。老挝标准将水泥分为纯硅酸盐水泥和混合硅酸盐水泥,分别用老挝标准LS04-2010和LS05-2001定义。纯硅酸盐水泥分为5个基本类别,分别是普通型Ⅰ型、中抗、中热Ⅱ型、高早强Ⅲ型、低热Ⅳ型、高抗硫Ⅴ型[3]。
3 中老水泥性能比对
3.1 物理性能比对
3.1.1 力学性能
我国标准GB175—2007对通用硅酸盐水泥的强度等级进行了分类规定,硅酸盐水泥强度等级分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六个等级,普通硅酸盐水泥强度等级分为42.5、42.5R、52.5、52.5R四个等级,矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥的强度等级分为 32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六个等级[4]。GB 748—2005标准中,中抗硫酸盐水泥和高抗硫酸盐水泥强度等级分为32.5、42.5[5]。GB 200—2017标准中,中热硅酸盐水泥强度等级为42.5,低热硅酸盐水泥强度等级分为32.5和42.5两个等级[6]。我国采用的GB/T 17671—1999规定的方法检验水泥胶砂强度,老挝采用ISO 679或ASTM C109/C109M作为相关的试验方法均可,GB/T 17671—1999是根据ISO 679:1989制定,主要内容与ISO 679完全一致,其抗压强度检验结果与ISO 679:1989等同。而ASTM C109/C109M采用的是2英寸×2英寸×2英寸或50 mm×50 mm×50 mm试件,我国试件为半块40 mm×40 mm×160 mm,受压面积40 mm×40 mm,高度也是40 mm,但非立方体试件,与立方体试件相比其内部应力分布状况不同,两种不同的试验结果不能等同,也不是简单的尺寸效应关系,不便相比。两国水泥标准强度指标的差异具体见表2。
根据表2可看出,中国是采用28 d龄期抗压强度来划分水泥强度等级,同时对水泥早期强度(3 d、7 d)有要求,而老挝标准并未划分强度等级。我国标准除了低热水泥没有3 d龄期强度的要求外,其他类别的水泥都规定了3 d和28 d龄期强度要求,但是低热水泥规定了90 d抗压强度的要求,中热水泥、低热水泥规定了7 d龄期强度的特殊要求。在老挝水泥标准中,没有依据龄期强度划分等级,而是根据水泥品种和特点设置了相对应的强度,包括1 d、3 d、7 d、28 d龄期抗压强度,抗折强度不作要求。其中Ⅲ型水泥规定了1 d、3 d强度要求,而无7 d、28 d强度要求;只有Ⅳ型、Ⅴ型水泥规定了28 d强度要求。
表2 我国GB标准与老挝标准水泥强度最低要求对比
3.1.2 其他物理性能
除力学性能外,为保障水泥产品质量,中国标准GB还对水泥凝结时间、安定性、水化热(3 d、7 d、28 d)、细度(选择性指标)等其他物理性能进行了规定。除以上指标,老挝标准还对假凝、含气量作出了要求,具体见表3。
由表3可以看出,对于细度,我国GB标准可采用布莱恩透气法和负压筛法,老挝标准可采用浊度计法和布莱恩透气法,莱恩透气法测定的细度具有可比性。对于凝结时间的测试,我国GB标准方法采用维卡仪法,老挝标准则可采用维卡仪法和吉尔摩法,维卡仪法测定的凝结时间具有可比性。老挝标准对30d水化热没有要求,Ⅱ型水泥7d水化热要求与中国GB/T 200—2017中热水泥要求一致,均为293 kJ/kg(700cal/g),Ⅳ型水泥与中国 GB/T 200—2017低热32.5水泥7d水化热要求也基本一致。老挝标准Ⅴ型水泥与中国GB 748—2005中P·HSR的14 d线膨胀率要求一致,均为不大于0.040%,但是未对Ⅱ型水泥14d线膨胀率作出要求,中国GB 748—2005中P·MSR的14d线膨胀率要求均为不大于0.060%。因为老挝水泥生产过程中直接添加引气剂,引气剂作为引气型水泥的原材料使用,而中国的引气剂是作为混凝土外加剂使用,所以老挝标准对假凝和含气量做出了要求,而中国标准并没有相关要求。另外,对于水泥中天然放射性中老两国标准中都未进行相关规定,但俄罗斯规范固定其天然放射性核素的放射性比活度Aeff不大于370Bq/kg[7],中国GB标准已多年未修订,建议后续修订中可考虑将放射性比活度的内照射指数和外照射指数参照GB 6566进行规定。
表3 我国GB标准与老挝标准其他物理性能要求对比
3.2 化学性能比对
我国GB标准与老挝标准化学性能指标对比见表4。我国GB标准中规定化学性能必须满足要求,否则为不合格品,主要包括不溶物、烧失量、三氧化硫、氯离子和碱含量(选择性指标)。老挝标准对化学指标的规定与中国大致相同。主要区别是中国GB标准规定了氯离子含量限制,但老挝标准并没有规定。考虑到导致混凝土中钢筋锈蚀的主要诱因是混凝土中含有过量的氯离子,而水泥是混凝土主要原材料,因此我国标准规定了氯离子含量限值,主要参照混凝土相关设计应用规范。另外,根据表4可以看出,老挝标准对水泥中烧失量、三氧化硫含量限值要求更高,氧化镁含量要求较宽松,而不溶物和碱含量的要求则基本相同。
表4 我国GB标准与老挝标准化学性能指标对比
由于混凝土中集料作为主要原材料,考虑钢筋锈蚀,应严格控制集料氯离子含量,建议在后续水泥标准修订中水泥中的氯离子含量可考虑适当放宽或者相关要求可由买卖双方协商确定。另外,由于GB31893—2015《水泥中水溶性铬(VI)的限量及测定方法》于2016年发布实施,作为国家强制性标准,该标准首次对我国水泥产品中水溶性铬(Ⅵ)含量做出限定,因此建议在后续水泥标准修订中水泥中加入的水溶性铬(Ⅵ)指标要求。
4 结论
(1)老挝水泥按性能特点进行分类,相关指标主要参照美国标准,且老挝缺乏水泥掺合料,其分类单一。随着老挝工业发展及中国大量水泥企业在老投资,为更好控制水泥产品质量和推动中老两国水泥产业之间的贸易交流合作,建议老挝标准修订可引入中国标准,对于具有可比较的指标,可进行统一规定,对于与中国GB标准不一致的,可单独规定。
(2)中国GB标准已多年未修订,考虑生态环境、人身安全等因素,建议GB标准修订加入水溶性铬(Ⅵ)、放射性比活度的内照射指数和外照射指数等指标;严格控制烧失量、三氧化硫含量指标;适当放宽氯离子含量指标。
(3)虽然我国与老挝水泥标准对技术要求限制有差异,但是主要指标内容基本相似,具有一定相通性。比如GB标准考虑了抗折强度、氯离子影响等,而由于水泥生产工艺不同,老挝标准考虑了含气量指标。但是对于细度、凝结时间、最高水化热、不溶物、烧失量、三氧化硫、氯离子和碱含量等要求都基本一致且具有一定的可比性。