摘要:
一、立項背景
自1953年我國第一個統一的水泥標準誕生至今，我國通用硅酸鹽水泥標準已經歷了4次修訂。1956年全國統一采用了以蘇聯硬練法為藍本的我國三大水泥標準，即普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和火山灰質硅酸鹽水泥，該標準的確立了我國多品種多標號的水泥產品結構，推動了我國水泥工業的迅速發展；進入70年代以后,我國三大水泥標準的格局已不適應水泥生產的需要。同時采用硬練法不僅在國際上已顯很落后，同時水泥企業也認為這種方法操作復雜，因此中國建筑材料科學研究院水泥所組織了三大水泥標準修訂的科研項目，制定了我國水泥強度檢驗方法GB177-77，即“中國軟練法”，以此為基礎產生了我國五大水泥標準，即硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥，此次標準修訂有效促進了我國水泥質量的提高；70年代以后我國地方水泥突起，在全國大辦水泥的推動下，我國水泥產量迅速增長，到1990年達到2億噸，成為世界水泥第一生產大國，同時隨著我國改革開放的深入，國際貿易量逐年增長，我國出口水泥日益增加，國外水泥也大量進入我國市場，在交往中使我們認識到我國水泥產品質量與國際先進水平相比確實存在差距，為了進一步提高水泥質量，提高我國水泥在國際市場的競爭力，1991年對水泥標準進行了修訂，將硅酸鹽水泥分為I型和II型，I型水泥的各項指標參照ASTM標準，II型水泥指標參照BS標準，此次標準修訂使我國通用水泥產品標準達到國際先進水平，但由于我國水泥強度仍沿用“軟練法”，使我國水泥強度數值與國外標準沒有可比性。隨著全球經濟一體化進程的加速，使世界各國對ISO標準的態度發生了根本性改變。特別是七十年代中期國際貿易的競爭和磨擦加劇，加速“采標”的呼聲越來越高。尤其自1979年國際貿易組織（AATT）近120個成員國簽訂的“技術性貿易壁壘協議”（也稱“標準化守則（TBT）”）中明確規定：“自1980年1月1日起，國際貿易中的商品認證制度以國際標準為依據”。世界各國加快了采用國際標準的步伐，水泥標準也已從分別采用ISO、ASTM、BS三個標準體系的狀態向絕大多數采用ISO標準體系發展。八十年代初期世界各國和地區采用美、英和ISO標準體系的基本各占1/3，進入九十年代已有半數國家和地區采用了ISO標準體系。在這樣的背景下我國于1996年開始了強度檢驗方法等同采用ISO標準的研究，1999年頒布了以新強度檢驗方法標準為核心的六大通用水泥標準，這標志著我國水泥標準已完全與國際接軌。
但在1998～1999年修訂該三項標準時主要是配合我國水泥強度檢驗方法與國際標準接軌，在原92版標準的基礎上只對水泥強度檢驗方法和強度標號進行了修訂，大部分內容維持92版本。那么現行標準在實施中存在的主要問題有：品種設置和強度等級不匹配，水泥企業生產的普通硅酸鹽水泥中混合材料摻量超標現象嚴重；?標準中沒有規定混合材摻量檢測方法；?水泥中摻加混合材種類呈現開放狀態；?水泥生產中使用鹽類早強劑等；…檢驗規則的可操作性等。
因此2004年全國水泥標準化技術委員會按照國家標準化管理委員會的要求對國家標準進行清理整頓時，專家們認為六大通用水泥標準急需修訂，同時參考EN197-1，提出評審結論為GB175、GB1344、GB12958三項標準整合修訂。
二、主要修改內容
1、修改了不同水泥品種混合材允許摻量
水泥中摻加混合材不但能改善水泥的某些性能，還能綜合利用工業廢棄物。我國1953年首次頒布實施的水泥標準中就開始允許在水泥中摻加混合材料，從而為水泥行業節約資源和綜合利用廢棄物跨出了第一步，上世紀60～70年代中國建材院又對此進行了大量的研究，為標準制訂提供了依據，為我國水泥生產科學合理利用工業廢棄物提供了技術支撐，為我國社會經濟發展作出了巨大貢獻。
隨著我國水泥煅燒及粉磨工藝水平的不斷提高，為水泥中多摻混合材料創造了條件，然而混合材摻量的合理與否在考慮積極利用工業廢渣的同時，應以調整水泥的性能為前提，將性能相近的水泥歸為一類。因此為了確定水泥生產技術水平的提高是否影響了各水泥品種劃分的合理性？標準起草組組織了9家水泥生產企業按地域、窯型、熟料質量選擇熟料樣品和混合材樣品進行了混合材摻量與水泥性能關系的研究。
研究結果表明，熟料質量的提高只影響水泥性能絕對值的變化，并沒有影響混合材摻量與水泥性能關系的規律，隨著混合材摻量增加水泥性能變化的趨勢與上世紀的試驗研究結論基本一致。當混合材摻量小于20%（礦渣小于35%）時，水泥性能隨混合材品質不同、工況不同變化規律不盡相同，但絕大多數性能變化相對屬于小幅波動，當混合材摻量超過20%（礦渣超過35%）時，水泥性能開始呈現有規律變化，礦渣摻量大于50%、粉煤灰摻量大于40%、火山灰摻量大于40%后水泥性能變化加劇。
因此本此標準修訂參照EN197-1的規定，將普通水泥混合材摻量規定為6～20%。其他品種水泥混合材起始摻量由15%改為21%。
對于礦渣硅酸鹽水泥，由于其混合材允許摻量范圍大，在此范圍內，水泥性能的變化比較大，特別是礦渣摻量超過50%后，碳化深度急劇增加。因此在參照EN197-1的同時，依據試驗研究結果、考慮水泥生產企業的實際控制情況，將礦渣水泥分為A：21～50%，B：51～70%二類。
對于火山灰質硅酸鹽水泥，從試驗結果看出，當摻量大于40%后，其各項性能急劇變化。因此本次標準修訂將火山灰質硅酸鹽水泥中混合材的最大允許摻量由50%改為40%。
2、取消普通硅酸鹽水泥中32.5強度等級 根據我院2004年從383家水泥企業抽樣調查表明，在P.O42.5水泥中，混合材料平均摻量為20%，最大達26%；在P.O32.5水泥中，混合材料平均摻量為28%，最大達48%。這導致我國目前P.O32.5強度等級水泥實物質量差別較大：3天強度極差在13MPa左右，最小13.2MPa，最大26.0MPa；28天強度極差在24MPa左右，最小29.8MPa，最大54.0MPa；標準稠度用水量極差8.9%，最小21.5%，最大30.4%。出現水泥企業生產的普通硅酸鹽水泥中混合材料摻量超標現象的客觀原因是：水泥熟料質量的提高及粉磨技術的不斷進步，為水泥中多摻混合材料創造了條件，因此水泥品種設置和強度等級不匹配的問題愈來愈突出，絕大部分水泥企業按標準規定加入混合材料實際是無法生產出32.5等級的普通硅酸鹽，如不突破混合材摻量就肯定是富裕強度很大，甚至超出二個等級。同時生產水泥熟料需消耗大量資源、能源，還排放大量有害氣體，因此我們希望水泥企業能生產出高品質的水泥熟料，再依據不同工程的需求生產不同品種的水泥。因此本次標準修訂取消普通硅酸鹽水泥32.5強度等級，將水泥品種分為兩個層次，如用戶需要高強度等級的水泥主要選擇P.I、P.II、P.O；需要低強度等級水泥主要選擇P.S、P.C、P.F、P.P。
3、不允許在復合硅酸鹽水泥中使用粒化精煉鉻鐵渣及新開辟的混合材料
雖然許多水泥產品都允許摻加工業廢渣，但由于GB175、GB1344、GB12958涉及的六大通用硅酸鹽水泥產量占水泥總產量的90%以上，因此在通用硅酸鹽水泥中科學、合理、安全使用工業廢渣對水泥工業節約資源與綜合利用意義重大。
我國水泥標準中規定允許摻加混合材料為水泥工業資源節約和綜合利用起到了積極作用，但2004年的抽樣調查表明，復合硅酸鹽水泥中的混合材種類處于不可控制狀態，并且在普通硅酸鹽水泥中也摻加了標準不允許使用的鐵合金渣、錳渣、鋼渣、化鐵爐渣、銻礦渣、硅錳渣、磷渣等。雖然復合硅酸鹽水泥標準的制定為綜合利用工業廢棄物起到了積極的作用，但現行標準明確規定新開辟的混合材料正式啟用必須經過建筑材料行業主管部門批準，而國家建材工業局已撤消，這樣的規定形同虛設，根本無法實施。目前復合硅酸鹽水泥在通用水泥中所占比例逐年增加，而用于水泥生產中的工業廢棄物種類和安全性無法控制的問題非常突出，因此此次標準修訂暫時取消了粒化精煉鉻鐵渣、粒化增鈣液態渣、粒化碳素鉻鐵渣、粒化高爐鈦礦渣等混合材料在復合硅酸鹽水泥中的使用及附錄A。今后新開辟工業廢渣的綜合利用應本著科學、合理、安全的原則，在充分科學研究的基礎上一方面不斷完善用于水泥中工業廢渣標準體系，另一方面對于量大、面廣、來源穩定經試驗驗證對人體無害、有利于調整水泥性能的工業廢渣還可以納入通用硅酸鹽水泥標準。