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浅析混凝土外加剂相关标准应用中存在的问题
0 引言
随着混凝土外加剂迅猛发展，种类层出不穷，在混凝土中应用也越发广泛，外加剂已经成为混凝土中除水泥、砂、石、水以外的第五种组成部分，可以说混凝土已经进入了一个外加剂的时代。伴随着环保压力的逐渐增大和资源日益匮乏，水泥价格日益飙升，砂石材料劣质化严重，并且现代社会对混凝土的期望值变高，对此只有通过提高混凝土外加剂的质量来保证混凝土的性能，所以对混凝土外加剂的质量控制提出了更高的要求。虽然我国相关部门也正在逐步制定并完善相应的标准，但现存的标准并不能完全满足产品生产、发展及应用的需求，混凝土外加剂相关标准仍然存在一些亟待解决的问题。
本文从实际应用出发，从混凝土外加剂标准的制定，产品的检测等角度入手，浅析混凝土外加剂相关标准应用中存在的问题。
1 混凝土外加剂标准体系的应用现状
我国混凝土外加剂标准体系中常用的标准主要包括三大类。一是外加剂产品类标准，主要有GB8076-2008《混凝土外加剂》、JC473-2001《混凝土泵送剂》、JC/T475-2004《混凝土防冻剂》、JC/T474-2008《混凝土防水剂》、JG/T223-2017《聚羧酸系高性能减水剂》、JC/T2469-2018《混凝土减胶剂》、JC/T2481-2018《混凝土坍落度保持剂》、JC/T2361-2016《砂浆、混凝土减缩剂》。二是外加剂试验方法类标准，主要有GB/T8077-2012《混凝土外加剂匀质性试验方法》、GB18588-2001《混凝土外加剂中释放氨的限量》。三是外加剂工程应用中技术规范及验收标准，主要有GB50119-2013《混凝土外加剂应用技术规范》、TB10424-2018《铁路混凝土工程施工质量验收标准》、TB/T3275-2018《铁路混凝土》。
混凝土外加剂的标准有很多，根据应用情况大致分为四类。
一是作废标准，主要有JC473-2001，于2009年12月作废，被GB8076-2008代替。二是十几年未修订的老标准，主要有GB8076-2008、JC/T475-2004、JC/T474-2008、GB18588-2001，前三者是混凝土外加剂最为常用的标准，但长期未得到修订。三是近三年修订的标准，主要有JG/T223-2017、TB10424-2018、TB/T3275-2018，此次标准修订使得多处存在已久的问题得到修改。四是近几年新出的标准，主要有JC/T2361-2016、JC/T2469-2018、JC/T2481-2018，这些标准快速得到了认可，被广泛应用。
混凝土外加剂向着复合型方向发展的同时，功能化外加剂也是花样频出。外加剂的相关标准也在不断地编制、修订。但是新标准制定的速度远不及新型外加剂产品诞生的速度，例如减缩剂、减胶剂、保坍剂、水化热抑制剂、增效剂、密实增强剂、降黏剂、缓释剂、增稠剂、阻泥剂等，都是近几年行业内刚出现的功能化新型外加剂产品。减缩剂、减胶剂和保坍剂的产品标准近几年相继发布；水化热抑制剂和增效剂的企业标准不断制定；密实增强剂和降黏剂的产品标准正处于在编状态；降黏剂、缓释剂和增稠剂在2017年修订的JG/T223及2018年修订的TB10424标准中有所体现，但缓释剂和增稠剂并无产品标准；阻泥剂暂时也没有相应的标准。
2 外加剂相关标准应用中存在的问题
2.1 标准不适应新形势的需求，需及时修订
JC/T475-2004标准中有“对钢筋锈蚀作用”这一项目，并且明确指明按照GB/T8076中规定的方法进行。然而GB8076-2008标准中已经删除了钢筋锈蚀的测试方法。
GB8076-2008和JC/T475-2004作为常用的产品标准，一些对人体有危害、对环境产生污染，对混凝土耐久性能有影响的有害化学成分在此标准中并无任何限量要求。一些后期制定的标准已经开始有明确规定：GB50119-2013中明确规定“含有六价铬盐、亚硝酸盐和硫氰酸盐成分的混凝土外加剂，严禁用于饮水工程中建成后与饮用水直接接触的混凝土；含有氯盐的早强型外加剂严禁用于预应力混凝土、钢筋混凝土和钢纤维混凝土结构。含有硝酸铵、碳酸铵的早强型外加剂严禁用于办公、居住等有人活动的建筑工程”；TB10424-2018和TB/T3275-2018中明确规定硫酸钠含量、氯离子含量、碱含量的具体技术指标要求。因此很难说已经拨地而起的建筑工程不存各种隐患。JC/T475-2004规定“应说明对钢筋有无锈蚀作用”，而导致混凝土对钢筋锈蚀的主要因素就是氯离子含量，应该进一步研究获得引起钢筋锈蚀的氯离子含量的临界值，进而制定氯离子含量技术指标，从而两面夹击地控制产品质量。
随着行业技术的不断进步，混凝土外加剂性能大幅提高，而GB8076-2008并没有紧跟时代的步伐，其中泌水率比的指标要求针对现阶段外加剂产品性能制定得太过宽松，不能有效控制掺外加剂混凝土的保水性能。GB8076-2008中规定如表1所示，泌水率比最高要求为≤50%；根据实验室2018年和2019年数据统计，如表2所示，在所有检测的外加剂中泌水率比并没有出现不合格现象，泌水率比为0的情况占到90%以上。
JC/T475-2004中28天抗压强度比指标无约束意义，可有可无。受检混凝土与基准混凝土同样都是标准养护28d，而受检混凝土由于掺入防冻剂具有良好的减水作用，因此抗压强度之比的数值定会大于100%。而标准中规定如表3所示，28天抗压强度比最高要求为≥100%；根据实验室2018年和2019年数据统计，如表4所示，在所有检测的防冻剂中28天抗压强度比并没有出现不合格现象，28天抗压强度比≥120%的情况占到90%以上。因此针对防冻剂的用途而言，受检负温混凝土在规定温度下负温养护7d再转标准养护28d的抗压强度与基准混凝土标养28d抗压强度之比更具说服力，28天抗压强度比可直接取消，亦可提高其指标要求值。
国家标准的指标要求与建设部行业标准的指标要求存在较大差异，而且体现在多个项目上。例如，GB8076-2008中要求：3d无指标要求、7d≥140%、28d≥130%；而JG/T223-2017中要求：3d≥160%、7d≥150%、28d≥140%。同样是聚羧酸高性能减水剂（缓凝型），按照不同标准，指标要求却有如此差距，必将一定程度上影响检测结论。再一次证明GB8076-2008早已跟不上产品性能的进步。
2.2 标准中试验方法可操作性差，需结合实践进一步完善细节
GB/T8077-2012中第13节实验步骤描述，“称取水泥300g，倒入锅内。加入推荐掺量的外加剂87g或105g水，立即搅拌”。此标准规定有两种不同的加水量，但并没有明确说明何种类型外加剂用水87g，何种类型外加剂用水105g。另有描述“将拌好的净浆迅速注入截锥圆模内，用刮刀刮平，将截锥圆模按垂直方向提起，任水泥净浆在玻璃板上流动至30s，用直尺量取流淌部分互相垂直的两个方向的最大直径，取平均值作为水泥净浆流动度”，就此，经过大量试验发现，量取两个方向的最大直径之间会有3～5s的操作时间差，近些年外加剂产品净浆流动度较大，30s后净浆仍处于流淌状态，使得两次测量值是在流淌着的过程中测得的，两个测量值必然存在较大差距，即便取平均值后也不能准确表征其流动度性能。根据近两年试验数据统计，一般外加剂做水泥净浆流动度垂直的两个方向测量值的差值能达到20mm左右，20mm对于270mm左右的净浆流动度数值而言已经很大了。因此建议将“流动至30s”改成“流动至60s或停止”。
GB/T8077-2012标准中第14节实验步骤规定，“测定基准砂浆流动度的用水量和掺外加剂胶砂流动度的用水量，计算水泥胶砂减水率”，但标准并未说明用水量是否计入液体外加剂中的含水量。计入与否对最终砂浆减水率的数值会有较大的影响，例如掺量2%含固量20%减水率30%的外加剂，计入外加剂中的含水量计算可得减水率为26%。
GB8076-2008和JG/T223-2017中都有提到“用水量包括液体外加剂、砂、石材料中所含的水量”，而GB/T8077-2012中并没有制定液体外加剂含水率的测定方法。现阶段，试验人员只能根据含固量的数值推算含水率大小。然而，如果液体外加剂中含有挥发性有机物，则所推算含水率数值会偏大，进而影响减水率的结果。
2.3 标准之间和标准之中表述不一致，需标准修订时进行修改
不同标准对同一检测项目的叫法不统一。GB/T8077-2012中有含固量、总碱量，而JC/T475-2004标准中称为固体含量、碱含量。虽然这不属于原则性问题，但是会对初涉此行的人员造成无故干扰，如若项目名称能做到统一化，会更严谨更方便。
JG/T223-2017标准中6.2.1规定“1h、2h、3h的坍落度经时损失应符合表4的要求”，而标准中表4为聚羧酸高性能减水剂匀质性，因此指代有误。
2.4 外加剂与水泥存在相容性问题，建议补充检测用水泥种类
相容性是指具有减水作用的外加剂与混凝土其他原材料匹配时，拌合物的流动性及其经时变化程度。外加剂与水泥相容性一直是外加剂在使用过程中的难题。主要原因有两个。一是外加剂成分的影响。为满足不同工程施工的需求，外加剂品种层出不穷，组成成分也各有调整，使得外加剂与水泥的相容性变得更加复杂难控；二是水泥组分的影响。鉴于我国水泥生产特点，目前水泥细度细、碱含量高、C3A含量高、SO3含量低、石膏类型和晶型不佳等是导致水泥与外加剂相容性不佳的主要原因，因此外加剂性能的优劣和与其配合使用的水泥有着绝对性的关系。
GB8076-2008规定检验混凝土外加剂性能采用基准水泥，即P·I型硅酸盐水泥。有学者反映现场使用效果与基准水泥检测结果对应性不强，如果采用不同厂家、不同批次的水泥对外加剂进行检测，其检测结果一定会出现较大偏差，进而会出现实验室用基准水泥所检外加剂合格，而到工程施工时却出现与预期不符的现象，无法保证相容性。而TB10424-2018规定宜用工程水泥。单纯从施工单位的角度来考虑，外加剂企业建议采用工程水泥来对外加剂进行检测；而作为第三方检测机构建议将水泥种类分为基准水泥和工程水泥，分情况选择水泥种类进行试验，这样得出的结论更具适应性也更加全面，不会使得检验检测与工程应用脱节。
3 结语
