游寶坤:《混凝土膨脹劑》GB23439-2009標準宣貫

中國混凝土與水泥制品網(wǎng) · 2010-10-14 00:00  留言

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前言

　　本標準表1中的限制膨脹率為強制性的，其余為推薦性的。

　　本標準的附錄A為規(guī)范性附錄，附錄B、附錄C和附錄D為資料性附錄。

　　本標準為首次發(fā)布

　　本標準自實施之日起，原建材行業(yè)標準JC476-2001《混凝土膨脹劑》同時廢止。

歷次產(chǎn)品標準的制修訂情況

　　1992年制定了首部建材行業(yè)標準《混凝土膨脹劑》JC476,該標準統(tǒng)一了試驗方法和技術指標，但對膨脹劑摻量和堿含量等未作規(guī)定。

　　1998年對JC476進行了首次修訂。規(guī)定了堿含量≤0.75%,氯離子含量≤0.05%,同時規(guī)定標準檢驗時膨脹劑的內(nèi)摻量不得大于12%,增加了與化學外加劑相復合的復合混凝土膨脹劑。

　　2001年對JC476進行第二次修訂，取消了復合膨脹劑，采用ISO標準砂檢驗膨脹劑，強度檢驗改為1:3膠砂，檢驗方法分為A法和B法，空氣中的檢驗齡期由28d改為21d.

　　2009年制定首部國家標準《混凝土膨脹劑》GB23439,同時廢止JC476.

1 范圍

　　本標準規(guī)定了混凝土膨脹劑的術語和定義、分類、要求、試驗方法、檢驗規(guī)則及包裝、標志、運輸和貯存。

　　本標準適用于硫鋁酸鈣類、氧化鈣類與硫鋁酸鈣-氧化鈣類粉狀混凝土膨脹劑。

　　條文說明：這里沿用了JC476-2001《混凝土膨脹劑》行業(yè)標準對適用范圍的規(guī)定。

　　氧化鎂類膨脹劑雖然在大壩混凝土有一定應用，用于長時間溫度較高的大壩混凝土，對冷縮有很好的補償收縮效果，但由于其水化速度較慢，膨脹穩(wěn)定期較長，目前尚不能用于工業(yè)與民用建筑，故不列入本標準。

2 規(guī)范性引用文件

　　GB/T 176 水泥化學分析方法

　　GB/T 700 碳素結構鋼

　　GB/T 1345 水泥細度檢驗方法篩析法

　　GB/T 1346 水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢驗方法

　　GB 1499.2 鋼筋混凝土用鋼第2部分：熱軋帶肋鋼筋

　　GB/T 4357 碳素彈簧鋼絲

　　GB/T6003.1 金屬絲編織網(wǎng)試驗篩

　　GB/T 8074 水泥比表面積測定方法勃氏法

　　GB 8076 混凝土外加劑

　　GB/T 12573 水泥取樣方法

　　GB/T 17671 水泥膠砂強度檢驗方法（ISO法）

　　GB/T 50081-2002 普通混凝土力學性能試驗方法標準

　　JGJ 63 混凝土用水標準

3 術語和定義

　　下列術語和定義適用于本標準。

　　3.1 混凝土膨脹劑 expansive agents for concrete

　　與水泥、水拌和后經(jīng)水化反應生成鈣礬石、氫氧化鈣或鈣礬石和氫氧化鈣，使混凝土產(chǎn)生體積膨脹的外加劑。

　　3.2 硫鋁酸鈣類混凝土膨脹劑 calcium sulphoaluminate hydrate expansive agent for concrete

　　與水泥、水拌和后經(jīng)水化反應生成鈣礬石的混凝土膨脹劑。

　　3.3 氧化鈣類混凝土膨脹劑 calcium hydroxide expansive agent for concrete

　　與水泥、水拌和后經(jīng)水化反應生成氫氧化鈣的混凝土膨脹劑。

　　3.4 硫鋁酸鈣-氧化鈣類混凝土膨脹劑 calcium sulphoaluminate hydrate - calcium hydroxide expansive agent for concrete

　　與水泥、水拌和后經(jīng)水化反應生成鈣礬石和氫氧化鈣的混凝土膨脹劑。

4 分類

　　4.1 分類

　　4.1.1 混凝土膨脹劑按水化產(chǎn)物分為：硫鋁酸鈣類混凝土膨脹劑（代號A）、氧化鈣類混凝土膨脹劑（代號C）和硫鋁酸鈣-氧化鈣類混凝土膨脹劑（代號AC）三類。

　　4.1.2 混凝土膨脹劑按限制膨脹率分為Ⅰ型和Ⅱ型。

　　4.2 標記

　　本標準涉及的所有混凝土膨脹劑產(chǎn)品名稱標注為EA,按下列順序進行標記：產(chǎn)品名稱、代號、型號、標準號。

　　示例：

　?、裥土蜾X酸鈣類混凝土膨脹劑的標記：EA A Ⅰ GB23439-2009.

　?、蛐脱趸}類混凝土膨脹劑：EA C Ⅱ GB23439-2009.

　?、蛐土蜾X酸鈣-氧化鈣類混凝土膨脹劑：EA AC Ⅱ GB23439-2009.

5 要求

　　5.1 化學成分

　　5.1.1 氧化鎂

　　混凝土膨脹劑中的氧化鎂應不大于5%.

　　5.1.2 堿含量（選擇性指標）

　　混凝土膨脹劑中的堿含量按Na₂O+0.658K₂O計算值表示。若使用活性骨料，用戶要求提供低堿混凝土膨脹劑時，混凝土膨脹劑中的堿含量應不大于0.75%,或由供需雙方協(xié)商確定。

　　氧化鎂

　　在高溫煅燒的熟料中，氧化鎂是有害成分，易導致延遲性膨脹，故參照水泥的技術指標，沿用了JC476-2001的指標，控制在5.0%以內(nèi)。

　　堿含量

　　在使用活性骨料時，若混凝土中的堿含量超過3.0kg/m³,在潮濕環(huán)境下，就可能發(fā)生堿-骨料反應，導致混凝土破壞。鑒于堿-骨料反應是有條件的，根據(jù)我國的國情，為了充分利用資源，本標準對堿含量指標進行了彈性處理，規(guī)定：“混凝土膨脹劑中的堿含量按Na2O+0.658K2O計算值表示。若使用活性骨料，用戶要求提供低堿混凝土膨脹劑時，混凝土膨脹劑中的堿含量應不大于0.75%,或由買賣雙方協(xié)商確定”.與我國通用水泥標準和美國ASTM C 845 – 04水硬性膨脹水泥標準的提法一致。

　　5.2 物理性能

　　混凝土膨脹劑的物理性能指標應符合表1規(guī)定。

　　細度

　　采用比表面積法控制，規(guī)定不小于200㎡/kg,擴大了產(chǎn)品要求范圍，并且用比表面積檢測產(chǎn)品，能更精確地反映產(chǎn)品細度性能。粗大顆粒規(guī)定1.18mm篩余不大于0.5%,與日本產(chǎn)品標準一致，主要考慮粗大顆粒水化較慢，不加控制會導致后期破壞性膨脹。

　　凝結時間

　　與普通水泥的規(guī)定一致，初凝不小于45min,終凝不大于600min.試驗結果表明，混凝土膨脹劑都能夠滿足該條件。

　　限制膨脹率

　　限制膨脹率是混凝土膨脹劑的關鍵技術指標，也是本標準的強制性條款，根據(jù)試驗研究結果，規(guī)定Ⅰ型產(chǎn)品水中7d的限制膨脹率≥0.025%,轉干空21天≥-0.020%;Ⅱ型產(chǎn)品水中7d的限制膨脹率≥0.050%,轉干空21天≥-0.010%.其中Ⅱ型產(chǎn)品需要用專用的膨脹熟料生產(chǎn)，相當于日本產(chǎn)品標準的水平，目前國內(nèi)已經(jīng)有少數(shù)廠商能夠生產(chǎn)，如鋁酸鈣類膨脹劑（代表品牌ZY），摻量8%時，限制膨脹率約0.05~0.07%,硫鋁酸鈣-氧化鈣類膨脹劑（代表品牌HCSA），摻量8%時，限制膨脹率約0.08~0.10%,由于膨脹能高、性能好，這些新型產(chǎn)品在工程中取得了良好的應用效果。市場上的產(chǎn)品大多數(shù)是Ⅰ型產(chǎn)品，這類產(chǎn)品主要是用輕燒的活性硅鋁材料和硫酸鈣構成，成本較低。

　　抗壓強度

　　由于抗壓強度是在自由狀態(tài)下進行試驗，摻加混凝土膨脹劑的水泥砂漿的抗壓強度要低于不摻的，按照本標準規(guī)定的方法進行試驗，統(tǒng)計試驗結果證明，抗壓強度指標定為7d≥20MPa,28d≥40MPa合理。[Page]

6 試驗方法

　　6.1 化學成分

　　氧化鎂、堿含量按GB/T176進行。

　　6.2 物理性能

　　6.2.1 試驗材料

　　6.2.1.1 水泥

　　采用GB 8076規(guī)定的基準水泥。因故得不到基準水泥時，允許采用由熟料與二水石膏共同粉磨而成的強度等級為42.5MPa的硅酸鹽水泥，且熟料中C3A含量6%~8%,C3S含量55%~60%,游離氧化鈣不超過1.2%,堿（Na₂O+0.658K₂O）含量不超過0.7%,水泥的比表面積（350±10）㎡/kg.

　　6.2.1.2 標準砂

　　符合GB/T 17671要求。

　　6.2.1.3 水

　　符合JGJ 63要求。

　　6.2.2 細度

　　比表面積測定按GB/T 8074的規(guī)定進行。1.18mm篩篩余測定采用GB/T6003.1規(guī)定的金屬篩，參照GB/T1345中手工干篩法進行。

　　6.2.3凝結時間

　　按GB/T1346進行，膨脹劑內(nèi)摻10%.

　　6.2.5 抗壓強度

　　按GB/T 17671進行。

　　注：摻膨脹劑的混凝土限制狀態(tài)下的抗壓強度試驗方法參見附錄D.

　　每成型3條試體需稱量的材料及用量如表2.

　　條文說明：

　　試驗方法

　　混凝土膨脹劑的氧化鎂、堿含量、細度、凝結時間、等試驗方法

　　與水泥一樣，只是在生產(chǎn)控制檢驗細度時，按GB/T 8074的規(guī)定的方法，可以取穩(wěn)定生產(chǎn)情況下的平均密度計算比表面積，這樣可以縮短檢驗時間，且對檢驗結果沒有大的影響。

　　在生產(chǎn)過程中控制細度測定比表面積時，可以取穩(wěn)定生產(chǎn)情況下的平均密度計算比表面積，可以實現(xiàn)快速檢驗的目的。

　　抗壓強度

　　抗壓強度試驗采用灰砂比為1:3、水膠比為0.50的膠砂，與通用水泥的方法一致，混凝土膨脹劑內(nèi)摻10%,但是下調(diào)了抗壓強度指標。日本標準也是采用相同的灰砂比和水膠比，但是膨脹劑內(nèi)摻5%.

　　限制膨脹率

　　沿用了JC476-2001的檢驗方法，灰砂比為1:2,水膠比為0.40,膨脹劑摻量統(tǒng)一規(guī)定為內(nèi)摻10%.日本標準采用的是灰砂比1:3、水膠比0.50、膨脹劑內(nèi)摻10%的膠砂?；疑氨取⑺z比沒有與抗壓強度統(tǒng)一的原因是我國的膨脹劑膨脹率較低，大多數(shù)是本標準規(guī)定的合格品，若采用灰砂比1:3、水膠比0.50的膠砂，限制膨脹率小于0.020%,膨脹率太小，測量誤差會相應增大，不利于客觀評價產(chǎn)品質(zhì)量。依據(jù)見標準制訂研究報告。

　　關于膨脹劑的檢驗摻量問題

　　膨脹劑檢驗摻量統(tǒng)一為10%.

　　統(tǒng)一摻量有兩個目的：第一可以客觀衡量膨脹劑的膨脹能大小，評價膨脹劑的優(yōu)劣，第二可以消除所謂“低摻量”的炒作給應用帶來的誤區(qū)。

　　關于檢驗水泥

　　規(guī)定采用GB 8076規(guī)定的基準水泥。因故得不到基準水泥時，允許采用由熟料和二水石膏、礦渣共同粉磨的強度等級為42.5MPa的普通硅酸鹽水泥，且熟料中C₃A含量6%~8%,總堿量（Na₂O+0.658K₂O）不大于1.0%.仲裁檢驗需用基準水泥。與GB 8076規(guī)定的相同。

7 檢驗規(guī)則

　　7.1 檢驗分類

　　7.1.1出廠檢驗

　　出廠檢驗項目為：細度、凝結時間、水中7d的限制膨脹率、抗壓強度。

　　7.1.2型式檢驗

　　型式檢驗項目包括第5章規(guī)定的全部項目。有下列情況之一者，應進行型式檢驗：

　　a）正常生產(chǎn)時，每半年至少進行一次檢驗；

　　b）新產(chǎn)品或老產(chǎn)品轉廠生產(chǎn)的試制定型鑒定；

　　c）正式生產(chǎn)后，如材料、工藝有較大改變，可能影響產(chǎn)品性能時；

　　d）產(chǎn)品長期停產(chǎn)后，恢復生產(chǎn)時；

　　e）出廠檢驗結果與上次型式檢驗有較大差異時。

　　7.2 編號及取樣

　　膨脹劑按同類型編號和取樣。袋裝和散裝膨脹劑應分別進行編號和取樣。膨脹劑出廠編號按生產(chǎn)能力規(guī)定：日產(chǎn)量超過200t時，以不超過200t為一編號；不足200t時，以日產(chǎn)量為一編號。

　　每一編號為一取樣單位，取樣方法按GB/T12573進行。取樣應具有代表性，可連續(xù)取，也可從20個以上不同部位取等量樣品，總量不小于10kg.

　　每一編號取得的試樣應充分混勻，分為兩等份：一份為檢驗樣，一份為封存樣，密封保存180d.

　　7.3 判定規(guī)則

　　試驗結果符合第五章全部要求時，判該批產(chǎn)品合格；否則為不合格，不合格品不得出廠。

　　7.4 出廠檢驗報告

　　檢驗報告內(nèi)容應包括出廠檢驗項目以及合同約定的其他技術要求。

　　生產(chǎn)者應在產(chǎn)品發(fā)出之日起12d內(nèi)寄發(fā)除28d抗壓強度檢驗結果以外的各項檢驗結果，32d內(nèi)補報28d強度檢驗結果。

8 包裝、標志、運輸與貯存

　　8.1 包裝

　　產(chǎn)品可以袋裝或散裝。袋裝時須用防潮的包裝袋。袋裝產(chǎn)品每袋凈含量50kg,且不得少于標志含量的98%.隨機抽取20袋，產(chǎn)品總凈含量不得少于1000kg.其他包裝形式由供需方協(xié)商確定。

　　8.2 標志

　　包裝袋上應清楚標明：產(chǎn)品名稱、商標、標記、出廠編號、包裝日期、凈含量、生產(chǎn)者名稱及嚴防受潮等字樣。

　　散裝時應提交與袋裝標志相同內(nèi)容的卡片。

　　8.3 運輸與貯存

　　產(chǎn)品在運輸與貯存時，不得受潮和混入雜物，不同類型的產(chǎn)品應分別貯存，不得混雜。

　　產(chǎn)品自包裝日期起計算，在符合標準的包裝、運輸、貯存的條件下貯存期為180d,過期應重新進行物理性能檢驗。[Page]

附錄 A

（規(guī)范性附錄）

限制膨脹率試驗方法

　　A.1 儀器

　　A.1.1 攪拌機、振動臺、試模、及下料漏斗

　　按GB/T 17671規(guī)定。

　　A.1.2 測量儀

　　測量儀由千分表、支架和標準桿組成（圖A.1），千分表的分辨率為0.001mm.

　　A.1.3 縱向限制器

　　A.1.3.1 縱向限制器由縱向鋼絲與鋼板焊接制成（圖A.2）。

　　A.1.3.2 鋼絲采用GB/T4357規(guī)定的D級彈簧鋼絲，銅焊處拉脫強度不低于785MPa.

　　A.1.3.3 縱向限制器不應變形，生產(chǎn)檢驗使用次數(shù)不應超過5次，仲裁檢驗不應超過1次。

　　A.2 試驗室溫度、濕度

　　A.2.1 試驗室、養(yǎng)護箱、養(yǎng)護水的溫度、濕度應符合GB/T 17671的規(guī)定。

　　A.2.2 恒溫恒濕（箱）室溫度為（20±2）℃，濕度為（60±5）% .

　　A.2.3 每日應檢查、記錄溫度、濕度變化情況。

　　A.3 試體制備

　　A.3.1 試驗材料

　　見本標準7.2.1.

　　A.3.2 水泥膠砂配合比

　　每成型3條試體需稱量的材料和用量如表A.1.

　　A.3.3 水泥膠砂攪拌、試體成型

　　按GB/T 17671規(guī)定進行。同一條件有3條試體供測長用，試體全長158mm,其中膠砂部分尺寸為40mm×40mm×140mm.

　　A.3.4 試體脫模

　　脫模時間以A.3.2規(guī)定配比試體的抗壓強度達到（10±2）MPa時的時間確定。

　　A.4 試體測長

　　測量前3h,將測量儀、標準桿放在標準試驗室內(nèi)，用標準桿校正測量儀并調(diào)整千分表零點。測量前，將試體及測量儀測頭擦凈。每次測量時，試體記有標志的一面與測量儀的相對位置必須一致，縱向限制器測頭與測量儀測頭應正確接觸，讀數(shù)應精確至0.001mm.不同齡期的試體應在規(guī)定時間±1h內(nèi)測量。

　　試體脫模后在1h內(nèi)測量試體的初始長度。

　　測量完初始長度的試體立即放入水中養(yǎng)護，測量第7d的長度。然后放入恒溫恒濕（箱）室養(yǎng)護，測量第21d的長度。也可以根據(jù)需要測量不同齡期的長度，觀察膨脹收縮變化趨勢。

　　養(yǎng)護時，應注意不損傷試體測頭。試體之間應保持15mm以上間隔，試體支點距限制鋼板兩端約30mm.

　　A.5 結果計算

　　各齡期限制膨脹率按式（A1）計算：

　　式中：

　　ε -所測齡期的限制膨脹率，一百分數(shù)表示，%;

　　L1-所測齡期的試體長度測量值，單位為毫米（mm）；

　　L -試體的初始長度測量值，單位為毫米（mm）；

　　L0-試體的基準長度，140mm.

　　取相近的2個試件測定值的平均值作為限制膨脹率的測量結果，計算值精確至0.001%.[Page]

附錄 B

（資料性附錄）

摻膨脹劑的混凝土限制膨脹和收縮試驗方法

　　B.1 本方法適用于測定摻膨脹劑混凝土的限制膨脹率及限制干縮率。

　　B.2 儀器

　　B.2.1測量儀

　　測量儀由千分表、支架和標準桿組成（附圖B.1），千分表分辨率為0.001mm.B.2.2 縱向限制器

　　a）縱向限制器由縱向限制鋼筋與鋼板焊接制成（附圖B.2）。

　　b）縱向限制鋼筋采用《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》（GB1499）中規(guī)定的鋼筋，直徑10mm,橫截面面積78.54mm2.鋼筋兩測焊12mm厚的鋼板，材質(zhì)符合《碳素結構鋼》（GB700）技術要求，鋼筋兩端點各7.5mm范圍內(nèi)為黃銅或不銹鋼，測頭呈球面狀，半徑為3mm.鋼板與鋼筋焊接處的焊接強度，不應低于260MPa.

　　c）縱向限制器不應變形，一般檢驗可重復使用3次。

　　d）該縱向限制器的配筋率為0.79%.

　　B.3 試驗室溫度

　　B.3.1 用于混凝土試體成型和測量的試驗室的溫度為（20±2）℃。

　　B.3.2 用于養(yǎng)護混凝土試體的恒溫水槽的溫度為（20±2）℃。恒溫恒濕室溫度為（20±2）℃，濕度為（60±5）%.

　　B.3.3 每日應檢查、記錄溫度變化情況。

　　B.4試體制作

　　用于成型試體的的模型寬度和高度均為100mm,長度大于360mm.

　　同一條件有3條試體供測長用，試體全長355mm,其中混凝土部分尺寸為100mm×100mm×300mm.

　　首先把縱向限制器具放入試模中，然后將混凝土1次裝入試模，把試模放在振動臺上振動至表面呈現(xiàn)水泥漿，不泛氣泡為止，刮去多余的混凝土并抹平；然后把試件置于溫度為（20±2）℃的標準養(yǎng)護室內(nèi)養(yǎng)護，試件表面用塑料布或濕布覆蓋，防止水分蒸發(fā)；

　　當混凝土抗壓強度達到（3~5）MPa時拆模（一般為成型后12h~16h）。

　　B.5 試體測長和養(yǎng)護

　　B.5.1 試體測長

　　測長前的準備和操作方法按照A.5.1進行，測量完初始長度的試體立即放入恒溫水槽中養(yǎng)護，在規(guī)定齡期進行測長。測長的齡期從成型日算起，一般測量3d、7d和14d的長度變化。14d后，將試體移入恒溫恒濕室中養(yǎng)護，分別測量空氣中28d、42d的長度變化。也可根據(jù)需要安排測量齡期。

　　B.5.2 試體養(yǎng)護

　　養(yǎng)護時，應注意不損傷試體測頭。試體之間應保持25mm以上間隔，試體支點距限制鋼板兩端約70mm.

　　B.6 結果計算

　　長度變化率按式（B1）計算：