《贝利特硫铝酸盐水泥》标准征求意见稿模板Word文档下载推荐.docx

《贝利特硫铝酸盐水泥》标准征求意见稿模板Word文档下载推荐.docx

《《贝利特硫铝酸盐水泥》标准征求意见稿模板Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《贝利特硫铝酸盐水泥》标准征求意见稿模板Word文档下载推荐.docx（37页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

2017年4月完成了验证试验、数据汇总和整理等所有既定的工作内容，形成了标准征求意见稿（草案）。

二、标准编制原则和主要内容

1.编制原则

目前国外没有贝利特硫铝酸盐水泥标准，本标准的制定主要结合目前国内在新型低碳水泥产品的研究进展，特别是在贝利特硫铝酸盐水泥研究取得重大突破的情况下，参考GB/T175-2007《通用硅酸盐水泥》标准和GB/T20472-2006《硫铝酸盐水泥》标准提出的。

贝利特硫铝酸盐水泥的性能介于普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐特种水泥之间。

贝利特硫铝酸盐水泥熟料矿物中，既含有硅酸盐水泥中的硅酸二钙，又含有硫铝酸盐水泥中的无水硫铝酸钙，其强度性能等指标和普通硅酸盐水泥接近，而凝结特性又和硫铝酸盐水泥接近。

上述两个水泥产品标准，都不能够完全适用于贝利特硫铝酸盐水泥，需要制定新的符合新型水泥矿物组成和性能特点的标准，本标准的编制原则是：

（1）充分体现标准技术要求的先进性、科学性和严谨性；

（2）有利于贝利特硫铝酸盐水泥产品性能的稳定和安全可靠；

（3）有利于贝利特硫铝酸盐水泥产品的推广应用；

2.标准文本框架

《贝利特硫铝酸盐水泥》标准的编写，按GB/T1.1-2000《标准化工作导则第1部分：

标准的结构和编写规则》所要求的格式编写，结构与GB/T175-2007《通用硅酸盐水泥》的结构基本一致，针对贝利特硫铝酸盐水泥的性能特点，对主要技术要求进行了相应规定。

3.标准主要技术内容

3.1定义和分类

贝利特硫铝酸盐水泥，在国内有关研究机构的联合攻关下，其性能指标完全可以和普通硅酸盐水泥相媲美，具备在大宗化钢筋混凝土和及结构工程中替代硅酸盐水泥的潜能。

新型水泥熟料的主要矿物为硅酸二钙（即贝利特）和无水硫铝酸钙（硫铝酸盐矿物），因此新型水泥产品定义为贝利特硫铝酸盐水泥。

贝利特硫铝酸盐水泥的分类，主要按外掺物的种类和掺量不同，分为贝利特硫铝酸盐水泥和普通贝利特硫铝酸盐水泥。

贝利特硫铝酸盐水泥是由贝利特硫铝酸盐水泥熟料添加适量的石膏和石灰石磨制而成；

普通贝利特硫铝酸盐水泥是在贝利特硫铝酸盐水泥基础上，添加其它混合材磨制而成，普通贝利特硫铝酸盐水泥品种的设置，主要是鼓励水泥生产企业在水泥生产中节约水泥熟料，更多地使用各种工业废渣。

3.2组分与材料

3.2.1组分

为确保水泥具有良好的综合物理性能，水泥强度等级都可以达到32.5等级以上，本标准规定了两种水泥的物料组成，如表1所示。

贝利特硫铝酸盐水泥中熟料含量最低不小于80%，石膏和石灰石含量分别不大于10%，代号BSAC；

普通贝利特硫铝酸盐水泥中熟料含量最低不小于65%，除了熟料、石膏和石灰石，允许添加掺量不超过15%的粉煤灰或者矿渣，使用火山灰质混合材时，最大掺量不可超过8%，代号O.BSAC。

表1贝利特硫铝酸盐水泥的代号和组分（单位：

%）

品种

代号

组分（质量分数）

熟料

石膏

石灰石

粒化高炉矿渣

粉煤灰

贝利特硫铝酸盐水泥

BSAC

≥80

≤20

-

普通贝利特硫铝酸盐水泥

O.BSAC

≥65且＜80

＞5且≤10

＞5且≤15*

＞15且≤20

*可用不超过水泥质量8%且符合5.2.6要求的火山灰质混合材代替。

3.2.2材料

（1）熟料

贝利特硫铝酸盐水泥使用的熟料，应符合附录A的技术要求。

研究表明，贝利特硫铝酸盐水泥熟料的强度能够很好地反映熟料的烧成质量和综合性能，是最重要的一项指标。

熟料强度检验时，不添加石膏或者石灰石等其它物质，只测定纯熟料的强度，为保证贝利特硫铝酸盐水泥的各项性能，熟料3d抗压强度不低于30MPa，28d强度不低于55MPa。

熟料的化学成分中的三氧化二铝（Al2O3）含量和二氧化硅（SiO2）含量应按附录A控制，确保各种熟料矿物达到足够含量，以适应于物理性能要求。

（2）石膏

贝利特硫铝酸盐水泥使用的石膏，既可以是天然石膏也可以是工业副产石膏，主要用于调控水泥的凝结时间。

通过添加适量石膏，能够将贝利特硫铝酸盐水泥凝结时间调控在标准规定的范围内，从而使水泥的凝结性能更加稳定。

混凝土试验研究证明，纯贝利特硫铝酸盐水泥熟料在混凝土体系中的强度发展远不如添加适量石膏后的水泥，因此为保证贝利特硫铝酸盐水泥有较好的混凝土强度发展，必须添加适量的石膏。

本标准允许使用符合GB/T5483规定的A类硬石膏或者G类二水石膏或者M类混合石膏，符合GB/T21371工业副产石膏，并应通过试验证明对水泥和混凝土性能无害。

（3）石灰石

贝利特硫铝酸盐水泥中使用的石灰石，在水泥水化时可以形成水化碳铝酸盐矿物，并可以起到稳定主要水化产物-钙矾石的晶体形态，使水泥抗折强度的稳定持续增长，任何龄期内都不产生“倒缩”，对于贝利特硫铝酸盐水泥水化体系有重要作用。

因此，添加的石灰石的品质应有足够保证，本标准参考硫铝酸盐水泥标准有关规定，要求使用的石灰石，三氧化二铝（Al2O3）含量应不大于2.0%。

（4）其他混合材

在贝利特硫铝酸盐水泥中，可以添加粉煤灰、矿渣、或者其它火山灰质混合材等硅酸盐水泥通常使用的材料，因为贝利特硫铝酸盐水泥中含有大量的硅酸盐矿物-硅酸二钙，硅酸二钙的水化也可以释放一定的氢氧化钙，这些混合材可以通过与氢氧化钙产生二次水化反应，增加水化产物的数量并水泥性能产生积极作用。

但是由于硅酸二钙水化反应产生释放氢氧化钙的时间需要较长的龄期，添加这些混合材会对水泥的早期强度有不利的影响，因此，其掺量应限制在一定范围。

3.3主要技术指标

3.3.1强度等级与划分

试验研究表明，贝利特硫铝酸盐水泥强度性能介于硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥之间，早期强度高于硅酸盐水泥，低于硫铝酸盐水泥，后期强度和普通硅酸盐水泥基本相同，并具有类似较高的强度增进率。

本标准以大量的试验结果为依据，并参考普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥产品标准，将贝利特硫铝酸盐水泥分为两类，并按水泥强度进行了等级划分。

如下表2所示。

表2贝利特硫铝酸盐水泥各龄期强度要求单位为兆帕

强度等级

抗压强度

抗折强度

3d

28d

52.5

≥35.0

≥52.5

≥5.0

≥6.5

42.5

≥30.0

≥42.5

≥4.5

≥6.0

≥4.0

≥5.5

32.5

≥25.0

≥32.5

≥3.5

3.3.2化学成分指标

化学成分指标主要包含：

SO3含量、MgO含量和Cl-含量三项。

石膏溶解速度和溶解度对贝利特硫铝酸盐水泥水化硬化速度以及强度发展有重要影响。

水泥中的SO3含量包含熟料中的SO3含量和外加石膏中带入的SO3含量总和，贝利特硫铝酸盐水泥中SO3含量和熟料矿物中的无水硫铝酸盐矿物的良好匹配，能够使水泥的凝结特性稳定在合理的范围，并发挥较高的物理强度。

由于熟料本身就含有较多的SO3，相对普通硅酸盐水泥，新型水泥中的SO3含量很高，但是水泥中SO3含量过高，意味着会有部分石膏在水化反应中过剩，存在水泥石结构后期的膨胀破坏的潜在危险，同时水泥的抗压强度也会显著降低，因此，对SO3含量的上限提出了限制。

MgO含量和Cl-含量的控制，主要是借鉴了普通硅酸盐水泥的标准，前者主要是避免水泥在水化后期产生膨胀破坏作用，后者主要是避免引起水泥混凝土中的钢筋发生锈蚀，具体指标和GB175-2007《通用硅酸盐水泥》标准中的有关内容一致，能够保障新品种水泥在水泥工程的质量安全。

3.3.3物理性能指标

标准对贝利特硫铝酸盐水泥的物理性能，如：

凝结时间、安定性、强度、细度等进行了规定。

凝结时间：

纯的贝利特硫铝酸盐水泥熟料的初凝时间与煅烧熟料所使用的原料有很大关系，不同地区的原料，或者原料品种不同，熟料的初凝时间有较大区别，有的长达2-3小时，有的则只有20-40分钟，但是添加适量石膏的贝利特硫铝酸盐水泥的初凝时间则可以稳定在25-45分钟的范围内，和硫铝酸盐水泥凝结特性接近。

贝利特硫铝酸盐水泥的终凝时间，会随着混合材掺量和种类的不同有所区别，一般来说终凝时间不会长于普通硅酸盐水泥，试验表明贝利特硫铝酸盐水泥的终凝时间一般不会超过120分钟。

安定性：

贝利特硫铝酸盐水泥熟料即使煅烧不充分，熟料中的钙离子会选择形成钙黄长石、或者硫硅钙石等过渡矿物，也不会形成游离石灰，所以贝利特硫铝酸盐水泥中的f-CaO很低，一般不会造成安定性问题，而熟料使用的原料中如果MgO含量较高，则有可能含有一定的f-MgO，因此本标准参考普通硅酸盐水泥标准，要求水泥采用沸煮法的安定性合格，避免水泥在水化硬化后期出现膨胀问题。

强度：

贝利特硫铝酸盐水泥具有和普通硅酸盐水泥相似的强度发展规律，并具有基本相同的抗压和抗折强度。

为了能够与普通硅盐水泥产品质量相比较，结合试验验证研究，在制定贝利特硫铝酸盐水泥强度等级的具体指标时，参考了GB175-2007《通用硅酸盐水泥》产品标准的主要数据。

贝利特硫铝酸盐水泥抗折强度一般情况下稍低于硅酸盐水泥，因此，指标数值稍有下降，抗压强度特别是早期强度明显高于普通硅酸盐水泥，指标数值有所提高。

细度：

这是一个选择性指标，为了充分发挥水泥的水化活性，需要将水泥磨细到足够的细度水平。

贝利特硫铝酸盐水泥的易磨性较好，在相同的粉磨时间能够得到比硅酸盐水泥更细的产品，因此本标准规定的技术指标稍高于普通硅酸盐水泥。

根据水泥熟料和混合材的品质质量，生产单位应对水泥细度进行适当调控，调控的原则是不对水泥的主要性能产生明显的影响。

3.3.4试验方法

水泥的三个化学成分指标（SO3含量、MgO含量和Cl-含量）以及熟料中的的三氧化二铝（Al2O3）和二氧化硅（SiO2）含量、碱含量（Na2O含量、K2O含量）都直接引用GB/T176-2008标准进行试验；

水泥的标准稠度用水量、凝结时间和安定性引用GB/T1346标准进行试验；

水泥物理强度按GB/T17671标准进行，因为贝利特硫铝酸盐水泥需水量小（理论水化需水量小于普通硅酸盐水泥），胶砂流动度明显好于普通硅酸盐水泥，水灰比按0.47进行，和硫铝酸盐水泥的试验方法一致；

比表面积按GB/T8074标准进行试验。

3.3.5检验规则

贝利特硫铝酸盐水泥厂的年生产能力相对普通硅酸盐水泥厂的规模较小，一般为30-60万吨，出厂水泥的编号与取样，以400吨水泥为一编号，也就是一个取样单位，取样方法按GB/12573进行。

出厂的水泥必须对各项技术指标进行确认并符合有关技术要求，同时其包装的质量也因符合要求，满足这两方面的要求后水泥才能够出厂。

出厂检验项目主要是一些强制性指标要求，分别是化学成分、凝结时间、安定性和强度这四个指标。

在这四项指标符合技术要求的情况下，水泥的性能和质量能够得到保证。

规定了合格品和不合格品的判定规则，产品实物质量检验合格、包装合格才允许出厂。

检验报告

包含出厂检验项目、水泥细度、混合材品种和掺量、石膏和助磨剂的品种及掺量等水泥用户比较关心的一些内容，检验报告能够对水泥的各种组成（内在的和外掺的）及物理化学性能进行明确地反应，让用户放心，作为购买与否的主要判据，作为交货与验收的主要凭据。

3.3.6交货与验收，包装、标志、运输和贮存

贝利特硫铝酸盐水泥的交货与验收规则，主要参考GB175《通用硅酸盐水泥》标准的主要内容和相关细节，作为具备替代硅酸盐水泥潜力的一种新品种水泥，在交货和验收环节应该和通用硅酸盐水泥一致，符合有关验收规则。

考虑到贝利特硫铝酸盐水泥早期水化较快，水泥封存样的保存时间可以适当减少，由90d减少为45d。

贝利特硫铝酸盐水泥的包装、标志、运输和贮存规则，应该和通用硅酸盐水泥没有区别，这里完全引用GB175《通用硅酸盐水泥》标准中的相关内容，对包装、标志、运输和贮存进行了规定。

3.3.7标准的附录A

贝利特硫铝酸盐水泥熟料是我国自主研发的、具有自主知识产权的一种新品种水泥熟料，本附录列出的技术要求，力图能够体现新品种水泥熟料的先进性。

选择符合技术要求的优质熟料，对于控制水泥产品的质量有至关重要的作用。

本附录为规范性附录，提出了熟料控制的具体技术要求并规定了试验方法。

三、主要试验（或验证）情况分析

本标准研究试验主要由XX公司完成，现已完成全部试验研究和论证工作，试验结果能够为标准的制定和技术要求规定提供充足的论据，研究及试验验证主要包含以下几个方面：

1.熟料的化学组成和性能

贝利特硫铝酸盐水泥熟料矿物主要由硅酸盐水泥的硅酸二钙和硫铝酸盐水泥熟料的无水硫铝酸钙组成，新型水泥熟料在化学组成上和已有两种水泥熟料有明显的差别。

化学组成的差别，使得新型贝利特硫铝酸盐水泥熟料具有许多特殊的性能和经济价值。

特殊的性能在于，它即具有普通硅盐水泥熟料一样优异的后期强度和强度增进率，又具有硫铝酸盐水泥熟料一样优异的早期强度和快凝性质。

特殊的经济价值在于，和普通硅酸盐水泥熟料相比，熟料的烧成热耗和二氧化碳排放量可降低20%以上，和硫铝酸盐水泥熟料相比，对铝质原料的品位要求大幅度降低，显著降低熟料的生产成本。

为了说明熟料的化学组成物理性能的关系，本次标准研究选择了几种具有代表性的贝利特硫铝酸盐水泥熟料，测定了熟料的化学组成和物理性能，并和普通硅酸盐水泥熟料和硫铝酸盐水泥熟料进行了比较（见研究报告的第1节表3和表4）。

试验研究结果表明，贝利特硫铝酸盐水泥熟料在特定的化学组成范围内，3d强度可以达到30-50MPa，28的强度可以达到60-70MPa。

根据这些试验结果，确定了附录A有关熟料的技术要求。

2.石膏和石灰石的种类及掺量

石膏和石灰石是贝利特硫铝酸盐水泥必不可少的组分，对于水泥的性能有重要的影响。

研究表明，石膏和石灰石在水泥中有一个最佳掺量范围内，此时水泥的性能达到最佳。

2.1石膏的种类和掺量（单掺）

试验研究了不同类型的石膏（二水石膏、硬石膏和脱硫石膏），在不同掺量下对贝利特硫铝酸盐水泥物理性能的影响（见研究报告的第2.1节图1-7），研究结果表明：

石膏的类型对水泥性能影响较小，不同类型的石膏在相同掺量下，获得的贝利特硫铝酸盐水泥的强度、需水量、和凝结时间没有明显差别；

而石膏掺量对水泥性能有一定影响，随着石膏掺量的增加，水泥的强度呈逐渐下降趋势，凝结时间缩短，但变化不大。

2.2石灰石的种类和掺量（单掺）

石灰石对贝利特硫铝酸盐水泥的性能有很重要的作用，研究表明，石灰石中的碳酸钙能够和主要水化产物（钙矾石）起一定的化学反应，能够稳定钙矾石的晶体形态，保证水泥的抗折强度稳定增长，在任何龄期都不会出现倒缩。

因为起作用的主要是碳酸钙，因此石灰石的品质越好，作用就越好。

但是石灰石掺量的过度增大，会使水泥的强度产生明显降低，因此也因控制一定的范围内（具体研究研究情况见研究报告的第2.2节图8-14）。

2.3石膏和石灰石的双掺

对贝利特硫铝酸盐水泥性能的大量试验研究表明，在石膏和石灰石双掺相对石膏和石灰石分别单掺，水泥的性能要好得多。

双掺的情况下熟料实际含量降低，水泥的性能反而更优，因此，本标准要求在贝利特硫铝酸盐水泥中，石膏和石灰石应同时添加（见研究结果见研究报告的第2.3节表8所示）。

3.混合材的种类和掺量

添加适量的石膏和石灰石后，贝利特硫铝酸盐水泥中仍然可以添加一定量的其它种类混合材，这些混合材包括粉煤灰、矿渣、火山灰等其它物质。

本次研究试验主要使用的混合材为矿渣粉和粉煤灰，以及它们的复合。

混合材的掺入能够水泥的凝结时间有一定影响，从而改善水泥和减水剂的适应性。

贝利特硫铝酸盐水泥水化时，释放氢氧化钙的速度很慢，释放出的氢氧化钙数量远少普通硅酸盐水泥，因此对于混合材的激发效应不如硅酸盐水泥，因为贝利特硫铝酸盐水泥自身具有很高的早期强度，因此，也能够添加一定数量的混合材，但是随着混合材掺量的增大，各龄期强度会快速下降，对水泥的早期强度或者后期强度造成一定影响（见研究报告第3节表10），所以掺量不能太大。

4.水泥的细度对性能的作用

细度对贝利特硫铝酸盐水泥物理性能有一定的影响，但并不明显。

随着水泥比表面积的增大，水泥的早期强度稍有增加，后期强度基本保持不变。

因为贝利特硫铝酸盐水泥熟料相对普通硅酸盐水泥熟料易磨性好，为了保证水泥的强度，比表面积可以适当大一些（具体研究结果见研究报告第4节图15-18）。

5.水泥的凝结时间和强度等级

选用了一种具有代表性的贝利特硫铝酸盐水泥熟料、石膏、石灰石以及矿渣和粉煤灰等物料，委托中国水泥发展中心物化检测所对贝利特硫铝酸盐水泥的性能进行了对比验证。

验证试验结果表明，贝利特硫铝酸盐水泥的初凝时间一般为35-50分钟，终凝时间一般为90-120分钟，处在一个相对比较稳定的区间，石膏、石灰石以及混合材的种类和掺量对水泥凝结时间的影响较小；

贝利特硫铝酸盐水泥中的石膏和石灰石掺量存在一个最佳范围区间，当石膏和石灰石分别掺5%以下时，水泥的强度最好，3d强度达到45-50MPa，28d强度达到56-57MPa；

当石膏和石灰石掺量分别增加到10%左右时，水泥的3d强度和28d强度有所降低，3d强度40MPa左右，28d强度48MPa左右；

在掺加石膏和石灰石的基础上，进一步单独添加粉煤灰或矿渣粉、或者添加二者的混合物，水泥的强度会进一步降低，但只要水泥中熟料的掺量保持在65%以上，水泥的28d强度仍然可以达到32.5等级水泥的要求。

本标准考虑到贝利特硫铝酸盐水泥未来作为硅酸盐水泥之外的另一种具有普遍推广和使用价值的水泥，指标应该和硅酸盐水泥接近，将贝利特硫铝酸盐水泥按强度等级划分为52.5、42.5和32.5三个等级（具体研究结果见研究报告第5节表12）。

6.与普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥制备的混凝土性能比较

贝利特硫铝酸盐水泥混凝土相比硅酸盐水泥混凝土，具备较好的工作性，同时具有较高的抗压强度、轴心抗压强度、弹性模量，尤其在高强度等级的混凝土中，强度优势更明显；

轴心抗拉强度和极限拉伸值二者相当。

贝利特硫铝酸盐水泥混凝土具有更好的抗渗性、抗氯离子渗透性能、抗硫酸盐侵蚀和抗冻融性能，干燥收缩程度低，受压徐变小，碱基料反应膨胀低。

贝利特硫铝酸盐水泥混凝土的抗碳化性能较弱，但是综合考虑其较高的结构致密性和良好的界面结构，将部分抵消其抗碳化较弱的问题。

C30贝利特硫铝酸盐水泥混凝土的抗钢筋锈蚀能力稍差于硅酸盐水泥混凝土，C50高强度等级混凝土与硅酸盐水泥混凝土具有同样良好的抗钢筋锈蚀能力（具体研究结果见研究报告的第6节内容）。

四、标准中如果涉及专利，应有明确的知识产权说明

符合本标准时，会涉及与贝利特硫铝酸盐水泥熟料相关专利的使用。

专利权人为XX公司，专利权人同意在公平、合理无歧视基础上，收费许可任何组织或者个人在实施本标准时实施专利。

五、产业化情况、推广应用论证和预期达到的经济效果等情况

本标准涉及的贝利特硫铝酸盐水泥，在工业化生产中相对普通硅酸盐水泥可节约能耗20%以上，降低二氧化碳减排量20%以上，并在原料配料中可以大量使用粉煤灰、低品位铝矾土等工业废渣，经济和社会效益显著。

目前已和有关公司签订了技术合作协议，对高性能贝利特硫铝酸盐水泥进行成果转化生产。

随着贝利特硫铝酸盐水泥标准的制定和实施，新型水泥的水泥生产量和使用量将会有迅速的发展。

新型水泥既可以替代硫铝酸盐水泥用在特种工程材料，通过大幅度降低水泥生产成本，扩大原料适用范围，促进特种工程材料水泥在更为广泛的领域应用，解决特种水泥造价高应用范围窄的瓶颈问题；

又可以替代普通硅酸盐水泥用在大宗钢筋混凝土结构工程中，凭借其混凝土结构密实、抗渗性好的特点用在防水和抗渗工程中，凭借其抗硫铝酸盐侵蚀个抗氯离子渗透性好的特点用在海洋工程中，使用价值和使用效果远远大于普通硅酸盐水泥，经济技术效果显著。

六、采用国际标准和国外先进标准情况，与国际、国外同类标准水平的对比情况，国内外关键指标对比分析或与测试的国外样品、样机的相关数据对比情况

目前国外尚无贝利特硫铝酸盐水泥标准。

七、与现行相关法律、法规、规章及相关标准，特别是强制性标准协调性

无

八、重大分歧意见的处理经过和依据

九、标准性质的建议说明

由于目前贝利特硫铝酸盐水泥正处于推广应用初期，生产和使用数量尚少，建议本标准为推荐性标准。

十、贯彻标准的要求和措施建议（包括组织措施、技术措施、过渡办法、实施日期等）

预计本标准2017年8月底完成审议后，2017年10月份前完成标准报批，建议实施日期为2017年12月1日。

本标准颁布后，建议由标准主要起草单位和建材行业主管部门共同组织相关生产、研究、检验等单位开展标准宣贯工作。

十一、废止现行相关标准的建议

无

十二、其它应予以说明的事项

CBMF《贝利特硫铝酸盐水泥》标准研究报告

1、化学组成对贝利特硫铝酸盐水泥熟料性能的影响

熟料的化学组成影响熟料中的矿物组成，进而影响到熟料的强度性能，因此，制备了不同的化学成分的熟料并测试了熟料的强度性能，研究了化学成分对熟料性能的影