混凝土外加劑檢測標準GB 8076—2008的運用與探討

劉傳科，唐森，王治國

（1.江蘇省建筑科學研究院有限公司、江蘇蘇博特新材料股份有限公司，江蘇 南京 211103；2.中交第二航務工程局有限公司昆明分公司，云南 昆明 650224；3.云南路建集團欣業(yè)工程質(zhì)量檢測有限公司，云南 昆明 650200）

0 引言

近年來隨著中國經(jīng)濟建設(shè)的高速發(fā)展，鐵路、公路、水利等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也蓬勃發(fā)展，加上房地產(chǎn)的不斷開發(fā)，中國水泥產(chǎn)量逐年提高，2019 年水泥產(chǎn)量達到 233035.7 萬噸，同比增長 6.9%。外加劑作為預拌混凝土必不可缺的原材料，其產(chǎn)量也不斷提高，2019 年中國外加劑產(chǎn)量達到 3000 萬噸以上，規(guī)模巨大。GB 8076—2008《混凝土外加劑》標準作為外加劑行業(yè)的國家質(zhì)量標準實行已經(jīng)有十余年，行業(yè)標準和地方標準也是直接引用或者參照國家標準制定，如交通行業(yè)的 JT/T 769—2009 《公路工程 聚羧酸系高性能減水劑》，鐵路行業(yè)的 TB/T 3275—2011《鐵路混凝土》、TB 10424—2018《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗收標準》，能源水利水電行業(yè)的 DL/T 5100—2014《水工混凝土外加劑技術(shù)規(guī)程》，很多指標只是比國家標準限值更嚴格、參數(shù)指標更多，其實和國家標準并無明顯區(qū)別，試驗檢測原材料和試驗檢測方法均是直接引用或者參照國家標準 GB 8076－2008 制定。

1 標準運用中的主要問題

GB 8076－2008《混凝土外加劑》自從 2008 年 12月 31 日頒布，2009 年 12 月 30 日起實行以來，對指導和規(guī)范混凝土外加劑的生產(chǎn)和使用起到了很大作用，有利于生產(chǎn)企業(yè)穩(wěn)定和提高產(chǎn)品性能，同時提高產(chǎn)品競爭力和經(jīng)濟效益；標準指導了施工、監(jiān)理、建設(shè)等單位選擇和檢測外加劑的產(chǎn)品質(zhì)量和性能，為工程質(zhì)量保駕護航；檢驗檢測單位也按照標準檢測外加劑并嚴謹、公平、客觀地出具第三方檢測報告。但是近年來隨著鐵路、公路、房建、市政等重大工程項目逐步增多，混凝土原材料不斷變化，標準在實際運用過程中也暴露出了一些問題，給外加劑生產(chǎn)企業(yè)及施工、監(jiān)理、建設(shè)等單位帶來了一些困惑，增大了他們的工作難度。

中國幅員遼闊、地形復雜、原材料差距大，外加劑廠家需要根據(jù)施工單位實際使用的現(xiàn)場原材料來調(diào)試外加劑配方以滿足施工要求。配合比經(jīng)過反復試配和層層驗證（監(jiān)理、總監(jiān)辦、中心試驗室、建設(shè)單位一般均會參與驗證）：首先要滿足施工要求；其次混凝土工作性能、強度等指標和經(jīng)濟性滿足要求。但是根據(jù)現(xiàn)場材料調(diào)配合格、好用的外加劑，施工現(xiàn)場工地試驗室、監(jiān)理駐地辦試驗室、工程中心試驗室都檢測合格，現(xiàn)場滿足施工要求、質(zhì)量優(yōu)良的外加劑送第三方檢測機構(gòu)卻可能檢測為不合格；而按照第三方檢測機構(gòu)檢測合格的外加劑可能到了施工現(xiàn)場又無法使用，會造成堵泵、強度不夠、斷樁，甚至更嚴重的造成重大質(zhì)量事故和巨額經(jīng)濟損失。但按規(guī)定，外加劑每 50～100 噸必須強制送一次外檢，而且抽檢頻繁，就給生產(chǎn)廠家和施工使用、監(jiān)管單位帶來很大困擾，造成“能用的外檢不合格，外檢合格的又不能用”。

2 產(chǎn)生問題的主要原因和分析探討

按照目前標準，現(xiàn)在很多地區(qū)外加劑檢測中“能用的外檢不合格，外檢合格的又不能用”問題，究其原因，是檢測原材料、檢測方法和檢測環(huán)境導致的，并非生產(chǎn)廠家或者第三方檢測機構(gòu)有意為之。

2.1 檢測原材料

由于外加劑的檢測需要將外加劑添加拌制成混凝土后檢測其性能來衡量和評價，（不像混凝土試塊抗壓強度或者鋼筋的抗拉強度只是單項自身評定，沒有其他因素會造成二次影響），而用不同的材料拌制混凝土對外加劑的評定結(jié)果影響很大。標準中對拌制混凝土的材料也做了統(tǒng)一規(guī)定，比如水泥是專用的基準水泥；砂是Ⅱ區(qū)中砂（符合 GB/T 14684—2011 規(guī)定），細度模數(shù)為 2.6～2.9，含泥量小于 1%；石子是 5～20mm 連續(xù)級配（其中 5～10mm 占 40%，10～20mm 占 60%，符合 GB/T 14685—2011 規(guī)定，滿足連續(xù)級配要求，針片狀物質(zhì)含量小于 10%，空隙率小于 47%，含泥量小于0.5%）；水符合 JGJ 63—2006《混凝土用水標準》的技術(shù)要求[1]。

但是工程項目只能就地取材，使用工程所在地的水泥、砂、石，絕不可能從東部地區(qū)大規(guī)模把水泥、砂石運幾千公里到西部地區(qū)使用，各地原材料參差不齊、性能差距很大，工程現(xiàn)場使用的外加劑是根據(jù)現(xiàn)場材料來調(diào)配的。

（1）工程實際使用的水泥雖然滿足水泥國標要求，但是性能可能和基準水泥差距大（受熟料、摻合料、石膏、磨機等影響），用來相匹配的外加劑也就大不一樣，有的地區(qū)水泥反增長嚴重（比如混凝土初始坍落度 190mm，30min 后變?yōu)?240mm）、凝結(jié)時間偏長，外加劑廠家調(diào)配時就需要削弱水泥的反增長，加入或增加早期分散、后期產(chǎn)生坍落度損失的組分，保坍劑用量根據(jù)混凝土實際情況的需要而增加或者減少，緩凝劑也不能再按常規(guī)的添加，需要大幅度降低緩凝劑用量，這樣調(diào)配出來的混凝土的流動性和凝結(jié)時間才能穩(wěn)定在施工要求的區(qū)間。如果按照常規(guī)外加劑標準調(diào)配，只會增大反增長，凝結(jié)時間進一步嚴重延長，就無法在現(xiàn)場使用和施工，會導致廢料、斷樁、不凝等嚴重后果。但是調(diào)配好的外加劑送檢，如果使用不會反增長、凝結(jié)時間適中的基準水泥檢測，就會出現(xiàn)坍落度損失大和凝結(jié)時間短而被判定為不合格。

（2）標準中用來檢測的基準水泥，對基準水泥的要求如下：基準水泥是檢驗混凝土外加劑性能的專用水泥，基準水泥由經(jīng)中國建材聯(lián)合會混凝土外加劑分會與有關(guān)單位共同確認具備生產(chǎn)條件的工廠供給，是由符合品質(zhì)指標的硅酸鹽水泥熟料［要求熟料鋁酸三鈣（C3A）含量為 6%～8%；硅酸三鈣（C3S）含量55%～60%］與二水石膏共同粉磨而成的 42.5 強度等級的 P·I 型硅酸鹽水泥，除滿足 42.5 強度等級硅酸鹽水泥技術(shù)要求外，還要求水泥中游離氧化鈣（f-CaO）含量不得超過 1.2%，水泥中堿（Na2O＋0.658K2O）含量不得超過 1.0%，水泥比表面積 (350±10)m2/kg。

雖然基準水泥當時考慮到了我國水泥的某些生產(chǎn)情況，使用基準水泥也能夠統(tǒng)一標尺來衡量和評價不同外加劑的性能。但是基準水泥并不是標準物質(zhì)，同一袋基準水泥新鮮程度不一樣都會有差距，而且基準水泥的指標要求太過廣泛，滿足基準水泥要求的不同區(qū)域和時間段生產(chǎn)的基準水泥也存在差異，比如水泥的標準稠度用水量（130mL 和 150mL 都滿足基準水泥要求）、凝結(jié)時間（初凝時間 110min 和 200min 均滿足基準水泥要求，標準只規(guī)定了初凝時間不小于 45min、終凝時間不大于 390min），滿足標準要求的范圍太廣，就會對檢驗外加劑產(chǎn)生很大的數(shù)據(jù)差異，可能就會導致結(jié)論不合格，而且實際也無法再細化規(guī)定，比如不可能規(guī)定基準水泥凝結(jié)時間為 130min 或者 (130±5)min，否則基準水泥生產(chǎn)廠根本無法生產(chǎn)。

而工程實際使用的水泥本身就差距大，和不同的基準水泥的差距就更大，統(tǒng)一使用基準水泥來檢測和判定外加劑就顯得不太合理，會產(chǎn)生誤判。

（3）目前很多項目都是使用機制砂，而按照檢測用砂的標準，基本只有河砂才能滿足檢測用砂要求（以前基本用天然砂，機制砂用得少，可能也沒有考慮到機制砂），根據(jù)機制砂調(diào)配的外加劑，送到檢測中心后使用河砂拌混凝土檢測，檢測結(jié)果也就完全和實際脫軌，就很可能不合格。比如考慮到機制砂石粉含量大、棱角多、摩擦力大，會導致混凝土粘度大、流動性差，為了滿足泵送和灌樁要求，外加劑廠家就必須增大引氣劑、增稠劑的用量，而這樣的外加劑送檢用河砂檢測拌制混凝土，就會使得混凝土含氣量翻倍增加，導致含氣量超出標準要求而不合格，甚至影響抗壓強度比而不合格，而實際施工中機制砂拌制的混凝土含氣量完全滿足要求，抗壓強度比也完全合格。

（4）檢測用石和工程用石不一樣對外加劑的檢驗檢測相對而言沒有水泥、砂那樣大，也會有一些小的差距，但按目前的試驗方法和規(guī)定，基本不會影響到外加劑的檢測結(jié)果和判定。

（5）水，工程實際和檢測用水只要都滿足標準用水要求，除了少數(shù)地區(qū)的水含的某些離子過高外，一般對外加劑檢測無影響。不符合標準要求的水工程也不得使用，尤其是對耐久性有更高要求、設(shè)計壽命長的工程項目，所以水可以不考慮。

因此，水泥和砂對外加劑檢測結(jié)果的影響非常大，工程實際使用的原材料和檢測中心檢測用的原材料的巨大差異會導致結(jié)果由現(xiàn)場實際合格變?yōu)闄z測中心檢測不合格，造成誤判和糾紛，給外加劑廠家和施工使用單位造成名譽損失和惡劣影響，甚至因生產(chǎn)和使用不合格材料被通報批評、拆除已建部分、賠償、關(guān)停等。

建議外加劑送檢或者抽檢使用工程現(xiàn)場的原材料，水泥和砂必須是實際使用的，這樣檢測才有實際意義，不會造成誤判。

2.2 檢測方法

檢測用的配合比按照規(guī)定，不摻加摻合料，水泥用量為摻高性能減水劑或泵送劑的基準混凝土和受檢混凝土為 360kg/m3，摻其他外加劑的基準混凝土和受檢混凝土為 330kg/m3。砂率要求為：摻高性能減水劑或泵送劑的基準混凝土和受檢混凝土為 43%～47%，摻其他外加劑的基準混凝土和受檢混凝土為 36%～40%；但摻引氣減水劑或引氣劑的受檢混凝土的砂率應比基準混凝土的砂率低 1%～3%。

坍落度要求為：摻高性能減水劑或泵送劑的基準混凝土和受檢混凝土控制在 (210±10)mm，分兩層裝料，每層裝入高度為筒高的一半，每層用插搗棒插搗 15次；摻其他外加劑的基準混凝土和受檢混凝土的坍落度控制在 (80±10)mm。外加劑摻量：按生產(chǎn)廠家指定摻量。

而實際工程現(xiàn)場使用過程中，實際配合比和檢測中心檢測用的配合比差距比較大，有的單方膠凝材料用量高達 500～600kg，而且摻入較多摻合料（緩凝劑用量需要根據(jù)水泥用量而調(diào)整），很多泵送機制砂混凝土的砂率也超過 50%，有的自密實混凝土坍落度高達260mm，而碾壓混凝土或者管樁混凝土坍落度僅僅為40mm 左右，工程項目試驗室做坍落度試驗一般是按照GB/T 50080—2016《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》，分 3 層裝入，每層插搗 25 次。有的特殊的施工工藝要求外加劑做一些特殊的調(diào)整，比如管樁混凝土的外加劑是不能加緩凝劑的，需要外加劑有較低的敏感性，稍微多加一點也不能讓混凝土有流動性。因此工程和檢測中心的配合比、檢測方法有一定差異，比如管樁混凝土的外加劑因為坍落度很小，不能加緩凝劑、保坍劑，就可能被判為減水率不合格、凝結(jié)時間不合格、坍落度經(jīng)時損失不合格、泌水率比不合格。

因此檢測方法也會對外加劑的檢測產(chǎn)生影響，需要按照施工工藝、不同大類有針對性的進行區(qū)分檢測，比如單獨成立管樁外加劑的檢測標準，而不是所有外加劑都使用一個標準，避免造成誤判。

2.3 檢測環(huán)境

檢測中心試驗環(huán)境為室內(nèi)標準環(huán)境，但是混凝土實際施工中，有的地區(qū)夏季溫度很高或者冬天溫度較低，有的施工工藝還是高溫蒸養(yǎng)，就需要外加劑廠家在配方和成分里做相應調(diào)整而滿足氣溫和工藝要求，檢測中心檢測環(huán)境不一樣就可能會導致凝結(jié)時間、坍落度經(jīng)時損失等受到影響而判為不合格。

3 標準運用的其他問題

3.1 地方標準問題

某些地方標準在國標或者行標基礎(chǔ)上加大指標限制，比如某省交通行業(yè)要求高速公路用外加劑減水率大于等于 28%，緩凝型凝結(jié)時間大于等于 120min，收縮率比小于等于 100%，其實數(shù)值上并非要求越嚴格越好，比如凝結(jié)時間主要根據(jù)原材料和環(huán)境而定，過短和過長都不行，都會造成一些問題，減水率過大會導致外加劑敏感，混凝土容易泌水離析。

3.2 指標區(qū)間問題

標準中，還存在有的指標范圍過于狹窄，比如HPWRS 標準型高性能減水劑要求凝結(jié)時間之差為-90～+120min，不在這個范圍內(nèi)則不合格，假設(shè)檢測凝結(jié)時間的數(shù)據(jù)為 +125min，屬于緩凝型 HPWRR 的凝結(jié)時間區(qū)間了，那就被判定為不合格，而其實緩凝型對工程項目實際施工更有利，理論上也無法確保剛好在這個區(qū)間（長和短都不行），凝結(jié)時間的檢測一般人為誤差也較大，因此這個區(qū)間要求不合理，而且并無實際意義。

4 結(jié)語

混凝土質(zhì)量是工程建設(shè)質(zhì)量管理的重要組成部分，外加劑又是混凝土中最關(guān)鍵的原材料，國家標準對外加劑的檢測起著重要作用，現(xiàn)行標準在運用中已經(jīng)存在一定問題，標準中的檢測原材料、檢測方法、檢測環(huán)境導致出現(xiàn)“能用的外檢不合格，外檢合格的又不能用”，地方標準和指標區(qū)間也存在一些問題，本文提出一點淺見，標準修訂者和相關(guān)研究人員可以進行調(diào)研，并適當修改，以規(guī)范和指導外加劑行業(yè)的進步。