2 《花崗巖石粉在混凝土中應用技術規范》(征求意見稿)編制說明_第1頁
2 《花崗巖石粉在混凝土中應用技術規范》(征求意見稿)編制說明_第2頁
2 《花崗巖石粉在混凝土中應用技術規范》(征求意見稿)編制說明_第3頁
2 《花崗巖石粉在混凝土中應用技術規范》(征求意見稿)編制說明_第4頁
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文檔簡介

一、工作簡況1.1任務來源根據《工業和信息化部辦公廳關于印發2023年第三批行業標準制修訂和外文版項目計劃的通知》(工信廳科函〔2023〕291號)的要求,由中國建筑科學研究院有限公司會同有關單位編制標準《花崗巖石粉在混凝土中應用技術規范》,計劃號為2023-1554T-JC,項目周期24個月,由建材工業綜合標準化技術委員會負責歸口管理,主管部門為工業和信息化部。2023年10月下達任務,要求2025年完成制訂工作。1.2編制背景十四五期間,中共中央、國務院及相關部委連續發文,要求大力推動工業固廢綜合利用。國家發展改革委聯合科技部、工業和信息化部、財政部等九部門聯合印發《關于“十四五”大宗固體廢棄物綜合利用的指導意見》,提出要進一步提升大宗固廢綜合利用水平,到2025年,新增大宗固廢綜合利用率達到60%,存量大宗固廢有序減少,全面提高資源利用效率,推動生態文明建設;工業和信息化部關于印發《“十四五”工業綠色發展規劃》,提出到2025年,資源利用水平明顯提高,大宗工業固廢綜合利用率達到57%;《質量強國建設綱要》、《原材料工業三品實施方案》和《“十四五”原材料工業發展規劃》等文件也提到要著力提升產品、工程、服務質量/面向重大工程建設需求,傳統材料升級換代/面向新型基礎設施建設、高端裝備、新型城鎮化建設、交通水利等重大工程建設和人民美好生活要求,加快傳統材料升級換代,破除制約材料應用的隱形壁壘和不合理規定。習近平總書記在黨的二十大報告中也強調:要推進各類資源節約集約利用,加快構建廢棄物循環利用體系。(1)機制砂生產及石材加工過程中產生大量的花崗巖石粉我國花崗巖儲量豐富,分布面積約85萬km2,儲量達710億噸。隨著經濟發展和工程建設的需要,我國天然石材產業和砂石產業近年來發展迅速?;◢弾r石材產業制造的廢石渣、邊角料、廢石粉數量巨大。據介紹,每生產30平方米的花崗巖板材,產生的花崗巖石粉等廢料大約有1噸,我國每年產生的花崗巖石粉廢料就約400萬噸。以廣東省云浮市為例,為了解決花崗巖石材廢石粉的污染問題,先后開辟的兩個專門的廢石粉堆場已達到飽和,其他地區也有花崗巖石粉嚴重污染生態環境的現象。機制砂石在生產加工過程中會產生10%~20%的巖石粉,而現行規范對機制砂石粉含量有嚴格的限制,多余部分的巖石粉往往通過濕法水洗,或者干法風選分離出來,分離出來的巖石粉沒有合適的用途,大多數情況下都是堆積廢棄,對環境污染巨大。經統計,目前我國花崗巖石粉產量已超1000萬噸/年,積量超過5億噸,綜合利用率僅不到5%。花崗巖石粉大多被堆積廢棄?;◢弾r石粉堆積浪費資源,占用土地、污染水源和空氣,環境污染嚴重。因此,石粉的再利用是行業綠色可持續發展的必然選擇。(2)工程建設量大,傳統礦物摻合料緊缺混凝土是最大宗的建筑材料,全球總用量已突破50億立方米,其中預計需要4-6億噸的礦物摻合料,礦物摻合料消耗量巨大。隨著工程建設量的增多,目前,可用的傳統礦物摻合料粉煤灰、礦粉或硅灰等日益緊缺,急需尋找可替代性的原材料作為礦物摻合料用于混凝土工程建設。研究表明,一定摻量范圍內用花崗巖石粉取代部分水泥可實現混凝土的抗裂、抗滲和抗凍等性能的提高,提高混凝土和易性,滿足工程混凝土強度要求;同時,花崗巖石粉用于混凝土中還可以減少水泥的用量,解決花崗巖石粉對地方造成的生態環境破壞問題,提高資源利用率,促進行業綠色低碳發展。因此,采用巖石粉作為礦物摻合料制備低碳混凝土是滿足我國大規?;A設施建設與機制砂混凝土可持續發展需求的必要途徑。(3)缺少花崗巖石粉在混凝土中應用的相關國家/行業標準目前用在混凝土中的巖石粉主要是石灰石粉,其他石粉也有一定的研究應用。石灰石粉已有國家標準《石灰石粉混凝土》GB/T30190-2013和建工行標《石灰石粉在混凝土中應用技術規程》JGJ/T318-2014對石粉做出了技術要求等。《礦物摻合料應用技術規范》GB/T51003和《混凝土用復合礦物摻合料》JG/T486-2015中規定的石粉并沒有包含花崗巖石粉。對于花崗巖石粉作為摻合料應用于混凝土工程還沒有對應的行業標準對其技術指標、施工應用進行指導,該標準的研制,將會推廣、規范我國花崗巖石粉在混凝土中的應用,同時加強我國花崗巖石粉混凝土產品質量的監督和管理,確保花崗巖石粉混凝土的工程質量。因此,當前形勢下迫切需要制訂一本針對花崗巖石粉用于混凝土工程中的工程技術標準,在標準層面上對花崗巖石粉混凝土的原材料優選、配合比設計、施工、養護、以及質量驗收等方面進行規定,為花崗巖石粉在混凝土中的應用及質量控制提供依據,以保證花崗巖石粉混凝土用于建設工程中的安全穩定和科學合理,從而大力推廣花崗巖石粉在混凝土中的應用,提高資源利用率,解決花崗巖石粉對生態環境的破壞問題。1.3主要參加單位和工作組成員及其所做的工作本文件主要負責起草單位為中國建筑科學研究院有限公司。本文件參加起草單位:同濟大學、武漢理工大學、東南大學、中南大學、青島理工大學、海南瑞澤雙林建材有限公司、河南交院工程技術集團有限公司、河南交通職業技術學院、甘肅建投綠色建材產業發展集團有限公司、保利長大工程有限公司、中國水利水電第五工程局有限公司、中建西部建設集團第四(廣東)有限公司、中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司、長江水利科學研究院、廣東廣物金屬產業集團有限公司和中國鐵建港航局集團有限公司。各單位的分工由各單位參與本標準起草的具體人員負責落實。表1參編單位任務分工序號單位名稱參編人員工作任務中國建筑科學研究院有限公司夏京亮組織、協調和主持標準編制及驗證試驗工作中國建筑科學研究院有限公司王晶中國建筑科學研究院有限公司任龍芳建研建材有限公司馬馨鑫承擔驗證試驗胡洋驗證試驗數據匯總同濟大學蔣正武參與標準編制、承擔驗證試驗武漢理工大學李北星參與標準編制、承擔驗證試驗東南大學張云升參與標準編制、承擔驗證試驗劉誠參與標準編制、承擔驗證試驗中南大學杜坤參與標準編制青島理工大學張鵬參與標準編制海南瑞澤雙林建材有限公司王登科參與標準編制保利長大工程有限公司賀文華提供樣品甘肅建投綠色建材產業發展集團有限公司汪麗娟提供樣品河南交院工程技術集團有限公司邵景干參與標準編制河南交通職業技術學院潘維霖參與標準編制廣東廣物金屬產業集團有限公司劉國濤提供樣品梁棟黃俊鋒中國水利水電第五工程局有限公司任明提供樣品喬小龍中建西部建設集團第四(廣東)有限公司林喜華參與標準編制趙士豪參與標準編制中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司邱亞鋒參與標準編制王永明吳彬謝國帥長江水利科學研究院呂興棟負責部分驗證試驗中國鐵建港航局集團有限公司趙國民參與標準編制1.4主要工作過程(1)開展調研工作近幾年來,針對花崗巖石粉在混凝土中的應用,以及其在混凝土中的應用,主編單位和武漢理工大學、同濟大學、蘭州理工大學、西南科技大學等開展了一系列研究工作。編制組在編制過程中,詳細調研了國內外花崗巖石粉作為礦物摻合料在混凝土中應用的相關的研究文獻,同時系統梳理總結了國內外混凝土用礦物摻合料相關標準規范,主要包括:《用于水泥中的粒化高爐礦渣》GB/T203《用于水泥和混凝土中粉煤灰》GB/T1596《用于水泥和混凝土中的?;郀t礦渣粉》GB/T18046《砂漿和混凝土用硅灰》GB/T27690《用于水泥、砂漿和混凝土中的石灰石粉》GB/T35164《石灰石粉混凝土》GB/T30190《石灰石粉在混凝土中應用技術規程》JGJ/T318《礦物摻合料應用技術規范》GB/T51003《水泥砂漿和混凝土用天然火山灰質材料》JG/T315《混凝土用復合摻合料》JGT486(2)編制組成立暨第一次工作會議2024年7月16日在北京召開了《花崗巖石粉在混凝土中應用技術規范》編制組成立暨第一次工作會議。會議采用線上線下相結合的方式召開。中國建筑材料聯合會標準質量部主任曹元輝高級工程師,中國建筑材料聯合會副秘書長周麗瑋教授級高工,中建研科技股份有限公司科技標準部陳茜正高級工程師、中國建筑科學研究院有限公司冷發光研究員、黃靖教授級高工、夏京亮正高級工程、任龍芳高工、馬馨鑫工程師及參編組全體成員共計40人參加了會議。會議特別邀請了專家:中國建筑材料聯合會的周麗瑋教授級高工、中材國際研究院狄東仁教授級高工、中國建筑材料科學研究總院有限公司李清海教授級高工、\t"/item/%E8%B0%A2%E6%B0%B8%E6%B1%9F/_blank"中國鐵道科學研究院集團有限公司謝永江教授級高工、交通運輸部公路科學研究院趙尚傳研究員、建筑材料工業技術情報研究所郭群教授級高工、北京工業大學李悅教授對標準進行質詢指導。編制組成立會由曹元輝主任主持,曹主任介紹了參會領導及嘉賓;周麗瑋副秘書長代表主管單位領導講話;陳茜正高級工程師和黃靖教高代表主編單位致辭;隨后曹元輝副主任宣讀了編制組成員名單,宣布編制組正式成立。第一次工作會議由夏京亮正高級工程師主持,任龍芳高工代表編制組匯報了標準編制背景、主要技術內容、需要調研和試驗驗證的內容等,與會特邀專家聽取匯報后,就標準草案適用范圍、框架、主要內容等給出了詳細意見和建議,編制組成員在特邀專家的指導下對規范展開了深入討論,進一步明確了標準編制大綱,確定進度計劃和編制組成員分工,明確了驗證試驗項目。該標準對于推動花崗巖石粉在混凝土中的應用具有重要意義。(3)樣品征集與試驗驗證工作在文獻與標準的調研基礎上,為了針對花崗巖石粉及其復合摻合料,以及其在混凝土中的應用標準化提供依據,編制組在全國范圍內進行了廣泛的代表性樣品征集工作,征集樣品包括:廣東地區花崗巖石粉:一種粒徑較?。?5μm方孔篩篩余小于15%),編號為HGY-1;一種粒徑稍大(45μm方孔篩篩余大于15%),編號為HGY-2。四川地區花崗巖石粉:45μm方孔篩篩余量小于15%,編號為HGY-3,河南地區花崗巖石粉:45μm方孔篩篩余量大于15%,編號為HGY-4。山東地區花崗巖石粉:45μm方孔篩篩余量小于15%,編號為HGY-5甘肅地區花崗巖石粉:45μm方孔篩篩余量大于15%,編號為HGY-6。針對所征集的花崗巖石粉樣品,編制組開展了一系列試驗研究與驗證工作,為標準中技術指標的確定提供了試驗數據支撐。(4)確定標準征求意見稿根據編制組成立會上專家提出的意見,編制組深入開展了花崗巖石粉混凝土技術指標及應用的調研工作,系統了解花崗巖石粉在混凝土中應用的現狀與技術需求。通過走訪花崗巖石粉生產企業、混凝土生產企業及施工單位,獲取了大量基礎數據和典型工程案例;與此同時,組織各單位開展驗證試驗并對試驗結果進行分析,研究不同花崗巖石粉特性以及對混凝土性能的影響。通過對驗證試驗結果的進一步分析,優化和完善標準草案內容,最終形成了標準征求意見稿。二、標準制訂的原則和主要內容2.1標準制訂的原則本標準根據GB/T1.1-2020進行編制,遵循標準編制先進性、科學性、一致性和可行性的原則。在編制過程中,以國家法律法規、技術政策為依據,以標準化工作導則為指導,參照國內外相關標準,在驗證試驗的基礎上,采用成熟可行的技術指標及試驗方法,使本標準具有良好的可操作性。2.2標準制訂的主要內容標準制訂的主要內容包括:1.總則;2.術語;3.原材料;4.混凝土性能;5.配合比設計;6.施工;7.質量檢驗??倓t總則主要提出編制該標準的目的、適用范圍及花崗巖石粉混凝土應用要求及與其他標準的關系。編制本規范的目的是進一步規范并促進花崗巖石粉混凝土應用技術的發展,在確保建設工程質量時,有統一的花崗巖石粉混凝土技術規范作為依據,并做到技術先進、安全可靠、經濟合理。本規范適用于花崗巖石粉作為礦物摻合料在混凝土中的應用。隨著國內基礎設施建設的不斷推進,使得傳統礦物摻合料日益緊缺,研究表明,將花崗巖石粉應用在混凝土中,不僅節約水泥和摻合料用量,改善混凝土的工作性等,還可以解決花崗巖石粉對地方造成的生態環境破壞問題,提高了資源利用率,具有重大的經濟效益、環境效益和社會效益。本規范是在綜合參考現行行業標準《石灰石粉在混凝土中應用技術規程》JGJ/T318《混凝土用復合摻合料》JG/T486和《礦物摻合料應用技術規范》GB/T51003,通過文獻調研及驗證試驗分析基礎上編制而成。本規范對花崗巖石粉在混凝土中應用的原材料優選、配合比設計、施工、質量檢驗等內容進行了技術規定。術語對花崗巖石粉、礦物摻合料、花崗巖石粉影響系數、花崗巖石粉亞甲藍值(MBF值)的術語進行定義。2.0.1根據花崗巖石粉巖性及化學組成對花崗巖石粉進行了定義。為:以主要成分為氧化硅和氧化鋁的花崗巖為原料,經粉磨至規定細度的粉狀材料或機制砂生產過程中產生的收塵粉。既包括粉磨得到的花崗巖石粉,還包括機制砂生產產生的收塵粉。2.0.2礦物摻合料的定義是參考現行行業標準《混凝土用復合摻合料》JG/T486的術語內容進行定義的。礦物摻合料可分為活性礦物摻合料和惰性礦物摻合料,活性礦物摻合料是指具有火山灰活性,能夠參與水泥水化,與水泥水化產物氫氧化鈣發生二次水化反應,如粉煤灰、礦粉和硅灰等;惰性礦物摻合料是指不具備火山灰活性,不參與水化反應的摻合料,如各類惰性石粉。2.0.3花崗巖石粉影響系數是參考現行行業標準《石灰石粉在混凝土中應用技術規程》JGJ/T318的術語內容進行定義的。2.0.4提出花崗巖石粉亞甲藍值(MBF值)這一技術指標并定義。用于判定花崗巖石粉吸附性的指標。這一指標的提出主要為了和機制砂中的石粉的MB值相區分。原材料根據調研及驗證試驗結果,提出花崗巖石粉的技術指標(放射性核素限量、細度、抗壓強度比、流動度比、含水量、MBF值、氯離子含量、三氧化硫含量、堿含量)。相對傳統礦物摻合料技術指標,花崗巖石粉的流動度比較低,主要因為花崗巖石粉對水和外加劑有一定吸附性,因而會降低拌合物流動性能。試驗結果表明,摻入來自不同地區的花崗巖石粉后,拌合物流動度比一般接近80%或大于80%。本標準從平衡花崗巖石粉性能和生產能耗兩方面綜合考慮,將花崗巖石粉細度劃分兩個等級。其中45μm方孔篩篩余不大于15%的類型為Ⅰ級,大于15%且不大于30%為Ⅱ級。通常Ⅱ級花崗巖石粉為機制砂生產過程中收集獲得,Ⅰ級花崗巖石粉需要在收集石粉的基礎上進一步粉磨加工。通過驗證試驗,發現花崗巖石粉的7d和28d抗壓強度比一般均大于60%,接近于70%,因此,本標準將花崗巖石粉7d和28d抗壓強度比設定為不小于60%。石粉亞甲藍值是反映花崗巖石粉吸附性的技術指標,該值是花崗巖石粉能否用于混凝土并發揮減水效應的重要技術指標。石粉MBF值反映了花崗巖石粉中泥粉含量水平,含泥越多,不僅需要增加外加劑的用量,還會在一定程度上影響混凝土的拌合物性能和硬化混凝土的性能,從而大大削弱在混凝土中摻用花崗巖石粉帶來的技術和經濟效益,因此,本標準將MBF值設定為不大于5.6。本標準參照GB/T30190規定了花崗巖石粉亞甲藍值(MBF值)的試驗方法。當花崗巖石粉和其他礦物摻合料復合使用時,花崗巖石粉復合摻合料的技術指標不應低于其單獨使用時的技術指標。花崗巖石粉其他技術指標,如放射性核素限量、含水量、氯離子含量、三氧化硫含量、堿含量,和現有摻合料相關標準相協同?;炷疗渌牧蠈炷脸S迷牧希ㄋ唷⒌V物摻合料、粗細骨料、外加劑、拌合用水)技術要求進行規定。硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥之外的通用硅酸鹽水泥內摻混合材料比例高,膠砂強度較低,與之比較,采用普通硅酸鹽水泥配制摻加花崗巖石粉的混凝土更具有技術和經濟的合理性。因此本標準還是建議采用硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥?;◢弾r石粉和粉煤灰、粒化高爐礦渣粉或硅灰等其他礦物摻合料復合使用時效果更優,其他礦物摻合料性能指標應滿足國家現行有關標準要求。花崗巖石粉作為礦物摻合料制備普通混凝土或高性能混凝土,對應的不同混凝土的骨料技術要求應該符合現行相關國家標準或行業標準要求。外加劑應符合現行相關標準的規定,應與花崗巖石粉、水泥和其他礦物摻合料等具有良好的適應性。其適應性應經試驗驗證。目前,聚羧酸高性能減水劑替代高效減水劑廣泛應用于混凝土生產中,目前也已有專門的標準,因此需要聚羧酸高性能減水劑的規定?;炷列阅芑炷疗渌牧蠈◢弾r石粉混凝土拌合物性能(凝結時間、拌合物坍落度和擴展度等級劃分、坍落度和擴展度的實測值與控制目標值的允許偏差、含氣量、水溶性氯離子最大含量實測值)及拌合物性能試驗方法進行規定?;◢弾r石粉會在一定程度上降低混凝土的粘聚性,對于摻加花崗巖石粉的混凝土應控制拌合物的性能,使混凝土施工時具備良好的流動性、黏聚性等工作性,以便于攪拌、運輸、澆筑和振搗?;◢弾r石粉作為摻合料制備混凝土時,拌合物的凝結時間會延長,在實際應用中需要根據具體配合比調整混凝土的組分,確保其凝結時間符合施工要求。目前國家標準《預拌混凝土》GB/T14902正在修訂,已經報批,等待發布。GB/T14902對混凝土拌合物坍落度和擴展度的等級劃分及坍落度和擴展度的實測值與控制目標值的允許偏差均進行了重新規定,本標準依據GB/T14902執行。在一般情況下,花崗巖石粉混凝土的含氣量實測值不宜超過7%,以避免因含氣量過高導致混凝土強度下降。在凍融環境條件下,為保證混凝土的抗凍性能,其含氣量應滿足《混凝土結構耐久性設計標準》GB/T50476的具體要求。而在無抗凍要求的一般環境條件下,如果摻用引氣劑或引氣型外加劑,則含氣量應符合《混凝土質量控制標準》GB50164的規定。通過對含氣量的限制和控制,能夠有效提高混凝土的耐久性和適用性,滿足工程需求?;炷涟韬衔镏兴苄月入x子最大含量按膠凝材料用量的質量百分比計。計算水溶性氯離子最大含量時,輔助膠凝材料的量不應大于硅酸鹽水泥的量,輔助膠凝材料主要是指粉煤灰、硅灰、?;V渣粉等具有膠凝活性的礦物摻合料。當采用P·I型硅酸鹽水泥時,硅酸鹽水泥的量即為水泥用量;當采用除P·I型硅酸鹽水泥以外的其他類型的硅酸鹽水泥時,硅酸鹽水泥的量以水泥用量減去混合材用量計算。水泥中的混合材摻量應按水泥廠家提供的出廠數據確定。對硬化花崗巖石粉混凝土強度等級、力學性能要求、試驗方法及抗壓強度檢驗評定進行規定。國家標準《預拌混凝土》GB/T14902規定了混凝土強度從C10~C100,本標準和GB/T14902相協調?;◢弾r石粉屬于惰性填充材料,作為單一礦物摻合料用于混凝土,會降低混凝土強度,但是將其與其他活性礦物摻合料復合摻入時,可在一定程度改善混凝土的力學強度,因而可按照施工和服役要求設計出不同強度等級的混凝土。對硬化花崗巖石粉混凝土耐久性能等級劃分、耐久性能要求、試驗方法及檢驗評定進行規定。特殊規定了當有預防堿骨料反應要求時,花崗巖石粉混凝土的有關規定。試驗表明,花崗巖石粉中堿含量很低,因此一般情況下,花崗巖石粉對混凝土發生堿骨料反應的潛在危害很低。當然不排除有的花崗巖石粉及其他原材料含有較高的有效堿,因此當摻加花崗巖石粉的混凝土可能存在堿骨料反應危害時,摻加花崗巖石粉的混凝土應符合現行國家標準《預防混凝土堿骨料反應技術規范》GB/T50733的規定。配合比設計JGJ55-2011《普通混凝土配合比設計規程》規定了混凝土配合比試配、調整與確定,但規定的摻合料沒有包括花崗巖石粉,但花崗巖石粉混凝土的配合比設計可參照JGJ55的規定執行。研究表明,花崗巖石粉在混凝土中具有加速水泥早期水化效應和填充效應,但基本上屬于惰性材料,原則上不屬于膠凝材料,但作為混凝土的摻合料使用時,為了便于與其他摻合料一起使用,同時為了簡化配合比設計,沿用已經習慣使用的水膠比等概念,在計算時,將花崗巖石粉的用量視為膠凝材料總量的一部分。按細度不同將花崗巖石粉分為兩級,其中,細度為45μm方孔篩篩余不大于15%的類型為Ⅰ級,大于15%且不大于30%為Ⅱ級。Ⅱ級石灰石粉相對Ⅰ級品質差一點,在混凝土中的摻量要適當降低。水泥品種不同也會影響花崗巖石粉混凝土性能?;◢弾r石粉最大摻量的確定,除了與強度、施工時的環境溫度、大體積混凝土等有關外,也關系到混凝土的抗凍性、抗碳化性能等耐久性指標。花崗巖石粉的摻量應通過試驗決定。試驗表明,適宜的花崗巖石粉摻量可以改善混凝土拌合物性能,降低混凝土水化熱,減小收縮,對混凝土強度及耐久性影響不大,摻量過大則會對混凝土的強度及抗凍、抗碳化性能等耐久性能產生較大影響?;◢弾r石粉宜與其他礦物摻合料復合使用,通過不同摻合料之間的性能互補,進一步優化混凝土的工作性、強度和耐久性。同時,明確規定復合摻合料中花崗巖石粉的摻量不得超過其單獨摻入混凝土時的最大摻量,以防止因摻量過高導致混凝土性能下降或其他不良后果,從而保障混凝土的質量和施工安全。在混凝土配合比水膠比計算中,膠凝材料28d膠砂抗壓強度值應根據試驗確定,在試驗無實測值時,花崗巖石粉影響系數可按本條規定取值。粉煤灰影響系數和?;郀t礦渣粉影響系數與現行行業標準《普通混凝土配合比設計規程》JGJ55的規定一致。采用設計配合比進行試生產并對配合比進行相應調整是確定施工配合比的重要環節。施工6.1一般規定規定了采用預拌混凝土生產的摻加花崗巖石粉混凝土的標準依據以及花崗巖石粉作為摻合料制備普通混凝土、高強混凝土和大體積混凝土施工的標準依據。為確保花崗巖石粉作為摻合料摻入混凝土后能夠發揮更好的效果,花崗巖石粉在使用前需進行與外加劑的相容性試驗,避免因不相容導致混凝土性能異常。6.2原材料貯存與計量對花崗巖石粉及其他混凝土原材料貯存進行要求。提出原材料計量應采用電子計量設備,采用電子計量設備有利于保證計量精度,保證摻加花崗巖石粉的混凝土生產質量。對混凝土原材料的計量允許偏差進行規定。過大的偏差可能會導致混凝土性能異?;蚬こ藤|量問題。此外,要求每班次至少進行一次計量檢查,以及時發現并糾正計量設備或操作中可能存在的誤差,確?;炷辽a過程的規范性和一致性。如果堆場上的粗、細骨料的含水率發生變化,而稱量不變,對水膠比和用水量會有影響,從而影響摻加花崗巖石粉混凝土的性能。因此,原材料計量過程中,應根據粗、細骨料含水率的變化,調整粗、細骨料和拌合用水的用量。6.3攪拌與運輸花崗巖石粉宜與其他膠凝材料一起投料,采用強制式攪拌機有利于花崗巖石粉在混凝土中均勻分散?;炷涟韬衔飸獢嚢杈鶆?,這一要求確保了混凝土每一部分的性能一致,避免了由于拌合不均造成的強度、耐久性等性能不穩定問題?,F行國家標準GB50164關于同一盤混凝土的攪拌勻質性的規定有兩點:①混凝土中砂漿密度兩次測值的相對誤差不應大于0.8%;②混凝土稠度兩次測值的差值不應大于混凝土拌合物稠度允許偏差的絕對值。延長混凝土攪拌時間是確?;炷涟韬衔锍浞志鶆?,避免因攪拌不均而影響混凝土的性能和外觀質量。在攪拌高強混凝土或冬期施工時,由于混凝土的粘稠度較高或溫度較低,可能導致攪拌不充分,因此需要適當延長攪拌時間,以確保混凝土質量符合要求,并達到最佳的施工效果。在炎熱季節采取措施降低骨料溫度,是為了防止高溫條件下骨料溫度過高導致混凝土拌合物溫度過高,從而影響水泥水化過程和混凝土質量。采用冷水或冰屑能夠有效降低混凝土溫度,減少混凝土早期裂縫的發生。對混凝土攪拌運輸車提出要求,確?;炷猎谶\輸過程中能夠保持均勻性,避免出現分層或離析現象,這對控制混凝土質量至關重要。在運輸過程中不能加水,是為了防止在運輸過程中增加過多的水分導致混凝土配合比失效,影響最終混凝土的強度和耐久性。6.4澆筑混凝土運送到施工現場時,實測坍落度與要求坍落度之間的允許偏差應符合現行國家標準《預拌混凝土》GB/T14902的規定?;炷涟韬衔锶四囟冗^高,對混凝土硬化過程有影響,加大了控制難度,因此,避免高溫條件澆筑混凝土是比較合理的選擇。因此,規定夏季施工時,混凝土拌合物入模溫度不應超過35°C,大體積混凝土拌合物入模溫度不宜超過30°C;施工現場環境溫度高于35°C時,采取遮陽和降溫措施或避開高溫時段澆筑混凝土。冬期施工時,應符合現行行業標準《建筑工程冬期施工規程》JGJ/T104的有關規定。混凝土拌合物入模溫度過低,對水泥水化和混凝土強度發展不利,甚至可能因凍害而破壞結構。因此,遵守冬季施工的規范和要求,可以有效防止混凝土因低溫環境造成的質量問題。要求混凝土澆筑時避免漏振或過振,是為了確?;炷撩軐?、避免分層或離析問題,保證結構的整體性和強度。漏振會導致混凝土密實度不足,出現蜂窩、空洞等缺陷;過振會使骨料下沉,水泥漿上浮,形成明顯的浮漿層,影響混凝土的強度、耐久性和外觀質量。因此,振搗應均勻適度,確?;炷撩軐?、均勻且表面平整無浮漿。6.5養護規定了花崗巖石粉混凝養護應符合現行國家標準《混凝土質量控制標準》GB50164和《混凝土結構工程施工規范》GB50666的有關規定。對于大體積混凝土,應符合現行國家標準《大體積混凝土施工標準》GB50496的有關規定?;炷猎缙谒苄允湛s和干燥收縮較大,易于造成混凝土開裂。混凝土養護是補充水分或降低失水速率,防止混凝土產生裂縫,確保達到混凝土各項力學性能指標的重要措施。在混凝土初凝、終凝抹面處理后,應及時進行養護工作?;炷两K凝后至養護開始的時間間隔應盡可能縮短,以保證混凝土養護所需的濕度以及對混凝土進行溫度控制。覆蓋養護可采用塑料薄膜、麻袋、草簾等進行覆蓋;噴涂養護劑養護是通過養護液在混凝土表面形成致密的薄膜層,以達到混凝土保濕目的。灑水、覆蓋、噴涂養護劑等養護方式可單獨使用,也可同時使用,采用何種養護方式應根據工程實際情況合理選擇。花崗巖石粉活性相對較低,作為摻合料會降低混凝土早期強度增長速度,因此需要適當延長養護時間。通過延長養護時間可以為混凝土內部的水化反應和礦物摻合料的后期反應(如火山灰反應)提供充足的濕潤條件,從而促進混凝土強度和耐久性能的全面發展。養護時間不少于14天有助于減少混凝土表面干縮開裂的風險,提高混凝土質量和長期使用性能。7質量檢驗7.1原材料質量檢驗混凝土原材料質量檢驗應包括出廠檢驗報告或合格證等質量證明文件的查驗和收存。混凝土原材料進場時需要檢驗把關,不合格的原材料不能進場。對花崗巖石粉的進場檢驗項目、檢驗批劃分、取樣規則、檢驗結果判定、復驗項目及復驗結果等進行規定。對其他混凝土原材料的檢驗項目和檢驗規則進行規定。7.2混凝土拌合物性能檢驗混凝土拌合物的和易性檢驗在攪拌地點和澆筑地點都要進行,攪拌地點檢驗為控制性自檢,澆筑地點檢驗為驗收檢驗,凝結時間檢驗可以在攪拌地點進行?;炷涟韬衔锏臋z驗頻率應符合現行國家標準《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204的有關規定?;◢弾r石粉混凝土拌合物性能應符合本標準相關規定。7.3硬化混凝土性能檢驗規定了花崗巖石粉混凝土強度檢驗評定及其他力學性能檢驗的標準依據,以及混凝土耐久性能檢驗評定的標準依據。《混凝土耐久性檢驗評定標準》JGJ/T193沒有對混凝土的長期性能的檢驗規則進行規定,本條規定了花崗巖石粉混凝土長期性能檢驗規則可以按該標準耐久性能的檢驗規則執行。2.4重點工作及需要研究的內容調研國內外相關文獻,了解花崗巖石粉作為摻合料對混凝土性能的影響,及如何更好的應用于混凝土中。通過分析已有標準、規范和技術要求,找出當前的技術空白和難點,為花崗巖石粉的應用提供理論依據。對已經實施花崗巖石粉混凝土的工程項目進行工程調研,分析其施工效果和實際應用情況。同時,與預拌混凝土企業、施工單位等相關方進行溝通,收集他們對花崗巖石粉的使用反饋,了解實際工程中遇到的技術難題和需求。進行重點內容的驗證試驗,明確不同地區花崗巖石粉的技術指標及區別、花崗巖石粉摻量及細度等對混凝土性能的影響、花崗巖石粉及混凝土其他原材料技術指標、花崗巖石粉混凝土配合比設計方法、花崗巖石粉對混凝土的工作性能、力學性能及耐久性能的影響規律,及花崗巖石粉混凝土拌合、運輸、澆筑、養護等施工工藝。結合文獻調研、工程調研和驗證試驗的結果,編制行業標準《花崗巖石粉在混凝土中應用技術規范》。確保標準內容具有科學性、普適性和可操作性。明確花崗巖石粉的質量要求、適用范圍、配合比設計及其對混凝土性能的影響。對混凝土攪拌、運輸、澆筑、養護等施工環節進行規定,明確其質量控制及檢驗要求,確?;◢弾r石粉混凝土能夠滿足實際工程的使用需求。廣泛征求行業專家、學者以及工程實踐者的意見。通過組織技術專家座談會,詳細討論草案的可行性和適用性,針對標準條文的細節部分進行優化調整。同時,還將通過定向征求專家意見,收集不同專家對標準的意見和建議,進一步完善標準內容,為行業提供一套具有廣泛適用性的技術規范。三、主要試驗驗證的情況在文獻與標準調研基礎上,為了驗證標準技術內容提出的合理性,編制組在全國范圍內進行了廣泛的代表性樣品征集工作,征集樣品包括:樣品編號產地細度(45μm)/%MBF值HGY-1廣東5.22.4HGY-2廣東26.63.4HGY-3四川4.81.0HGY-4河南21.71.0HGY-5山東7.66.4HGY-6甘肅32.18.0針對所征集的石灰石粉樣品,編制組開展了一系列試驗研究與驗證工作,為標準中技術指標的確定提供了試驗數據支撐。主要研究內容包括:(1)花崗巖石粉作為礦物摻合料的基本性能測試,確定其關鍵技術指標;(2)花崗巖石粉在混凝土中的摻量限制研究;(3)花崗巖石粉的影響系數研究;本標準驗證試驗由中國建筑科學研究院有限公司牽頭組織、同濟大學、武漢理工大學、東南大學、中南大學、青島理工大學、海南瑞澤雙林建材有限公司、河南交院工程技術集團有限公司、河南交通職業技術學院、甘肅建投綠色建材產業發展集團有限公司、保利長大工程有限公司、中國水利水電第五工程局有限公司、中建西部建設集團第四(廣東)有限公司、中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司、長江水利科學研究院、廣東廣物金屬產業集團有限公司和中國港灣工程有限責任公司等高校及企業參與。3.1花崗巖石粉技術指標試驗結果及分析對于花崗巖石粉作為混凝土礦物摻合料技術指標的建立,本標準參考原標準《石灰石粉混凝土》GB/T30190、《用于水泥、砂漿和混凝土中的石灰石粉》GB/T35164、《石灰石粉在混凝土中應用技術規程》JGJ/T318及《礦物摻合料應用技術規范》GB/T51003等石粉和礦物摻合料的基礎上,開展驗證試驗,如表3.1-1~表3.1-3所示。表3.1-1花崗巖石粉基本性能測試結果花崗巖石粉編號石粉細度(45μm)/%MBF值含水量/%HGY-0———HGY-15.2%2.40.34HGY-226.6%3.40.48HGY-34.8%1.00.28HGY-421.7%1.00.04HGY-57.6%6.40.16HGY-632.1%8.00.08表3.1-2含不同花崗巖石粉的膠砂配合比及抗壓強度測試結果花崗巖石粉編號花崗巖石粉用量/g普通水泥/g砂/g水/g外加劑HGY-004501350225--HGY-11353151350225HGY-21353151350225--HGY-31353151350225--HGY-41353151350225--HGY-51353151350225--HGY-61353151350225--HGY-1-113531513502251.5HGY-2-113531513502251.5HGY-5-113531513502251.5表3.1-3含不同石灰石粉的膠砂流動度比及抗壓強度比測試結果花崗巖石粉編號流動度比/%抗壓強度比/%7d28d56dHGY-0100——————HGY-186636569HGY-282606258HGY-390656365HGY-490616660HGY-580656068HGY-675605555HGY-1-195——68——HGY-2-190——65——HGY-5-186——63——不同石粉含水率均較低,不同地域來源的石粉MBF值相差較大。對于來源于同一種母巖的巖石粉,石粉細度變大將導致MBF值略微上升,同時流動度比下降??傮w而言,摻入30%石灰石粉后,膠砂流動度比可達到80%以上,花崗巖石粉細度超過15%且小于30%,依然能夠滿足流動度比要求。除甘肅地區花崗巖石粉的28d抗壓強度比低于60%,其余組花崗巖石粉組膠砂在7d、28d齡期的抗壓強度比均在60%以上,抗壓強度比普遍在60%以上。甘肅地區花崗巖石粉粒徑較大,MBF值較高,含有較多的粘土質物質,會降低膠砂流動度比,同時會降低混凝土強度,因此,應合理控制花崗巖石粉細度和MBF值技術指標。石粉粒徑變細可以提升膠砂抗壓強度比,但提升幅度不大。從各組數據可以看出,齡期延長不能有效提高強度比。從數據可以看出,0.4水膠比下的花崗巖石粉的流動度比普遍高于0.5水膠比下花崗巖石粉的流動度比,膠砂在添加減水劑的情況下,流動性有改善。根據試驗情況制定了花崗巖石粉作為礦物摻合料的技術指標,見表3.1-3。根據花崗巖石粉特性,將細度分為了兩類,其中,細度≤15%為I級石粉,主要考慮收集石粉進一步粉磨加工,或者直接加工獲得的石粉,細度≤30%為Ⅱ級石粉,此檔石粉收集石粉直接應用,此類石粉指標相對I級石粉略有降低。表3.1-3花崗巖石粉作為礦物摻合料的技術指標項目技術指標測試方法細度(45μm方孔篩篩余,%)Ⅰ級≤15按現行國家標準《水泥細度檢驗方法篩析法》GB/T1345水篩法進行試驗,并將水泥替代為花崗巖石粉后進行測定。Ⅱ級≤30,>15抗壓強度比(%)7d≥60按現行國家標準《用于水泥、砂漿和混凝土中的石灰石粉》GB/T35164進行試驗,并將石灰石粉替代為花崗巖石粉后進行測定28d≥60流動度比(%)≥80含水量(%)≤1.0MBF值(g/kg)≤5.6按附錄A進行試驗氯離子含量(%)≤0.06按現行國家標準《水泥化學分析方法》GB/T176進行試驗三氧化硫含量(%)≤3.53.2花崗巖石粉混凝土的配合比設計及石粉影響系數的確定混凝土的配合比是生產、施工的關鍵環節之一,對于保證混凝土工程質量和節約資源具有重要意義,混凝土配合比不僅要滿足配制強度的要求,還要滿足工作性、其他力學性能、耐久性和長期性能的要求。本標準規定花崗巖石粉混凝土配合比參照現行行業標準《普通混凝土配合比設計規程》JGJ55的規定進行。按照花崗巖石粉的應用場景確定在混凝土中的最大摻量,石灰石粉最大摻量的確定,除了與強度、施工時的環境溫度、大體積混凝土等有關外,也關系到混凝土的抗凍性、抗碳化性能等耐久性指標。試驗表明,適宜的花崗巖石粉摻量可以改善混凝土拌合物性能,降低混凝土水化熱,減小收縮,對混凝土強度及耐久性影響不大,摻量過大則會對混凝土的強度及抗凍、抗碳化性能等耐久性能產生較大影響。研究表明,花崗巖石粉在混凝土中具有加速水泥早期水化效應和填充效應,但基本上屬于惰性材料,原則上不屬于膠凝材料,但作為混凝土的摻合料使用時,為了便于與其他摻合料一起使用,同時為了簡化配合比設計,沿用已經習慣使用的水膠比等概念,在計算時,將花崗巖石粉的用量視為膠凝材料總量的一部分。為研究花崗巖石粉替代水泥后對膠砂力學性能的影響,設計三類水膠比(0.50、0.40、0.35)漿體,分別采用HGY-1和HGY-2取代10%~30%水泥質量,研究水膠比和花崗巖石粉細度、摻量對膠砂抗壓強度比的影響,相關配合比如表3.2-1所示。表3.2-1不同水膠比下花崗巖石粉摻量和細度影響研究的配合比和試驗結果編號水膠比HGY-1石粉摻量(%)普通水泥/g石粉/g砂/g水/g減水劑%流動度/mm7d強度/MPa28d強度/MPaHGA50-10.5010405451350225020035.5546.49HGA50-20.5015382.545135022519533.8441.72HGA50-30.502036067.5135022519531.8738.13HGA50-40.5025337.590135022519532.2737.05HGA50-50.5030315112.5135022519528.3135.01HGA40-00.400540013502161.2218554.8560.18HGA40-10.401048654135021620547.6359.53HGA40-20.401545981135021618549.3556.71HGA40-30.4020432108135021622046.1955.55HGA40-40.4025405135135021619041.7552.54HGA40-50.4030378162135021616541.6751.27HGA35-00.350540013501890.6721348.0263.07HGA35-10.351048654135018920538.9664.92HGA35-20.351545981135018920740.2555.65HGA35-30.3520432108135018921040.4562.98HGA35-40.3525405135135018920537.9358.36HGA35-50.3530378162135018919042.2452.24編號水膠比HGY-2石粉摻量(%)普通水泥/g石粉/g砂/g水/g減水劑%流動度/mm7d強度/MPa28d強度/MPaHGB50-10.5010405451350225017338.8050.65HGB50-20.5015382.545135022517735.0049.13HGB50-30.502036067.5135022517033.3942.92HGB50-40.5025337.590135022517330.3139.90HGB50-50.5030315112.5135022514527.1232.78HGB40-00.400540013502161.2216551.0369.96HGB40-10.401048654135021614048.3064.50HGB40-20.401545981135021615748.2957.68HGB40-30.40204321081350216130/13044.3053.76HGB40-40.40254051351350216125/12840.7851.66HGB40-50.40303781621350216125/12438.9249.48HGB35-00.350540013501890.67198/18945.0357.97HGB35-10.3510486541350189185/18047.2456.93HGB35-20.3515459811350189195/19546.0953.97HGB35-30.35204321081350189203/20839.1846.52HGB35-40.35254051351350189210/20833.7650.18HGB35-50.35303781621350189230/24036.3946.06圖3.2-1不同水膠比下摻入不同摻量花崗巖石粉HGY-1對膠砂抗壓強度比的影響圖3.2-2不同水膠比下摻入不同摻量花崗巖石粉HGY-2對膠砂抗壓強度比的影響根據試驗結果,確定了花崗巖石粉的影響系數,具體見表3.2-2。表3.3-2花崗巖石粉影響系數摻量(%)花崗巖石粉01.00100.85~0.90150.80~0.85200.75~0.80250.70~0.75300.60~0.65從驗證數據來看,花崗巖石粉的技術指標、花崗巖石粉在混凝土中的摻量范圍、花崗巖石粉的影響系數等取值合適,標準中提出的技術要求是可行的。四、標準涉及專利的情況本標準制定過程中不存在涉及相關專利的情況。五、產業化情況、推廣應用論證和預期達到的經濟效果情況1、產業化情況:大量的花崗巖石粉被堆積廢棄,不僅浪費資源,還占用土地、污染水源和空氣,造成環境污染?;◢弾r石粉作為一種礦物摻合料,一定摻量范圍內的花崗巖石粉作為礦物摻合料取代部分水泥制備混凝土,可在保證強度滿足工程要求的前提下,提高混凝土的抗裂、抗滲和抗凍性能;花崗巖石粉用于混凝土中既可以減少水泥的用量,促進行業綠色低碳發展。然而,由于缺乏統一的行業標準和技術規范,花崗巖石粉混凝土尚未實現大規模產業化應用。許多混凝土生產和施工企業對其性能和應用方式還沒有充分的認識,且技術不成熟、市場接受度較低,制約了產業化進程。編制行業標準《花崗巖石粉在混凝土中應用技術規范》對于促進花崗巖石粉混凝土的產業化發展具有重要作用,主要體現在以下幾個方面:推動技術進步:標準的制定將推動企業在花崗巖石粉混凝土制備及應用方面的技術研究與創新。不僅有助于提高花崗巖石粉混凝土的性能,還能夠進一步降低生產成本,推動行業在原材料替代和綠色建材領域的技術進步。提高市場認可度:制定行業標準將為花崗巖石粉在混凝土中的應用提供權威性保障,增強市場對其應用效果和性能的信任,促使更多的建筑商、工程單位和設計單位認

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