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混凝土系列标准规范制修订主要内容及进展情况

放大字体  缩小字体 发布日期:2007-01-29  来源:中国混凝土网  作者:冷发光,张仁瑜,丁威,郭延辉,郭京育,张秀芳,赵霄龙,韩素芳
核心提示:混凝土系列标准规范制修订主要内容及进展情况
1 正在制订或修订的标准
    混凝土作为一种用量最大范围最广的建筑结构材料,已经获得广泛的应用和发展,各种混凝土技术也得到了空前的发展。混凝土技术正在向着提高强度、耐久性、工作性和节省资源、能源的绿色高性能混凝土方向发展,混凝土标准规范是对这种技术进步和发展的集中体现。为了满足混凝土技术进步和工程实践的需要,不仅需要对已有的混凝土标准规范进行修订和完善,而且需要制订满足工程实际需求的新标准规范。
 
    目前由中国建筑科学研究院建材所正在主持制订和修订的混凝土系列标准主要有以下几个:
(1)《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2000,修订中);
(2)《混凝土质量控制标准》(GB50164-92,修订中);
(3)《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》(GBJ82-85,修订中);
(4)《混凝土强度检验评定标准》(GBJ107-87,修订中);
(5)《混凝土拌和用水标准》(JGJ63-89,修订中);
(6)《矿物掺合料应用技术规范》(制订中);
(7)《早期推定混凝土强度试验方法》(JGJ15-83,修订中);
(8)《建筑材料术语标准》(制订中);
(9)《纤维混凝土应用技术规程》(制订中);
(10)《聚羧酸系高性能减水剂》(制订中);
(11)《混凝土耐久性检验评定标准》(暂定名,制订中);
 
2 标准的主要内容介绍
 
2.1 《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2000,修订中)
    《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2000)及以前几版,对我国混凝土工程做出了重要贡献。但是该标准始终没有解决一个关键问题:即按照混凝土耐久性要求来设计混凝土配合比。当前混凝土耐久性问题已经成为全球土木工程界公认的首要问题,很多工程的破坏和失效,不是由于混凝土强度不够,而是由于混凝土在各种严酷环境下因耐久性不足而引起的破坏,因此,以往只根据水灰比定则按照强度要求进行的混凝土配合比设计,使得实际工程的混凝土难以满足耐久性和长期性能要求,有些工程在验收时为优质工程,但使用几年以后就出现各种问题,甚至报废失效。只有将按照强度设计混凝土配合比和按照耐久性要求设计配合比有机结合起来,才能真正实现建设工程的可持续发展。其它相关标准如:《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)增加了混凝土耐久性章节,
《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》(正在修订)增新了耐久性内容,制订中的《混凝土结构耐久性设计规范》将对混凝土结构耐久性做出新的要求。同时,当今的配合比设计不可避免的涉及掺合料技术、外加剂技术和施工及验收等,目前,外加剂应用技术规范已修订,掺合料应用技术规范正制定,配合比设计应与其关联,这些都是技术发展的必然。再有,《混凝土结构工程施工及验收规范》已修订,配合比设计应与其协调和增补内容。
 
    该标准本次修订主要内容有:(1)增加一章:按耐久性要求设计混凝土配合比(包括抗渗、冻融、氯离子渗透、碳化、抗裂等内容);(2)第3 章中增加无统计资料时的强度标准差取值(新修的《混凝土结构工程施工及验收规范》中已无具体取值); (3) 第4、5 章与已修订的《外加剂应用技术规范》和正在制定的《掺合料应用技术规范》相结合,增补有关内容;(4)第4、5 章中考虑水泥中实际掺合料用量、外加剂品种和品质等因素,规范原材料;(5)修订特殊要求的配合比设计的有关内容。
 
    修订后的标准主要技术内容有:第一章:总则;第二章:术语和符号;第三章:混凝土配制强度的确定;第四章:混凝土配合比设计的基本参数;第五章:混凝土配合比的计算;
 
    第六章:按耐久性要求设计混凝土配合比;第七章:混凝土配合比的试配、调整与确定;第八章:特殊要求的配合比设计。
 
2.2 《混凝土质量控制标准》(GB50164-92,修订中)
    《混凝土质量控制标准》(GB50164-92)自1992 年9 月发布以来,为保证我国工程建设中混凝土质量起到了重要作用。但是自标准首次制订12 年来,混凝土技术、设备和建筑物所处环境等有了新变化。预拌混凝土和高强高性能混凝土的飞速发展,对混凝土质量提出了更加严格的要求;国家对可持续发展战略的重视,要求高度重视混凝土耐久性问题,这对标准的内容提出了新的要求;原标准中的部分内容如混凝土坍落度和维勃稠度分级指标及偏差控制指标、混凝土强度分级及强度保证率等不能满足当前技术和质量控制的要求;混凝土耐久性规定过于简单,不能满足混凝土耐久性的要求;原标准规定的混凝土原材料如水泥、骨料、掺合料、外加剂等标准和工艺要求,已经不适合当前的需要;预拌混凝土的高速发展,要求强化商品混凝土的质量控制内容并进行细化。当前很多混凝土工程建设因不重视生产和施工过程质量控制,造成严重事故和返工浪费。目前混凝土工程现场最直接的质量问题是裂缝,标准应该有这方面具体规定。
 
    该标准本次修订主要内容有:(1)增加第二章:术语和符号;(2)修订坍落度和维勃稠度的分级指标及允许偏差指标;(3)增补混凝土强度等级的级别指标;(4)在混凝土的质量要求一章中,增加混凝土抗氯离子渗透性、碱含量、抗冻等耐久性内容;(5)将混凝土耐久性一节中规定的技术指标和表述方式进行完善,并与最新的其它国家标准相协调;(6)在组成材料质量控制一节中,修订水泥、骨料、外加剂、拌和用水的相关内容,增加纤维等有关内容;(7)增补预拌混凝土、泵送混凝土、高强高性能混凝土和其它有特殊要求的混凝土质量控制内容;(8)增补混凝土裂缝控制内容。
 
    修订后的标准主要技术内容有:第一章:总则;第二章:术语和符号(新增加);第三章:混凝土的质量要求;第四章:混凝土质量的初步控制;第五章:混凝土质量的生产控制;第六章:有特殊要求的混凝土质量控制规定(新增加)。
 
2.3 《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》(GBJ82-85,修订中)
    该标准拟出征求意见稿。初步确定的标准征求意见稿(草案)的主要内容如下:
第一章:总则;第二章:术语和符号;第三章:取样;第四章:试件的尺寸、形状和公差;第五章:试件的制作和养护;第六章:试验设备和仪器;第七章:抗冻性能试验方法;第八章:动弹性模量试验方法;第九章:抗渗性能试验方法;第十章:收缩变形性能试验方法;第十一章:受压徐变试验方法;第十二章:碳化试验方法;第十三章:混凝土中钢筋锈蚀试验方法;第十四章:抗压疲劳强度试验方法;第十五章:抗硫酸盐侵蚀试验方法。
 
该标准的主要修订内容如下:
    增加第六章:试验设备和仪器。第七章:抗冻性能试验方法,将对慢冻法试验方法和试验设备做更加详细的规定;全面修订快冻法;增加盐冻试验方法。第八章:动弹性模量试验方法中,拟取消原标准中的敲击法测频率的方法,保留共振法测频率的方法,并对测频率的方法和仪器要求做更加详细的规定。第九章:抗渗性能试验方法中拟取消原标准中抗渗标号(等级)试验方法,补充渗水高度法和渗透系数法。引进和完善抗氯离子渗透性试验方法。第十章:收缩变形性能试验方法中,增加自收缩试验方法,增加抗裂试验方法,修订原收缩试验方法。第十一章:受压徐变试验方法,对试验设备做详细规定,对试验方法予以全面修订。第十二章:碳化试验方法中,基本保留原碳化试验方法,但对试验程序有修订。第十三章:混凝土中钢筋锈蚀试验方法中,基本保留原标准中关于混凝土中钢筋锈蚀试验方法,增加针对氯离子侵蚀环境条件下的钢筋锈蚀试验方法。第十四章:抗压疲劳强度试验方法中对原标准中方法进行全面修订。第十五章:抗硫酸盐侵蚀试验方法,为新增加的试验方法。
 
2.4 《混凝土强度检验评定标准》(GBJ107-87,修订中)
    本标准是混凝土领域最重要的基础标准之一。自1987 年颁布实施以来,在保证和控制混凝土质量方面起了重要作用;但随着混凝土技术的快速发展及对质量要求的逐步提高,尤其是预拌混凝土和高强高性能混凝土的发展,该标准在许多方面需要进行修订。计划进行修订的主要内容为:
1.增加第2 章“术语、符号”;2.对试件的取样频率、制作、养护等做补充规定;3.增加C60 以上混凝土试件尺寸折算系数的确定方法;4.将方差未知方案的混凝土强度评定公式与方差已知方案相一致;5.将非统计方法评定公式中的系数改为定值,使其更适用于高强混凝土;6 验证混凝土强度评定公式是否仍适用于C60~C80 混凝土;7.取消不适用的附录;8.增加强制性条文;9.与《预拌混凝土》GB/T14902-2003、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002、《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001、《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081-2002 等相协调。
 
     通过修订使该标准解决实施以来遇到的问题,补充和完善相关规定,使标准更具有可操作性,满足当代混凝土技术的发展和对混凝土质量的要求。
 
2.5 《混凝土拌和用水标准》(JGJ63-89,修订中)
     根据建设部建标[2004]66 号文《关于印发“二○○四年度工程建设城建、建工行业标准制定、修订计划”的通知》的要求,标准编制组在调查研究、试验验证、总结经验、参考国外先进标准和广泛征求意见的基础上,对原行业标准《混凝土拌和用水标准》(JGJ63-89)进行了修订。
本标准修订的主要内容是:
1)将标准名称修订为《混凝土用水标准》,将混凝土养护用水纳入本标准,并制定有关技术规定。
2)增加术语一章。
3)将城市再生水纳入标准,取消适当处理或处置后的工业废水。
4)在水质技术要求中,PH 值由4 提高到4.5;钢筋混凝土用水中氯离子由1200mg/l
减少到1000mg/l;硫酸盐( 2−4 SO )由2700mg/l 减少到2000mg/l;取消了硫化物检测目;
增加了碱含量内容。
5)确定水泥胶砂强度试验为唯一的强度对比试验方法。
6)全部检验方法采用国家标准。
7) 增加检验频率内容。
本标准分为七章,主要内容为:总则、术语、分类、技术要求(包括拌合用水和养护用水)、检验方法、检验规则、结果评定。该标准已经正式向国内同行征求意见。
 
2.6 《矿物掺合料应用技术规范》(制订中)
 
    为了规范矿物掺合料在混凝土中的应用,引导其技术发展,达到改善新拌和硬化混凝土的性能,提高混凝土和砂浆工程质量、延长建筑物使用寿命的目的,特制订本规范。
本规范适用于粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、钢渣粉、磷渣粉、硅灰、沸石粉和复合矿物掺合料在混凝土和砂浆工程中的应用。
本规范包括术语、符号;一般规定;矿物掺合料的技术要求;掺矿物掺合料混凝土的配合比设计;掺矿物掺合料混凝土的工程应用;粉煤灰等矿物掺合料在砂浆中的应用等七章,以及附录A~D:矿物掺合料细度试验方法(气流筛法)、矿物掺合料胶砂流动度笔及活性指数的测试方法、含水量试验方法、吸铵值测定方法。该标准已经正式向国内同行征求意见。
 
2.7 《早期推定混凝土强度试验方法》(JGJ15-83,修订中)
    2004 年建设部以建标[2004]第66 号文下达了《早期推定混凝土强度试验方法》(JGJ15
—83)的修订计划。因《早期推定混凝土强度试验方法》(JGJ15—83)是于1981 年开始制订的,当时的混凝土技术还比较落后,混凝土强度等级普遍偏低,外加剂和矿物掺合料的应用还不太广泛,大部分混凝土为塑性混凝土。该标准实施至今已二十多年,而混凝土技术有了较大的发展。混凝土正朝着高强高性能方向发展,化学外加剂﹑矿物掺合料在混凝土中的应用日益广泛,混凝土施工技术也由原来的塑性混凝土向着泵送﹑大流动方向发展。有鉴于此,为了适应混凝土技术的发展,满足工程需要,此次标准修订将有较大的变化。主要修订内容如下:
(1)适用范围扩大
    现行标准制订当初,混凝土强度等级较低(不大于C60),为了适应高强高性能混凝土的发展,此次修订拟通过试验验证高强混凝土与中低强度混凝土是否在一条回归直线上,能否用一条回归直线表示。如果不在一条回归直线上,可否采用分段表示。混凝土中掺加外加剂和矿物掺合料(尤其是大掺量)情况下,回归线是否呈线性关系。另外,将适用范围扩大到轻骨料混凝土。
 
(2)增加混凝土拌合物性能推定混凝土强度的试验方法
    借鉴国外的试验方法,通过测试新拌混凝土的粘滞阻力及砂﹑石自振频率,建立粘滞阻力﹑砂﹑石﹑水泥浆与混凝土坍落度﹑扩展度﹑水灰比﹑强度﹑水化温度之间的数学模型,测量出混凝土的坍落度﹑扩展度﹑水灰比﹑温度,从而预测混凝土28d 强度。该方法用于坍落度在120~260mm﹑强度等级C10~C60 之间的现场搅拌混凝土﹑预拌泵送高性能混凝土的工作性﹑水灰比﹑强度﹑温度等指标的测定。该方法操作简便﹑快捷,测量范围宽,可靠性较高,数据处理实现计算机智能化。
 
(3)增加混凝土中砂浆加速养护的试验方法
    现行标准中规定的三种加速养护试验方法,最快也需要7 小时得出试验结果,另外二
种方法均于次日得出试验结果。这些方法有时还不能满足工程的需要,还需要更短的时间。交通部于1994 年发布的《公路工程混凝土试验规程》(JTJ053—94)中提出采用1 小时促凝压蒸法进行混凝土强度快速试验。它是通过测定新拌混凝土湿筛砂浆试样促凝压蒸1 小时后的快硬强度,预测混凝土28d 标养强度。该方法经过十余年的使用,证明效果较好,1 个多小时就可得出试验结果,能满足工程的需要,但该方法不适于高强混凝土。本次修订拟增加该方法,并规定其使用条件。
 
(4)增加早期推定混凝土强度的应用
    现行标准实施已二十余年,各地在混凝土质量控制方面积累了较多的经验和体会。此次修订拟将多年来积累的经验和方法归纳汇总,形成条文列入标准。
总之,此次标准修订将根据混凝土技术的发展动态,吸收国外的先进经验,制定出既符合我国国情﹑又具有一定先进性,且实用性较强的早期推定混凝土强度的试验方法。
 
2.8 《建筑材料术语标准》(制订中)
    为了规范建筑材料的名称、定义和相应的英文名称,需要制订本标准。建筑材料术语应该能够正确表述相应的建筑材料,不产生疑义。保证在建设工程中使用的建筑材料准确无误,技术文件中的表达清楚明确,国际合作中的交流顺畅准确,另外还需要便于索引和管理。本标准主要确定建筑材料术语的名称、定义和相应的英文名称。
 
2.9 《纤维混凝土应用技术规程》(制订中)
    纤维混凝土已经在我国获得比较广泛的应用,但目前还没有统一的纤维混凝土应用技术规范,为适应这一需要,拟制订本标准。本标准包括钢纤维混凝土和合成纤维混凝土的应用。根据已有经验,钢纤维混凝土适用于对混凝土抗拉强度、抗折强度、抗剪强度、弯曲韧性和抗裂性能、抗冲击性能、抗疲劳性能以及抗震、抗爆等性能要求较高的混凝土工程或其局部部位。
    合成纤维混凝土适用于混凝土早龄期收缩裂缝控制和对混凝土抗冲击、抗疲劳、弯曲韧性以及对混凝土整体性能有一定要求的混凝土工程或其局部部位。
    本规程适用于工业与民用建筑和一般构筑物中应用钢纤维混凝土与合成纤维混凝土时的配制与施工。本规程不适用于纤维轻质混凝土和纤维耐热混凝土等特种纤维混凝土的配制与施工。
    本规程拟对纤维混凝土的原材料性能、配合比设计、配制方法、施工工艺、质量验收和相关试验方法等不同于普通混凝土的专门要求做出规定。
    本规程由中国建筑科学研究院主编,同济大学、哈尔滨工业大学、北京中纺纤建科技有限公司等10 多家单位参编,目前已经形成征求意见稿。
 
2.10 《聚羧酸系高性能减水剂》(制订中)
    长期以来,我国高效减水剂品种以萘磺酸盐甲醛缩合物高效减水剂为主(据统计占我国高效减水剂总量的80%),兼有三聚氰胺高效减水剂、脂肪族高效减水剂、氨基磺酸盐系高效减水剂等品种。上述各类高效减水剂的减水率尽管较高,但是大多数产品存在如下诸多问题:与不同水泥的相容性不好,特别是对早强型水泥;所配制的混凝土拌合物粘度较大,坍落度损失较快。针对传统高效减水剂的上述性能缺陷,日本、西欧等国相继研制出了新一代的高效减水剂——聚羧酸系高性能减水剂。该类减水剂克服了传统高效减水剂的不足,不仅在掺量明显降低的前提下减水率反而大大提高,可以配制更高强度等级的混凝土,特别适合用于配制高性能混凝土;而且成功解决了与水泥适应性不好、混凝土拌合物粘度过大、坍落度损失过快等难题,混凝土的强度增长也十分明显;相比于传统高效减水剂,聚羧酸系高性能减水剂生产工艺简单,生产过程中不涉及甲醛、苯酚等有毒物质,也不涉及硫酸等强腐蚀性物质,对环境无污染。近年来,国外若干聚羧酸系高性能减水剂产品相继进入我国建筑市场,例如德固赛、LG、巴斯夫、马贝等,同时我国也研制开发了聚羧酸系高性能减水剂。比如上海建筑科学研究院、中国建筑科学研究院等已经有自己的产品,其产品技术性能指标与国外产品相当。
 
    但是在我国,混凝土工程界对聚羧酸系减水剂的认识尚不够深入、甚至还有不少误区;同时,由于我国目前尚无有关聚羧酸系高性能减水剂的国标或行业标准,十分不利于聚羧酸系高性能减水剂的推广应用。为此,建设部给中国建筑科学研究院下达任务,要求会同有关科研院所和产品相关生产企业,尽快制定有关聚羧酸系高性能减水剂的行业标准。经过主编单位中国建筑科学研究院及上海市建筑科学研究院等10 多家参编单位的共同努力,目前已经形成《聚羧酸系高性能减水剂》的征求意见稿,并已寄发到有关单位进行意见征求。该征求意见稿内容包括聚羧酸系高性能减水剂的定义、技术要求、试验方法、检验规则、包装、出厂、贮存及退货等。
 
2.11 《混凝土耐久性检验评定标准》(暂定名,制订中)
    当前混凝土中钢筋腐蚀、除冰盐剥蚀、冻融破坏、化学腐蚀、碱骨料反应、干湿循环、碳化等引起混凝土结构的过早破坏,已成为全世界普遍关注并日益突出的一大灾害。美国标准局(NBS)的调查表明,美国全年各种腐蚀损失为700 亿美元。我国钢筋腐蚀等引起混凝土结构过早破坏,引起的耐久性问题也非常严重,特别是作为我国工业厂房主体的钢筋混凝土结构,如化工工业、冶金工业的选矿、烧结、焦化、化工、冶炼、铸造、造纸、电解、印染等生产环境,受高温、潮湿、酸、盐等侵蚀性液体、气体、杂散电流、重载等作用,许多结构使用不久(5~10 年)即开始出现钢筋腐蚀引起的结构破坏。
 
    目前我国正在实施西部大开发战略,而西部盐碱地区自然环境条件非常严酷。在西部严酷的自然环境中混凝土和钢筋混凝土结构材料经常遭受化学腐蚀、盐类结晶腐蚀、干湿循环和冻融循环破坏等因素叠加引起的严重腐蚀破坏。
 
    根据美国对二战前后兴建的混凝土工程使用寿命30~50 年后进行加固维修所投入的费用,约占建设总投资的40~50%以上。这样今后10~30 年内,为了维修建国以来所建设基础设施的费用,将是极其巨大的,甚至是我国的财政所负担不了的。
 
      现在,西部大开发和振兴东北老工业区的各项基础设施建设有的已经启动,有的正在启动。特别南水北调等五大工程已经启动,因此,尽快制订混凝土耐久性相关标准规范对于保证我国混凝土工程质量具有重要意义。
 
    目前国家对混凝土耐久性问题已经逐步重视,新修订的国家关标准如:《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)、《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)等已经强化了混凝土耐久性的有关内容;正在由清华大学陈肇元院士主持制订的《混凝土结构耐久性设计规范》对耐久性问题从设计源头予以重视;正在修订的《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》对耐久性试验方法更加重视;正在申请修订的《普通混凝土配合比设计规程》和《混凝土质量控制标准》为了保证工程寿命而更加强化了耐久性内容。但是要使上述这些标准发挥应用的作用,还缺乏一个非常重要的配套手段即混凝土耐久性的检验评定标准。当前对混凝土耐久性指标没有像强度指标类似的检验评定方法。上述相关标准没有解决混凝土耐久性检验用试件取样规定、耐久性指标如何验收、最低指标多少、如何计算耐久性指标的标准差和离差、按照什么方法评定、如何进行合格性判定、对现场和现场取样的混凝土耐久性如何检验评定等一系列关键问题。不解决这些关键问题,上述与混凝土耐久性有关的标准都难以得到落实,混凝土工程质量和寿命也就难以得到保证,因此,制订与上述标准配套的《混凝土耐久性检验评定标准》已经非常迫切。
 
本标准的主要技术内容包括以下几方面(初步草案):
(1)混凝土的取样,试件的制作、养护和试验;
(2)混凝土抗渗性检验评定;
(3)混凝土抗冻性检验评定;
(4)混凝土抗碳化性检验评定;
(5)混凝土耐钢筋锈蚀检验评定;
(6)混凝土碱骨料反应检验评定;
(7)混凝土抗裂性检验评定;
(8)混凝土抗硫酸盐腐蚀检验评定;
(9)混凝土抗除冰盐剥蚀性检验评定;
(10)混凝土耐磨性检验评定;
(11)环境和腐蚀介质分类。
 
3 结束语
    由于混凝土技术进步和工程实践的需要,尽快修订、完善已有的混凝土系列标准,补充
制订工程需要的混凝土标准规范,已经迫在眉睫。由于混凝土标准规范面向全国土木工程领
域,涉及面广,影响大,为了保证标准规范的质量,更好地发挥标准规范的作用,希望全国
土木工程领域的广大科技工作者和管理人员积极献计献策,共同将我国的混凝土标准规范制
订好。
 
 
 
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