一、標(biāo)準(zhǔn)編制背景和意義
天然沸石是一族架狀構(gòu)造的含水鋁硅酸鹽礦物，天然沸石粉是由天然沸石巖磨細(xì)而成的粉體材料，含有大量活性的SiO2和Al2O3，火山灰活性較高。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，世界上已發(fā)現(xiàn)沸石礦床 1000 多處，我國(guó)已發(fā)現(xiàn)的近 400 處沸石礦床（點(diǎn)），主要分布在河北、黑龍江、浙江等，較為著名的有河北省圍場(chǎng)縣沸石礦、浙江省縉云沸石礦和黑龍江省海林縣沸石礦等。礦物摻合料生產(chǎn)采用的天然沸石主要是斜發(fā)沸石和絲光沸石。含沸石粉的水泥混凝土的特性是抗?jié)B性高，耐久性好，特別是抑制AAR的膨脹最有效。因此，天然沸石粉作為水泥混合材或摻合料用于水泥砂漿和混凝土具有良好的應(yīng)用效果。
JG/T 3048—1998《混凝土和砂漿用天然沸石粉》對(duì)推動(dòng)天然沸石粉在混凝土和砂漿中的應(yīng)用起到了積極作用，隨著對(duì)天然沸石粉研究和應(yīng)用的不斷深入，其它礦物摻合料標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布實(shí)施，使得 98 版沸石粉標(biāo)準(zhǔn)部分內(nèi)容已不能適應(yīng)當(dāng)前的需要，根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部“關(guān)于印發(fā) 2016 年工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制訂、修訂計(jì)劃的通知”（建標(biāo)[2015]274號(hào)）文的要求，批準(zhǔn)中國(guó)建筑科學(xué)研究院會(huì)同有關(guān)單位修訂建工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JG/T 3048《混凝土和砂漿用天然沸石粉》。
二、標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)內(nèi)容解讀
1. 產(chǎn)品分級(jí)
JG/T 3048—1998將天然沸石粉分為Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)和Ⅲ級(jí)，本次修訂時(shí)，仍然延續(xù) JG/T 3048—1998 的規(guī)定，將沸石粉分為Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)和Ⅲ級(jí)共三級(jí)。
2. 吸銨值
沸石具有獨(dú)特的銨離子交換特性，吸銨值是沸石離子交換的特征指標(biāo)，其吸銨量與沸石含量成線性關(guān)系。吸銨值試驗(yàn)方法的原理是將樣品與氯化銨溶液共熱，使 NH4+被沸石粉充分吸附，經(jīng)水洗滌后，再經(jīng)氯化鉀溶液作用，將交換的銨離子置換出來(lái)，然后加入甲醛，使 NH4+與甲醛反應(yīng)生成六亞甲基四胺酸和定量的強(qiáng)酸，因此可用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)液滴定，用酚酞作指示劑，各步離子反應(yīng)式如下：
本次修訂時(shí)，對(duì)天然沸石粉及其它礦物摻合料進(jìn)行了吸銨值的對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，具有較高的吸銨值是沸石粉區(qū)別于其它礦物摻合料和石粉的特性之一。
本次修訂時(shí)，還研究了沸石粉不同細(xì)度對(duì)吸銨值的影響，試驗(yàn)采用 4# 河北沸石粉，通過(guò)不同的粉磨時(shí)間獲得不同細(xì)度的沸石粉，結(jié)果如表4所示。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著沸石粉細(xì)度的增加，吸銨值稍有增加，但增加幅度很小，表明沸石粉細(xì)度在 30%以下范圍內(nèi)，細(xì)度對(duì)吸銨值影響不明顯，即吸銨值與細(xì)度關(guān)系不大。本次修訂時(shí)，Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)沸石粉的吸銨值指標(biāo)下限仍然按JG/T 3048—1998 的規(guī)定分別為130、100、90mmol/100 g。
3. 細(xì)度
現(xiàn)行的礦物摻合料標(biāo)準(zhǔn)中，普遍采用45 μm篩的篩余量或比表面積對(duì)其細(xì)度進(jìn)行評(píng)價(jià)，由于沸石中具有許多空腔和孔道，用比表面積測(cè)定儀測(cè)定其比表面積的結(jié)果比實(shí)際細(xì)度較高，因此本次修訂時(shí)，仍然采用篩余表征天然沸石粉的細(xì)度。原標(biāo)準(zhǔn)中采用80 μm篩篩余表征細(xì)度，為了與其它摻合料標(biāo)準(zhǔn)相協(xié)調(diào)，與其它摻合料細(xì)度評(píng)價(jià)方法相統(tǒng)一，本次修訂中，將原標(biāo)準(zhǔn)中的 80 μm篩改成45 μm篩，并結(jié)合驗(yàn)證試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果，將Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)沸石粉的45 μm篩篩余量的上限分別定為12%、30%和 45%。
4. 活性指數(shù)
隨著齡期的延長(zhǎng)，活性指數(shù)逐漸增加，礦物摻合料在 10%摻量范圍內(nèi)，7～28 d齡期， 28～56 d 齡期活性指數(shù)增長(zhǎng)幅度一般為 2%~5%。吸銨值越大，沸石粉活性也越大。根據(jù)以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)，將Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)沸石粉的 28 d活性指數(shù)分別按≥90%、≥85%、≥80%進(jìn)行劃分。
5. 天然沸石巖鑒別試驗(yàn)方法
吸銨值是沸石巖粉一個(gè)特性，是鑒別天然沸石巖粉的一個(gè)有效手段，但該試驗(yàn)操作時(shí)間較長(zhǎng)，操作較為復(fù)雜。本次修訂時(shí)，參照 GB/T 21695—2018《飼料級(jí)沸石粉》的相關(guān)內(nèi)容，增加了一種快速鑒別天然沸石巖的方法，作為資料性附錄 E。一般幾分鐘便可得出試驗(yàn)結(jié)果，其原理為：將沸石巖樣品與混合交換劑共同加熱煮沸，利用天然沸石其內(nèi)部孔腔吸附性，將混合交換劑離子吸附，然后利用蒸餾水將沸石表面的混合交換劑離子去除，然后再與加入的硫化鈉共熱煮沸，看其表面顏色是否變黑，表面不變黑者，則不是沸石巖，樣品表面顏色變黑者，可能為沸石巖。此方法主要利用天然沸石強(qiáng)吸附性的特點(diǎn)，因此對(duì)于其它同樣具有強(qiáng)吸附性的樣品，表面顏色也可能變黑。結(jié)果判定規(guī)則為：樣品表面不變黑者，則不是沸石巖，樣品表面顏色變黑者，可能為沸石巖。
JG/T 3048—1998 自發(fā)布實(shí)施 20 年來(lái)，對(duì)推動(dòng)天然沸石粉在混凝土和砂漿中的應(yīng)用起到了積極的作用，隨著對(duì)天然沸石粉研究和應(yīng)用的不斷深入，以及其它礦物摻合料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的修訂發(fā)布實(shí)施，為了保證標(biāo)準(zhǔn)之間的協(xié)調(diào)性、標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)性與適用性，本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)天然沸石粉的技術(shù)指標(biāo)及其試驗(yàn)方法作了重點(diǎn)修訂，同時(shí)增加了新的技術(shù)指標(biāo)規(guī)定及其天然沸石巖鑒別方法等新的內(nèi)容。編制組在標(biāo)準(zhǔn)編制過(guò)程中進(jìn)行了廣 泛調(diào)研，開(kāi)展了大量驗(yàn)證試驗(yàn)，借鑒了國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)的編制對(duì)規(guī)范該產(chǎn)品的生產(chǎn)與應(yīng)用提供了技術(shù)依據(jù)，對(duì)推動(dòng)天然沸石粉在混凝土和砂漿中的應(yīng)用具有指導(dǎo)意義。
