混凝土用内养护剂-编制说明

中国建筑材料科学研究总院有限公司编制说明中国建筑材料科学研究总院有限公司编制说明目录TOC\o"1-2"\h\z\u一、任务来源 1二、标准制定背景 21、产品概况 22、标准制定可行性 3三、标准制定的目的、意义、必要性 31、目的及意义 32、标准制定的必要性 3四、标准编制原则 4五、国内外标准及资料 4六、制标依据 5七、编制过程 5八、标准主要内容的确定 5九、主要试验验证情况分析 8（一）试验样品 8（二）细度 9（三）颗粒级配 9（四）吸液倍率 9（五）吸水率 10（六）氯化物含量 10（七）受检砂浆性能 11（八）受检混凝土性能 12十、本标准涉及专利的情况 13十一、产业化情况、推广应用论证和预期达到的经济效果等情况 13十二、采用国际标准和国外先进标准情况 13十三、与现行相关法律、法规、规章及相关标准（强制性标准）的协调性 13十四、重大分歧意见的处理经过和依据 13十五、标准性质的建议说明 13十六、贯彻标准的要求和措施建议 14十七、废止现行相关标准的建议 14十八、标准水平分析 14十九、其他应予说明的事项 14T/CSTM《混凝土用内养护剂》团体标准制定编制说明一、任务来源2021年06月16日，经中国材料与试验团体标准委员会（以下简称：CSTM标准委员会）建筑材料领域委员会审查，批准《混凝土用内养护剂》团体标准立项，标准项目归口管理委员会为CSTM/FC03/TC02建筑材料领域委员会水泥制品技术委员会，该标准（中文版）立项编号为CSTMLX030200729-2021，标准（英文版）立项编号为CSTMLX030200729-2021E。本标准起草单位为中国建筑材料科学研究总院有限公司本标准参编单位有中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所、河北合众建材有限公司、建筑材料工业技术监督研究中心、中国国检测试控股集团股份有限公司、国检测试控股集团北京有限公司、鄂尔多斯市中轩生股份有限公司、辽宁克隆精细化工股份有限公司、云南省建筑科学研究院有限公司、德州中科新材料有限公司、赤峰品盛新材料有限公司等表1标准起草人及分工序号姓名单位职务/职称在本标准中承担的工作1白杰中国建筑材料科学研究总院有限公司教授级高工主编负责标准全部编制工作2薛童中国建筑材料科学研究总院有限公司工程师参与标准全部编制工作负责试验方案设计、试验分工及条文撰写3谭盐宾中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所高级工程师参与标准试验和条文撰写4张杰君河北合众建材有限公司经理/工程师参与标准试验和条文撰写5王博建筑材料工业技术监督研究中心工程师参与标准编制工作负责试验方案设计、试验分工及条文撰写6许文英中国国检测试控股集团股份有限公司工程师参与标准全部编制工作负责试验方案设计、试验分工及条文撰写7张利俊国检测试控股集团北京有限公司教授级高级工程师负责技术交流参与标准试验和条文撰写8孙正艳鄂尔多斯市中轩生化股份有限公司副总经理/高级工程师参与标准试验和条文撰写9季春伟辽宁克隆精细化工股份有限公司副总经理/高级工程师参与标准试验和条文撰写10党玉栋云南省建筑科学研究院有限公司副总工程师/高级工程师负责技术交流参与标准试验和条文撰写11李延华德州中科新材料有限公司总经理/工程师参与标准试验和条文撰写12魏海军赤峰品盛新材料有限公司总经理参与标准试验和条文撰写二、标准制定背景1、产品概况混凝土内养护材料是一种混凝土减缩抗裂材料，其主要利用蓄水-保水组分的持续补水及减少混凝土中水分散失的作用，进而提高混凝土结构强度及长期耐久性。混凝土作为建筑工程中用量最大、用途最广的建筑材料之一，其性能不仅取决于原材料组成、配比，更多的还与后期养护有关，良好的养护方式可以保证水泥的充分水化，促进强度增长，养护对混凝土性能发展至关重要，必须加以重视。养护不仅对混凝土强度产生影响，而且也对混凝土耐久性产生影响。传统养护方式损时、费力、耗能，养护质量难以控制，同时不能满足现代高层、大型建筑物及干旱缺水地区等建筑工程需求。与传统养护相比，养护剂养护不仅具有省工、省时、节水的优点，在恶劣的环境下保证混凝土性能，如缺水地域或者雨季等，更能显示出其优越性，而且适合高层建筑、机场道坪、公路及桥梁等工程，还促使混凝土各性能更为全面发展。国外在养护剂方面相关的标准有英国标准学会发布的BS7542-1992《Methodoftestforcuringcompoundsforconcrete》（混凝土养护剂的试验方法）、BSDDCEN/TS14754-1-2007《Curingcompounds-Testmethods-Part1:Determinationofwaterretentionefficiencyofcommoncuringcompounds》（养护剂试验方法-第1部分：通用养护剂保水率的测定）；美国材料与试验协会发布的ASTMC156-2005《StandardTestMethodforWaterRetentionbyLiquidMembrane-FormingCuringCompoundsforConcrete》（混凝土用液膜养护材料保水性的标准试验方法）、ASTMC156-2009a《StandardTestMethodforWaterLoss[fromaMortarSpecimen]ThroughLiquidMembrane-FormingCuringCompoundsforConcrete》（混凝土用液膜养护材料的失水率[砂浆试件]标准试验方法）、ASTMC309-2007《StandardSpecificationforLiquidMembrane-FormingCompoundsforCuringConcrete》（固化混凝土用液态薄膜成形混合物的标准规范），均为混凝土表面成膜型外养护剂的相关标准。国内现行的标准中与养护剂相关的有JC901-2002《水泥混凝土养护剂》、JT/T522-2004《公路工程混凝土养护剂》、JC/T2551-2009《混凝土高吸水性树脂内养护剂》和TB/T3275-2018《铁路混凝土》，前两者是外养护剂，后两者适用于有机类内养护剂，除此之外，部分企业制定企业标准。随着高强混凝土和高性能混凝土的深入研究和广泛发展，在水灰比较低的情况下，如果仅对混凝土表层养护，水分难以到达内部未水化胶凝材料所处区域，混凝土内部无法得到充分、及时养护，水泥等胶凝材料无法完全水化，产生所谓内部“自干燥现象”，因此业界提出了内养护的理念。基于各种理论及技术，现在已经有了数种内养护材料且广泛应用。2、标准制定可行性三、标准制定的目的、意义、必要性1、目的及意义随着现代材料科学技术的不断进步,混凝土逐渐向高性能化、绿色化方向发展。现代混凝土的特征是低水胶比、高掺矿物掺合料、掺加高效减水剂，早期收缩比较大，在约束条件下极易形成内部微裂缝，微裂缝过度发展则造成早期开裂。内养护剂在混凝土内部均匀分布，提高了水分与未水化水泥的接触概率，并且内养护剂预吸水分是以内养护剂为中心向四周扩散的，通过“预先内置的方法根据时机选择性释放水分”，显著增加混凝土内部相对湿度，实现了混凝土及时、充分的养护；混凝土内养护剂为在混凝土绝湿、绝热条件下在其内部缓慢释放水分的储水材料，维持混凝土内部相对湿度，有效缓解混凝土的收缩，从而使自干燥最小化、水泥水化最大化。内养护能够通过水分补偿降低自干燥和通过释水内养护促进水化这两个特点使内养护技术明显区别于膨胀剂补偿收缩技术、纤维阻裂技术及降低表面张力的外加剂减缩技术等。内养护是一种极具潜力的抑制混凝土早期开裂的前沿技术。由于全国尚没有统一的国家标准或行业标准，企业按各自的经验组织生产则很难有效地控制产品质量，不利于技术推广和产品应用。标准的制定，规范我国混凝土内养护剂的生产、使用、销售和质检，对促进我国预拌混凝土的生产发展和技术进步具有十分积极的意义。2、标准制定的必要性本标准的制定，将改变目前内养护剂局限于高吸水性树脂，其他内养护剂生产与使用的混乱现状，促进混凝土行业的健康发展，很多无机内养护剂大多为再生材料，此类新型环保建材的推广对于节约能源和资源，确保建设工程质量，促进建筑施工现代化，具有十分重大的意义。标准的制定将规范全国生产企业的产品标准，规范混凝土生产企业的原材料选用，规定技术要求和产品的检验方法，供混凝土外加剂的需方、设计、施工、监理选择时参考。为提高产品质量，抵制伪劣混凝土提供了可靠的技术保证，推动水泥混凝土制品的节能、节材、环保工作。四、标准编制原则《混凝土内养护剂》标准的编制工作严格按国家标准化管理部门团体标准制订的有关规定开展工作。标准制订工作遵守国家有关法律、法规，不与国家及地方法律、法规和国家强制性标准相抵触；坚持市场引导、服务产业、自助制定、立标严肃、制标严谨、执标严格、不断完善；与技术创新、试验验证、产业推进、应用推广相结合；积极采信国内外标准；标准具有系统性、包容性、多元性、时效性、适用性、动态性、先进性；标准制订工作开放、公平、透明、协商一致、促进贸易和交流。本标准在充分调研的基础上，结合部分企业、行业试验现状，在广泛调研、分析研究、试验验证的基础上，提出标准的讨论稿、征求意见稿，标准的主要技术内容结合国内目前的实际情况提出。本文件参照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》，GB/T20001.10《标准编写规则第10部分：产品标准》给出的规则起草，有关技术要求严格遵守下列原则：1.适用性原则；2.先进性原则；3.成熟性原则；4.经济性原则。适用性：标准编制工作必须认真贯彻国家相关法律法规和方针政策，标准中所有规定的内容均不得与现行法律法规相违背，同时应结合我国混凝土内养护剂生产现状，不能脱离我国国情，并充分考虑标准使用方的技术水平和使用要求，兼顾全社会各方的利益。先进性：充分借鉴国内外先进技术标准，体现行业的发展方向和科技发展水平，也有利于我国标准化与国际接轨。成熟性：充分调研国内外产品应用情况，分析其技术特点和技术要求，不断完善本标准技术内容编制工作，避免模糊的表述，尽可能提出定量的要求，并有相应的检验方法，有效保证生产的正常进行和标准的有效实施。经济性：合理考虑企业生产成本与检测机构的检测能力，既要考虑吸收国外先进技术并尊重知识产权，也要兼顾我国加固工程材料生产企业的技术水平及实际运用的差异，倡导技术创新、促进行业技术进步,在满足技术要求的情况下降低成本、节约能源；并推广先进技术成果，做到技术上先进、经济上合理。五、国内外标准及资料1、经检索，未查阅到混凝土用内养护剂相关的国际标准或国外先进标准。2、经检索，国内除2项行业标准：JC/T2551-2009《混凝土高吸水性树脂内养护剂》（局限于高吸水性树脂）、TB/T3275-2018《铁路混凝土》，2项企业标准：武汉三源特种建材有限责任公司企标Q/WSY010-2017《混凝土内养护剂》、海南太和科技有限公司企标Q/HNTH01-2018《混凝土内养护剂》）外，未检索到可覆盖多品种混凝土用内养护剂相关国家或行业相关标准。六、制标依据1、混凝土用内养护剂产品特点、用户使用要求及调查阶段搜集的建议；2、相关企业产品标准；3、生产厂家产品质量报告及试验数据；4、编制过程中的试验验证数据。七、编制过程2021年03月，以中国建筑材料科学研究总院有限公司为牵头单位的编制组就混凝土内养护剂组建了标准编制工作组，制定了标准编制初步工作计划，经过调研、试验研究，形成标准初稿。2021年06月，经中国材料与试验团体标准委员会（以下简称：CSTM标准委员会）建筑材料领域委员会审查，CSTM标准委员会批复CSTM标准《混凝土用内养护剂》正式立项。2021年07月，编制组召开第一次工作会议，确定编制原则和指导思想，对前期试验数据和标准（草稿）内容进行详细介绍，进行了验证试验分工安排，正式启动编制工作。2022年05月，编制组召开第二次工作会议，介绍了前期试验的结果以及结论介绍，并做了《混凝土用内养护剂》标准验证工作情况进展的汇报，并对补充试验进行分工安排。2022年11月，编制组召开第三次工作会议，对标准征求意见初稿进行研讨审查，编制组对标准内容形成了一致的意见，经过增加验证试验、修改、补充和完善，于2023年01月形成正式的标准征求意见稿，现提交进行广泛征求意见。八、标准主要内容的确定1、范围本标准规定了混凝土用内养护剂的术语和定义、分类、一般要求、技术要求、试验方法、检验规则、取样与批号、判定规则、标志、包装、运输和贮存。本标准适用于混凝土用内养护剂的检验。2、术语和定义本文件规定了本标准所涉及的材料、产品及性能等方面的相关术语。3、分类本标准规定了混凝土用内养护剂按其粒径大小分为粉体型和颗粒型两类（粒径大小见表1）。本标准规定了混凝土用内养护剂按其组份构成分为有机类、无机类和复合类三类。表2分类分类粒径，mm粉体型＜0.075颗粒型细集料≥0.075，＜4.75粗集料≥4.75，宜＜193、技术要求的确定本标准文件规定了混凝土用内养护剂的相关性能指标，包括细度、颗粒级配、吸液倍率、吸水率、氯化物含量、受检砂浆性能（流动度比、凝结时间之差、抗压强度比、7d自收缩率比）、受检混凝土性能（抗压强度比、7d自收缩率比、28d电通量之比）等。3.1细度对于于粒径小于0.075mm的粉体型混凝土内养护剂进行细度检测，本标准文件规定细度细度（300μm筛余）≤5.0%。3.2颗粒级配、细度模数颗粒级配对混凝土配合比砂率设计、拌合物状态有一定影响，本标准文件参考轻集料颗粒级配要求提出技术指标。3.3吸液倍率针对粉体型内养护剂提出吸液倍率指标，是反映混凝土用内养护剂产品的吸水、储水能力大小的重要指标，也为工程应用中额外加水量大小提供参考依据。本标准文件规定有机型内养护剂吸液倍率≥10，无机型和复合型在生产厂控制范围内，不做具体要求。3.4吸水率针对颗粒型内养护剂提出1h吸水率指标，参考轻集料颗粒级配要求提出细集料类1h吸水率≥5%，粗集料类1h吸水率≥10%。3.5氯化物含量氯离子控制对混凝土长期耐久性影响意义深远。本标准文件参考JC/T2551、GB/T17431.1、GB/T14684、TB/T3275等多项规范，对氯化物（以氯离子含量计）含量提出要求，其中粉体型≤0.1%，颗粒型≤0.02%。3.6受检砂浆性能指标受检砂浆指标参数仅适用粉体型混凝土内养护剂。试验用材料如下：水泥：应采用符合GB8076中附录A规定的基准水泥；砂：应符合GB/T17671规定的标准砂；水：应符合JGJ63的混凝土用水标准技术要求；减水剂：应采用符合GB8076规定的标准型高性能减水剂；砂浆配合比基准砂浆和受检砂浆中水泥与砂的质量比为1:2。基准砂浆的水灰比为0.35，按照GB/T2419的方法进行砂浆流动度测试，添加适量减水剂控制砂浆流动度在(230±5)mm。受检砂浆与基准砂浆使用相同等量的减水剂，用水量在基准水灰比0.35的基础上再加上额外引水量。基准砂浆和受检砂浆在计算用水量时，应包含减水剂中所含的水量。搅拌前应先将水泥和内养护剂混合均匀，减水剂与水混合均匀，按照GB/T17671规定的程序进行搅拌。额外引水量和内养护剂掺量采用生产厂家推荐值。本标准文件对流动度比、凝结时间之差、抗压强度比、自收缩率比提出指标规定，见表3表3受检砂浆性能检验项目指标流动度比/%≥60凝结时间之差/min初凝-120～+120抗压强度比/%有机型7d≥8028d≥95其他类型7d≥7028d≥857d自收缩率比/%有机型≤50其他类型≤70注1：当用户对混凝土养护龄期有特殊要求时，由供需双方商定。3.7受检混凝土性能指标试验用材料如下：水泥：应采用符合GB8076中附录A规定的基准水泥；砂：应采用符合GB8076规定的中砂；碎石：应采用符合GB8076规定的二级配碎石；水：应符合JGJ63的混凝土用水标准技术要求；减水剂：应采用符合GB8076规定的标准型高性能减水剂；混凝土配比如下：基准混凝土和受检混凝土配合比按JGJ55进行设计，应符合以下规定：a）水泥用量：485kg/m3。b）砂率：34%～38%。c）用水量：基准混凝土用水量为160kg/m3；受检混凝土用水量为（160kg/m3+额外引水量），额外引水量采用生产厂家推荐值。d）混凝土用内养护剂用量：粉体型内养护剂掺量采用生产厂家推荐值；颗粒型内养护剂用量按照相同体积对应替代基准混凝土的砂、石料。e）减水剂：控制坍落度为（210±10）mm的最小用量。用水量包括液体外加剂、砂、石材料中所含的水量。本标准文件对抗压强度比、自收缩率比、电通量之比提出指标规定，见表4表4受检混凝土性能检验项目指标抗压强度比/%7d≥8028d≥90自收缩率比/%7d≤60电通量之比/%粉体型28d≤100颗粒型28d≤110注1：当用户对混凝土养护龄期有特殊要求时，由供需双方商定。九、主要试验验证情况分析混凝土内养护剂是一种掺加入砂浆或混凝土后，预先吸收、储存一定量的水作为“内部水源”减小收缩和促进水泥水化，从而起到内养护、减少自收缩的材料。本拟定标准依据混凝土内养护作用机理特点，并结合现行国家/行业标准规范，经过多批次试验从混凝土配合比设计、试验方法、指标确立等方面进行验证，主要验证过程如下：（一）试验样品共收集到混凝土内养护剂样品13种，见表5：表5试验样品序号样品名称备注1SAP粉体型，有机类2白炭黑粉体型，无机类3沸石粉粉体型，无机类4浮石粉粉体型，无机类5硅藻土粉体型，无机类6海泡石粉粉体型，无机类7钠基膨润土粉体型，无机类8蛭石粉粉体型，无机类9砖粉粉体型，无机类10陶砂颗粒型，细集料11陶粒颗粒型，粗集料12浮石颗粒型，粗集料13火山石颗粒型，粗集料（二）细度共对9种粉体型混凝土内养护剂样品进行筛余试验，细度（300μm筛余）均为0%。（三）颗粒级配共对4种粉体型混凝土内养护剂样品进行筛分析试验，见表6-1和表6-2表6-1细集料颗粒级配样品名称试验单位编号各号筛的累计筛余/%细度模数方孔筛孔径/mm4.752.361.180.600.300.15陶砂A0.02.122.655.776.490.12.47D0.02.723.356.475.791.62.50E0.02.422.155.977.290.52.48F0.01.921.956.175.990.92.47表6-2粗集料颗粒级配样品名称试验单位编号各号筛的累计筛余/%公称粒级/mm方孔筛孔径/mm19.016.09.504.752.36陶粒A0001001005～10连续级配D00099100E000100100F000100100浮石A0031991005～16连续级配D00309999E003198100F00319999火山石A2369698995～25连续级配D137959999E2369599100F2349699100（四）吸液倍率本标准文件，共对以下9种粉体型混凝土内养护剂样品进行吸液倍率试验，见表7：表7吸液倍率样品名称吸液倍率试验单位编号ABCDEFISAP33.132.531.732.933.332.531.7白炭黑2.82.53.22.93.33.12.9沸石粉1.41.11.41.31.21.01.3浮石粉1.10.91.21.00.91.11.2硅藻土3.12.93.32.73.03.23.1海泡石粉2.22.52.32.22.21.92.4钠基膨润土6.05.95.86.15.95.56.2蛭石粉1.41.31.41.21.51.11.3砖粉2.02.21.92.22.12.42.1（五）吸水率本标准文件，共对以下4种颗粒型混凝土内养护剂样品进行1h吸水率试验，见表8：表81h吸水率样品名称1h吸水率/%试验单位编号ACDEGHIJ陶砂7.97.68.57.67.48.37.57.9陶粒18.117.518.917.718.318.919.219.5浮石53.254.552.753.454.852.953.754.6火山石11.210.89.910.511.010.311.410.7（六）氯化物含量本标准文件，共对以下13种混凝土内养护剂样品进行氯离子试验，见表9：表9氯化物含量样品名称氯化物（以氯离子含量计）含量%试验单位编号ABDEFSAP0.580.530.680.590.52白炭黑0.430.540.490.510.47沸石粉0.410.330.360.450.42浮石粉0.320.370.290.330.41硅藻土0.030.010.040.030.02海泡石粉0.230.250.190.170.21钠基膨润土0.040.020.040.020.05蛭石粉0.430.380.410.330.39砖粉0.550.460.510.490.55陶砂0.0090.0050.0100.0070.011陶粒0.0120.0080.0100.0070.011浮石0.0040.0020.0050.0010.003火山石0.0080.0050.0090.0060.008（七）受检砂浆性能本标准文件，共对以下6种混凝土内养护剂样品进行砂浆性能试验，见表10：表10受检砂浆性能样品名称试验单位编号试验项目流动度比/%初凝时间之差/min抗压强度比/%7d自收缩率比/%7d28dSAPA100+20889845B102+258910043D99+20859752E100+25889947I103+308710150白炭黑A111+110848863B108+115829165D110+125859059E105+100879262I109+105858958硅藻土A92+75798768B94+70778666D90+80798865E95+70819261I91+75778967海泡石粉A117+10738555B113+15768858D115+10759154E117+5718751I111+15778959钠基膨润土A91-10958963B88-5929056D85-15899162E90-20939065I95-10909262砖粉A86-25758771B88-20728972D83-25738574E84-30759269I89-20788868（八）受检混凝土性能本标准文件，共对以下10种混凝土内养护剂样品进行混凝土性能试验，见表11：表11受检混凝土性能样品名称试验单位编号试验项目抗压强度比/%7d自收缩率比/%28d电通量之比/%7d28dSAPA92984394B951054591D91954195E951014898I971084397白炭黑A961025188B941064791D91994587E951044994I921015