广西《内养生水泥混凝土技术规程》编制说明

广西地方标准《内养生水泥混凝土技术规程》（征求意见稿）编制说明项目来源根据《广西壮族自治区市场监管局关于下达2020年第二批广西地方标准制定项目计划的通知》桂市监函﹝2020﹞1832精神，由广西壮族自治区交通运输厅提出，广西交科集团有限公司、广西北部湾投资集团钦州至北海高速公路改扩建工程建设指挥部、广西新恒通高速公路有限公司、广西路桥工程集团有限公司、广西西江集团红花二线船闸有限公司、广西宽扩建设工程有限公司共同起草的广西地方标准《内养生水泥混凝土技术规程》。项目背景及目的意义修筑水泥混凝土铺面工程、提升公路桥梁结构物和非水下区域水运混凝土结构物耐久性能符合发展循环经济、建设资源节约型和环境友好型公路交通的要求。随着广西路网规划的实施，2030年高速公路规模将达到15200公里，一二级公路将突破2万公里，跨越式规模化建设的同时，对公路施工质量和使用寿命提出了越来越高的要求。但目前交通量增长迅速，车辆超载重载普遍，采用传统技术建设的水泥混凝土铺面、桥梁构造物、水运结构物等在交通荷载和各种自然因素综合作用下，短期内就出现了结构性损坏严重问题。而水泥混凝土铺面和构造物一旦出现病害，不仅维修难度大，而且费用高，因此如何从根本上改善水泥混凝土的质量，提高耐久性，提高使用寿命已是行业发展面临的瓶颈问题，也是拉动内需，发挥水泥混凝土铺面建设成本低、结构物强度高、耐久、长寿命的优势，真正实现水泥混凝土铺面和桥梁构造物可持续发展的必然需求。目前，针对水泥混凝土早期破坏的问题，主要是通过掺加外加剂、降低水灰比等高性能化措施来改进，这在一定程度上可以提高混凝土的耐久性，特别表现在室内试件的测试指标有了大幅度的提高。但是，总用水量的减少会使得混凝土早期收缩显著加剧，混凝土的粘度也增加，施工性能下降，导致所谓的高性能化混凝土与普通混凝土相比较，虽然结构密实度增加，但均匀性降低，开裂趋势明显增大，导致混凝土的结构性能和耐久性不降反升。而且，公路工程水泥混凝土浇筑后要覆盖和定时洒水，养护用水已占据工程成本的相当比率，对于缺水的广西西北部山区来说，还带来更大的环境压力，很多地区在旱季施工高潮时出现了混凝土养护用水和老百姓生活用水抢水的现象。实际上，大部分养护用水因为无法进入混凝土内部，无法参与水泥水化，因此浪费现象严重。如果能够通过技术，使混凝土实现低水灰比条件下的“低粘度”和“自我内部逐步养生”，从而既能够减少施工流动阻力和混凝土的内部收缩，又能够节省大量后期养护用水，是经济和技术上双丰收的手段。本项目的研究目的，是通过形成内养生水泥混凝土技术规程广西地方标准，对广西公路、桥梁结构物、非水下区域水运结构物等混凝土工程建设过程中新建内养生水泥混凝土铺面和结构物的材料优选、性能验证、生产质量和施工质量控制、检验与验收等方面作出规定，以规范广西内养生水泥混凝土的设计、施工工艺及工作性评价方法，并提升新建水泥混凝土工程的耐久性、使用寿命以及使用功能等关键应用技术水平。该技术在广西具有大规模推广应用的价值，意义重大。编制的《内养生水泥混凝土技术规程》适用新建和改扩建公路、桥梁结构物、非水下区域的水工混凝土、机制砂混凝土等内养生的材料优选、配合比设计、施工工艺与建设管理，市政工程等可参照执行。对于复杂施工条件后期养护得不到保障的混凝土工程需采用内养生水泥混凝土。项目编制过程（一）成立标准编制工作组广西地方标准《内养生水泥混凝土技术规程》项目任务下达后，广西交科集团有限公司成立了标准编制工作组，制定了标准编写方案，明确任务职责，确定工作技术路线，开展标准研制工作，具体标准编制工作由广西北部湾投资集团钦州至北海高速公路改扩建工程建设指挥部、广西新恒通高速公路有限公司、广西路桥工程集团有限公司、广西西江集团红花二线船闸有限公司、广西宽扩建设工程有限公司相关人员配合。本标准负责起草单位：广西交科集团有限公司本标准参与起草单位：广西北部湾投资集团钦州至北海高速公路改扩建工程建设指挥部、广西新恒通高速公路有限公司、广西路桥工程集团有限公司、广西西江集团红花二线船闸有限公司、广西宽扩建设工程有限公司。本标准主要起草人：周胜波、王泽能、谭华、蓝日彦、熊剑平、黄建勇、王建军、李博、覃权、万华柱、何廷全、谢政专、潘荣建、贤有汞、蒋春钢、李活、陈宇、韦港荣、肖山东、李庚飞、何建乔、王日凤、翁贻令、周智密、韦万峰。（二）收集整理文献资料标准制定任务下达后，编制人员根据任务分工进行了国内外内养生水泥混泥土设计、施工相关标准规范和工程资料收集、调查了广西地方公路水泥混凝土铺面、桥梁结构物、非水下区域水运结构物工程施工质量和实用现状，对已有建设领域内养生工程实施效果进行观测和分析、关键性能参数的室内试验验证、数据结果的综合研究分析等工作。（a）收集国内国外相关的技术标准，了解了内养生水泥混凝土设计、施工相关技术参数指标。相关标准汇总如下：表1内养生水泥混凝土相关技术标准标准名称编号/发布时间发布类别混凝土结构设计规范（住建部）GB

50010-2010国家标准混凝土结构耐久性设计规范GB/T50476-2019国家标准混凝土外加剂应用技术规范GB50119-2013国家标准混凝土外加剂GB8076-2008国家标准公路预应力混凝土和钢筋混凝土桥涵设计规范JTG3362-2018行业标准公路工程质量检验评定标准JTGF80/1-2004行业标准公路工程技术标准JTGB01-2014行业标准公路工程混凝土结构耐久性设计规范JTG/T3310-2019行业标准公路水泥混凝土路面设计规范JTGD40-2011行业标准公路桥涵设计通用规范JTGD60-2015行业标准公路水泥混凝土路面施工技术细则JTG/TF30-201行业标准公路桥涵施工技术规范JTG/TF50-2011行业标准混凝土用水标准JGJ63-2006行业标准水工混凝土结构设计规范SL191-2008行业标准公路水泥混凝土路面滑模施工技术规程JTJ/T037.1-2000行业标准公路水泥混凝土路面施工技术规范JTGF30-2003行业标准水泥混凝土养护剂JC901-2002行业标准公路工程混凝土外加剂JT/T523-2004行业标准公路工程混凝土养护剂JT/T522-2004行业标准公路工程水泥及水泥混凝土试验规程JTGE30-2005行业标准混凝土节水保湿养护膜JG/T188-2010行业标准StandardSpecificaionforLightweightAggregateforinternalCuringofConcreteASTMC1761/C1761M-17美国ASTM标准(b)广泛开展实体工程应用效果调查，通过对广西已建成的内养生路面工程、桥梁结构物及非水下区域水运工程应用情况调研和分析，总结以往工程经验，通过类比分析，归纳出不同应用场合、不同条件下内养生水泥混凝土的适用条件，确定关键技术参数，为新的内养生水泥混凝土的设计、施工提供参考依据。实体工程调研汇总如下：表2广西区内养生混凝土应用工程时间工程名称2015年来马高速上林、三里和迁江服务区广场2015年崇左至靖西高速公路崇左段桥面铺装2016年隆百高速下塘连线路面工程2017年柳江红花水利枢纽二线船闸廊道(c)结合我公司开展的相关科研课题研究成果、工程咨询技术总结以及借鉴吸收国内外内养生混凝土设计技术及其他省份或地区的成功经验，形成广西内养生水泥混凝土的设计、施工工艺及工作性评价方法，进而提升新建水泥混凝土工程的耐久性、使用寿命以及使用功能等关键应用技术水平，促进广西区内养生水泥混凝土技术的发展，为后续内养生水泥混凝土相关规范和标准的编制提供参考。(d)打造融水至河池高速公路路面、桥面铺面及结构物内养生水泥混凝土技术运用及品质提升工程示范点，推进内养生技术在广西公路、桥梁、非水下区域水运等混凝土工程建设中的推广应用。(e)针对目前机制砂混凝土工作波动性大导致施工质量难控制，混凝土收缩变形和徐变高导致开裂等问题严重限制了其在结构物混凝土中的应用，本标准通过掺入内养生材料以调控扩大机制砂在混凝土的使用范围，实现优化自然资源配置、保护生态环境性能化为目标，开发抗收缩抗徐变的广西区机制砂混凝土体积稳定性控制技术及“内养外阻”综合养护提升技术（三）研讨确定标准主体内容标准编制工作组在对收集的资料进行整理研究之后，标准编制工作组召开了标准编制会议，对标准的整体框架结构进行了研究，并对标准的关键性内容进行了初步探讨。经过研究，标准的主体内容确定为术语和定义、原材料要求、配合比设计、生产质量控制、施工质量控制及质量验收。（四）调研、形成征求意见稿为确保标准调研、编制工作的有序开展，项目组根据前期策划会确定的主要内容，组织相关人员编制了工作大纲及编制大纲并于2019年10月30日召开了大纲评审会。按照评审专家意见，修改完善的大纲作为项目的工作指导，项目组着手开展了相关调研、试验及资料收集工作并逐步编写形成了工作组讨论稿。广西交科集团有限公司计划于2020年4月14日组织召开《内养生水泥混凝土技术规程》征求意见初稿讨论会。最终形成征求意见稿及编制说明。标准制定原则1、标准的编制原则本标准的编制遵循国家设计与施工相关标准、行业设计与施工相关标准。在充分调研的基础上，研究和分析了广西地方公路水泥混凝土铺面、桥梁结构物、非水下区域水运结构物工程施工质量和实用现状，同时考虑广西交通运输行业的发展需求，将内养生混凝土的具体技术要求进行针对性增加、取舍、综合、分类，以确保编制的标准能够保障规范并引导行业设计、施工等单位做好内养生混凝土设计、施工及工作性评价。经过起草工作组成员讨论，确定标准编制遵循以下基本原则：（1）科学性原则分析国内标准体系的现状和特点，结合国内外内养生公路、桥梁结构物、非水下区域水运结构物工程水泥混凝土的应用现状，尤其是广西境内已有建设领域内养生工程应用实效，对已发布的相关设计及改扩建标准、规范进行梳理、归纳和分类，建立科学、实用、合理的广西地区内养生混凝土技术规程。（2）承接性原则标准术语与相应国家、国际、行业和地方标准的规定内容相一致，条文未出现自相矛盾的地方。标准技术内容与国家、国际、行业和地方标准兼容，未出现冲突，保证了一致性。标准技术内容中引用其他标准时，已明确指出所引用标准的内容或名称，增强了该标准的可读性和可操作性。（3）实用性原则标准的起草充分调研了国内外内养生公路、桥梁结构物、非水下区域水运结构物工程水泥混凝土的应用现状，进一步将征求高校、公路管理、设计院、施工单位等领域的专家意见。编写组在此基础上再反复讨论和修改，完善此技术标准。规程内容针对性强，实用性高。标准主要内容及依据来源《内养生水泥混凝土技术规程》征求意见稿内容共分9章，还包括前言、附录、条文说明。第1章规定了标准的范围；第2章给出了规范性引用文件；第3章为有关术语和符号；第4章为基本规定；第5章为技术原则；第6章为混凝土原材料要求；第7章为混凝土配合比设计方法；第8章为混凝土的生产及施工质量控制；第9章为混凝土的工程质量检测和验收。分析见附件：1、设计原则第5章设计使用内养生混凝土时，针对不同种类混凝土的强度保证率、磨损量、抗滑构造深度、摩擦系数、最大裂缝宽度、抗渗性、抗氯离子渗透性等指标提出了不同的指标控制要求。相较于《公路水泥混凝土路面施工技术细则》（JTG/T

F30-2014）、《公路桥涵施工技术规范》（JTGTF50-2011）和《水运工程混凝土施工规范JTS202-2011》（JTS202-2011），对内养生混凝土提出了明确的控制指标。本章内容的确定也借鉴和参考了广西本地多年的内养生混凝土工程效果，进一步提出了具体指标控制要求。2、混凝土原材料要求相较于《公路工程混凝土结构耐久性设计规范》（JTG/T3310-2019）、《公路预应力混凝土和钢筋混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）、《公路桥涵施工技术规范》（JTGTF50-2011）和《水运工程混凝土施工规范JTS202-2011》（JTS202-2011），第6章内养生混凝土规定了原材料的具体要求。提出内养生材料的种类、掺量应该根据具体应用在路面、桥梁结构物和非水下区域水运结构物的要求进行选择，同时内养生材料与胶凝材料和外加剂之间需要按照相容性标准进行验证。3、混凝土配合比设计方法参照《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2011）、《公路水泥混凝土路面施工技术细则》（JTG/T

F30-2014）、《公路桥涵施工技术规范》（JTGTF50-2011）和《水工混凝土配合比设计规程》（DLT5330-2015）等施工配合比设计要求，结合国内外及广西区的内养生混凝土成功经验，分别对内养生材料、多孔吸水矿物材料、额外引入水作了具体控制要求，给出内养生材料掺量及额外引入水量要求及施工质量关键技术指标。结合广西区的气候环境特征，分别规定路面、桥梁结构物和非水下区域水运结构物的配合比设计要求。4、混凝土的生产及施工质量控制混凝土原材料质量控制、生产质量控制及施工质量控制应符合《公路水泥混凝土路面施工技术细则》（JTG/T

F30-2014）、《公路桥涵施工技术规范》（JTGTF50-2011）和《水运工程混凝土施工规范JTS202-2011》（JTS202-2011）等现行国家标准等相关规定，同时满足施工组织方案、施工指南的相关要求。对不同环境条件和应用工程的养护应进行综合措施的控制，混凝土应在浇筑完毕初凝前，喷洒表面抗裂剂进行养护，形成“内养外阻”养护模式。混凝土的工程质量检测和验收按照《公路水泥混凝土路面施工技术细则》（JTG/T

F30-2014）、《公路桥涵施工技术规范》（JTGTF50-2011）和《水运工程混凝土施工规范JTS202-2011》（JTS202-2011）等现行国家标准等相混凝土工程质量检测和验收规定，结合广西区内内养生混凝土的成功经验，提出原材料的质量检验和抽样、浇筑质量控制、硬化混凝土的抽样与评定、混凝土工程的实体检测、质量问题及处理流程、质量验收等要求。预期的作用和效益（1）经济效益使用内养生水泥混凝土，将降低混凝土施工阻力1/2以上，提高施工效率1倍以上，并可显著提高混凝土的自密实性能，提升混凝土的外观质量和均匀性。水泥水化程度提高10%左右，补偿混凝土的早期体积收缩，消除各类铺装层中出现的各种早期裂缝，降低裂缝开裂率60%以上，显著提高水泥混凝土铺装的平整度和外观质量。从抗渗性角度来分析，可以延长混凝土的使用寿命1倍以上，从全寿命周期考虑相当于降低一半建设成本。从养护时间和养护方式来说，内部养生混凝土养护方式可采用7天早期覆盖的方式进行养护，期间可在3天洒水一次，相比普通混凝土外养护7天每天洒水养护的方式可节省养护用水量85%以上，节省养护工人成本85%，同时降低大体积桥梁混凝、非水下区域水工混凝土养护难度和额外增加的工人费用。（2）社会效益应用内养生水泥混凝土，由于混凝土养护维修少，保证混凝土耐久性能力和持续较高的社会服务水平，从而提高社会效益。与普通水泥混凝土路面相比，由于提高了混凝土耐久性能，延长了使用寿命，从而使得水泥路面全寿命周期内的碳排放量降低，节约了原材料的消耗量。（3）环境效益应用内部养生水泥混凝土，由于混凝土强度保证率提高、裂缝发生率大幅度降低，后期养护维修少，保证了内养生持续较高的社会服务水平，从而提高社会效益。内部养生混凝土与普通混凝土相比，由于提高了使用寿命，提高了原材料使用效率，有效降低了全寿命周期内原料生产的碳排放量，降低了对大气环境的污染程度，具有较好的环保效益。七、国内同类标准制修订情况及与法律法规、强制性标准关系经查阅，与内养生水泥混凝土相关的标准主要有：《《工程结构设计通用符号标准》（GB/T50132-2014）、《道路工程术语标准》(GBJ124-88)、《公路预应力混凝土和钢筋混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）、《公路工程混凝土结构耐久性设计规范》（JTG/T3310-2019）、《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTGD40-2011）、《水工混凝土结构设计规范》（SL191-2008）、《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》（JTGE30-2005）等。本标准的内容与现行的法律、法规及强制性标准无冲突，标准的编写符合GB/T1.1—2020的要求。八、重大分歧意见的处理经过和依据本标准研制过程中无重大分歧意见。广西地方标准《内养生水泥混凝土技术规程》标准编制工作小组2020年11月13日附件1、内养生水泥混凝土性能指标试验分析内养生水泥混凝土性能指标以上林收费站为例。主要分析内养生剂对混凝土强度、抗裂性、平整度、抗滑性、抗渗性等性能指标的影响。a）对强度的影响，标养条件下，如表3所示，内养护混凝土的强度相较普通混凝土要低。然而通过室外不同养护条件下的强度对比结果表明，室外的养护条件更适用与内养生混凝土强度的发展，但通过合理的组成设计可以弥补这一点，且特别适用于养护用水不足的情况下。考虑到普通混凝土为室内养护，强度应较室外养护用水条件不足时要高，因此内养生混凝土的现场实际强度应与普通混凝土接近。此外，内养护混凝土提高了混凝土的均匀性，减少了收缩开裂，因此现场混凝土的实际强度得到保证，这个是室内标准试件所无法模拟的。表3不同养护条件下普通混凝土与内养生混凝土强度对比/MPa类型普通混凝土内养生混凝土养护条件试验室标准养护覆盖土工布，开始洒一次水，室外养护未覆盖，隔天洒水，室外养护无任何养护措施混凝土类型普通内养生普通内养生普通内养生普通内养生3d抗压强度51.845.739.548.639554.232.635.83d抗弯拉强度5.24.54.14.54.14.23.13.57d抗压强度67.848.150.159.550.153.550.455.67d抗弯拉强度6.15.64.24.54.64.64.44.5b）对抗裂性的影响。分别成型普通混凝土及内掺内养生剂外涂抗裂剂的混凝土，并检测混凝土早期的裂缝数目、裂缝长度和最大裂缝宽度，计算单位面积的开裂面积，结果如下表4。普通混凝土的最大裂缝宽度为0.68mm，单位面积总开裂面积为547mm2/m2；内养外阻混凝土最大裂缝宽度为0.16mm，单位面积总开裂面积为125mm2/m2。“内养外阻”混凝土的塑性裂缝大大减少。表4塑性裂缝检测对比指标名称普通混凝土内养生+表面抗裂剂最大裂缝宽度（mm）0.680.16平均开裂面积a（mm2/条）229平板面积（m2）0.480.48单位面积裂缝数目b（条/m2）2515单位面积总开裂面积（mm2/m2）547125c)对平整度的影响。表5是对两幅路面平整度测试结果的对比，在相同的抹面工艺条件下，对于掺加内养生材料的右幅路面平整度值为2.6，而未掺加内养生材料的左幅路面平整度值为3.1，说明内养生材料的掺加对于提高路面施工平整度具有很好的效果。表5平整度对比桩号方位1235678910平均值内