《磷酸鎂水泥修補砂漿》行業(yè)標準編制說明

《磷酸鎂水泥修補砂漿》行業(yè)標準編制說明1任務來源和工作簡況1.1任務來源及工作簡況根據工業(yè)和信息化部工信廳科[2015]115號文件，行業(yè)標準《磷酸鎂水泥修補砂漿》已列入2015年第三批工業(yè)行業(yè)標準制修訂計劃，計劃號為2015-0969T-JC。本批標準項目主要由重慶大學和建筑材料工業(yè)技術監(jiān)督研究中心相關部門提出，由建材行業(yè)標準化服務平臺組織專家進行評審通過。由重慶大學、建筑材料工業(yè)技術監(jiān)督研究中心、廣州長宜新材料科技有限公司、重慶建工建材物流有限公司、甘肅路橋養(yǎng)護科技公司、貴州開磷集團建設公司、云南省建筑科學研究院、武漢三源特種建材有限責任公司、江蘇尼高科技有限公司、南京工業(yè)大學、重慶交通大學負責組織國內主要磷酸鎂水泥修補砂漿生產、應用企業(yè)參加起草。主要工作有：收集國內外相關產品技術資料及對比分析；充分了解用戶的即時需要和未來需求；在各相關單位及相關人員充分討論草案稿、征求意見稿、送審稿基礎上修訂生成本報批稿。1.2起草單位本標準負責主要單位：重慶大學、建筑材料工業(yè)技術監(jiān)督研究中心本標準參加起草單位：廣州長宜新材料科技有限公司、重慶建工建材物流有限公司、甘肅路橋養(yǎng)護科技公司、貴州開磷集團建設公司、云南省建筑科學研究院、武漢三源特種建材有限責任公司、江蘇尼高科技有限公司、南京工業(yè)大學、重慶交通大學2標準編制原則a）遵循磷酸鎂水泥修補砂漿質量檢驗和控制的普遍規(guī)律。b）符合修補砂漿行業(yè)的一般規(guī)范。c）在符合國內磷酸鎂水泥砂漿修補行業(yè)的產品技術水平和應用的基礎上，部分借鑒我國標準JC_T2381-2016《修補砂漿》標準中的有關內容編寫。同時體現磷酸鎂水泥砂漿特性和性能優(yōu)勢，具有合適的覆蓋面。d）技術指標全面，寬嚴得當，既能適應實際生產，又能體現產品優(yōu)勢。3標準的編制過程3.1開展調研工作網上查詢境外有修補砂漿的使用生產情況、中國大陸境內修補砂漿的生產企業(yè)狀況以及該產品在制備水泥基泡沫材料的使用情況，及工程應用概況。發(fā)函調研生產企業(yè)的生產規(guī)模、產品規(guī)格、產品使用情況。3.2收集國內外相關標準由于該項標準國內外雖已經有大量相關的產品報道，但未查到相關的標準。因此本標注主要收集了我國相關建材行業(yè)標準JC_T2381-2016《修補砂漿》并組織學習。本標準所需引用的規(guī)范性引用文件也都收集齊全。3.3成立標準起草工作小組2017年5月15日《磷酸鎂水泥修補砂漿》行業(yè)標準編制組成立暨第一次工作會議在重慶舉行，來自標準歸口單位、科研院所、高等院校、質檢機構、生產施工企業(yè)、行業(yè)協(xié)會等11個單位的19名代表參加了會議。會議成立了本標準起草工作組，起草小組主要分工如下：a)重慶大學：負責組織協(xié)調標準編寫過程，收集、翻譯國際標準和國外先進標準，對泡沫劑的生產和使用情況進行調研，組織試驗驗證，負責標準討論稿、征求意見稿、送審稿和報批稿的編寫；b)云南省建筑科學研究院、廣州長宜新材料科技有限公司：負責組織試驗驗證、安排試驗；c)重慶建工建材物流有限公司：負責收集驗證試驗樣品、組織協(xié)調標準編寫過程；d)生產企業(yè)：負責提供樣品；e)其他單位：提出意見和建議。3.4標準草案主要內容的確定編制組進行了熱烈的討論，一致認為標準制訂十分必要、非常重要，一致通過了標準編制的進度計劃以及編制組成員的分工，安排了下一階段調研與驗證試驗工作，并重點討論了標準討論稿，爭取按計劃進度，按時、高質量完成標準編制任務。會議代表主要就以下內容達成共識：3.4.1標準的更名為了了與已發(fā)布泡沫混凝土相關標準協(xié)調一致，原申請的標準名稱《水泥泡沫劑》更名為《泡沫混凝土用泡沫劑》；3.4.21泡沫的制備方法早期粘結性能評價方法關于修補效果只采用新舊材料粘結試件抗折強度來表示粘接強度，而沒有采用直接拉伸試件的原因，是只要這種方法才可以將修補砂漿與基體進行快速粘接，而且能在規(guī)定時間內進行強度測試。以往采用環(huán)氧樹脂將修補砂漿和金屬拉拔接頭進行粘接，但由于磷酸鎂水泥修補砂漿強度發(fā)展非?？?，需要測試1.5h的粘接強度，而環(huán)氧樹脂無法在如此短的時間內達到如此高的粘接強度，因此無法采用直接拉伸試件測試出磷酸鎂水泥修補砂漿的粘接強度，特別是有些配合比的磷酸鎂水泥砂漿粘接強度很高，遠遠超出環(huán)氧樹脂的強度。不同的制泡方式得到的泡沫的性能指標有很大差異。目前國內外主要有兩種方式來制備泡沫，一種是高速攪拌，另一種是壓縮空氣發(fā)泡機制泡。同一種泡沫劑在兩種不同制泡方式下制備得到的泡沫性能有很大的不同，進而制備得到的水泥基泡沫材料的性能也不同。即使是同類型的壓縮空氣發(fā)泡機制泡，設備參數不同，得到的泡沫性能也有很大差別，所以，必須統(tǒng)一制泡方式和參數。3.4.32制得泡沫的磷酸鎂水泥修補砂漿的主要技術指標測試方法磷酸鎂水泥的最大的特點就是凝結硬化快、早期強度高、收縮小和與普通混凝土粘結性好。本標準中的常規(guī)性能指標考慮凝結時間、抗壓強度、抗折強度、粘結強度和干燥收縮指標?？紤]到修補材料也用于道路、地坪等需要考慮耐磨性指標地方，也可能用于潮濕、水環(huán)境或嚴寒凍融環(huán)境，因此，將磷酸鎂水泥的耐磨性、浸水和凍融后的粘結強度指標作為選擇性指標，根據用戶或應用環(huán)境對選擇性指標進行檢測。Cl離子含量測試問題。磷酸鎂水泥對于鋼筋保護原理不同于硅酸鹽水泥或者是環(huán)氧樹脂通過很高堿度和物理保護來保護鋼筋的氧化膜，而且通過磷酸鎂水泥砂漿致密結構以及磷酸鎂水泥與鋼筋氧化膜發(fā)生反應形成致密層，鋼筋抗銹蝕能力顯著提高，已證明磷酸鎂水泥對鋼筋保護作用遠優(yōu)于硅酸鹽水泥，且在海水環(huán)境中有更好的鋼筋保護作用，因此無需測試磷酸鎂水泥修補砂漿中的氯離子含量。老化問題。磷酸鎂水泥修補砂漿不像現有的水泥砂漿需要采用有機組分進行改性，本身粘接強度很高，體積變形非常小，目前無論是成本還是性能上無需采用有機物進行改性，需要采用的改性組分都是無機的，因此屬于完全的無機材料而無需測試抗老化性能。與現有標準JC/T2381-2016《修補砂漿》的關系：是現有的JC/T2381-2016《修補砂漿》標準中未能提及超快和高強修補砂漿的補充，組成上不添加有機組分，所以無需像現有JC/T2381-2016《修補砂漿》標準中規(guī)定禁止接近火源和進行老化試驗。泡沫的主要性能包含發(fā)泡倍數、沉降距、和泌水率。發(fā)泡倍數體現了泡沫劑的發(fā)泡效率，后兩項指標主要反映出泡沫的穩(wěn)定性。合理和統(tǒng)一的測試方法才能較為準確地體現泡沫劑的性能。3.4.43制得的泡沫混凝土的主要性能指標磷酸鎂水泥修補砂漿的分類目前普通硅酸鹽水泥和硫鋁酸鹽水泥的早期強度一般在3~6h才能獲得20MPa以上。磷酸鎂水泥最大優(yōu)勢是早期強度高，為體現磷酸鎂水泥修補砂漿的優(yōu)勢和本標準的先進性，主要以早期強度劃分磷酸鎂水泥修補砂漿類型。結合目前其它水泥的早期強度發(fā)展特點，將磷酸鎂水泥修補砂漿早期強度定為3h以內。修復材料早期強度發(fā)展要求越來越高，甚至要求早期1~2h內就能形成強度，以滿足一些超快速修復的需要。因此，本標準結合磷酸鎂水泥的特點，從早期強度角度出發(fā)，將磷酸鎂水泥分為U型和R型，U型為超早強型以1.5h的抗壓強度為劃分指標，R型為早強型以3h強度為劃分指標。這是該項目的重中之重。泡沫劑性能的好壞主要由摻入水泥凈漿后的泡沫混凝土性能來體現。結合泡沫混凝土的實際應用，制得的泡沫混凝土的主要性能包含泡沫料漿流動度、泡沫料漿沉降率（固化）、抗壓強度、導熱系數等。要制定出測試這些性能指標合理的試驗方法，確定適當的技術指標才能使水泥基泡沫材料既達到國家節(jié)能要求，同時又能符合該產品普遍的技術水平和特點。3.5標準征求意見稿的形成標準起草小組根據啟動會議的討論要點，起草了標準討論稿并分發(fā)各參編單位，后續(xù)將起草單位驗證試驗的數據向各單位通報，各參編單位及其他單位就驗證試驗數據及標準的指標進行了積極討論，確定了本標準的基本技術要求并形成了標準的征求意見稿。征求意見稿主要對標準的各個指標的參數進行了規(guī)定，并且對討論稿進行了如下調整：1）對泡沫的性能指標根據所收集的11種磷酸鎂水泥修補砂漿試驗結果，以及國外相關產品的企業(yè)標準強度數據，對磷酸鎂水泥修補砂漿的早期強度從U型1.5h和R型3h的強度從25MPa調整為20MPa；只對發(fā)泡倍數進行要求，當用戶有泡沫穩(wěn)定性要求時，才測定1h沉降距和1h泌水率；2）泡沫混凝土性能中泡沫料漿流動度這一性能指標磷酸鎂水泥修補砂漿流動度這一指標，對產品性能及質量并無太大意義并不是完全必需的，在一些情況下不需要產品有很好的流動性，因此將該指標改為選擇性指標，并參照JC/T2381中自密實型修補砂漿關于流動的指標要求和檢測方法，根據用戶需要時才進行檢測。，因此去除該指標。征求意見稿的反復討論、研究完成后向社會廣泛征求意見，征求意見稿發(fā)出近20份，共收到16份單位或專家的意見，綜合匯總共40條，詳見《標準征求意見稿意見處理匯總表》。起草小組根據專家提出的意見，仔細修改，持續(xù)改進，完成送審稿。4標準的主要內容4.1名稱本標準為第一個針對磷酸鎂水泥修補材料的標準，標準申報與計劃下達的項目名稱為《磷酸鎂水泥修補砂漿》。4.2范圍磷酸鎂水泥是指以氧化鎂、磷酸鹽以及緩凝劑按適當比例配制，加水后能凝結硬化并產生強度的膠凝材料。磷酸鎂水泥修補砂漿是指由磷酸鎂水泥、礦物摻合料、添加劑、細骨料等改性或填充組分按適當比例組成，使用時與一定比例的水攪拌均勻，用于構筑物及建筑物超快修補用的水泥砂漿。本標準中列出了磷酸鎂水泥詞條的解釋，是因為目前還無這種水泥的國家和行業(yè)標準，但已有產品生產和應用；從生產過程來看，磷酸鎂水泥不同于硅酸鹽水泥需要配料煅燒粉磨進行生產，而能采用現有化工產品配制，主要組分為常用的耐火材料和肥料，基本性能與配合比范圍都已被生產廠掌握，通過砂漿形式可采用的原材料性能能在較大范圍內進行調整，以更好滿足超快修補使用；從組成上看，磷酸鎂水泥修補砂漿相對于現有的JC/T2381-2016《修補砂漿》，只是采用了強度發(fā)展更快的膠凝材料，而形成膠凝性質的組分恰恰能利用砂漿生產方式進行配制和組合，而無需采用專門生產的水泥產品。4.3規(guī)范性引用文件本標準中涉及到的規(guī)范性引用文件，要求執(zhí)行現行有效的國家標準或行業(yè)標準。所有引用沒有注明日期，最新版本適用于本標準。原材料方面引用了3個標準，拌合水引用JGJ63《混凝土用水標準》、基準水泥引用GB8076《混凝土外加劑》、標準砂引用GB/T17671《水泥膠砂強度檢驗方法（ISO法)》；考慮到磷酸鎂水泥修補砂漿常用于道路路面修補，耐磨性的測試方法參照了目前水泥混凝土路面的耐磨性試驗方法，具體引用JC/T421《水泥膠砂耐磨性試驗方法》，未采用JC/T2381《修補砂漿》中耐磨性試驗方法。測試磷酸鎂水泥修補砂漿的其它性能還引用了JC/T681《行星式水泥膠砂攪拌機》、JC/T603《水泥膠砂干縮試驗方法》、JC/T986《水泥基灌漿材料》、JGJ/T70《建筑砂漿基本性能試驗方法標準》、JC/T2381《修補砂漿》、GB/T17671《水泥膠砂強度檢驗方法（ISO法)》。4.4術語和定義術語和定義是對標準中有關名詞的釋義。由于磷酸鎂水泥修補砂漿是一個新產品、新名詞，在相關術語中沒有專門定義，本標準對磷酸鎂水泥、磷酸鎂水泥修補砂漿行定義和說明。4.5分類和標記4.5.1分類按產品的早期強度不同分為兩類：超早強型和早強型，分別以U型（Ultra）和R型（Rapid）表示。兩者區(qū)別根據早期強度發(fā)展快慢劃分，U型采用早期1.5h的強度指標，R采用3h的強度指標。4.5.2標記本標準規(guī)定按照產品名稱、標準編號和產品分類的順序標記。4.6一般要求本標準包括的磷酸鎂水泥修補砂漿所用的磷酸鎂水泥、摻合料、填料等改性材料不僅要滿足工程使用要求，而且應滿足環(huán)保與安全適用要求，提出“本標準包含的產品不應對人體、生物與環(huán)境造成有害影響，所涉及與生產、使用有關的安全與環(huán)保要求應符合我國相關國家標準和規(guī)范的規(guī)定”。4.7外觀質量外觀質量作為檢測磷酸鎂水泥修補砂漿拌合前的材料勻質性和質量保持狀態(tài)的目測指標，初步檢測產品質量。4.8技術要求4.8.1凝結時間指標磷酸鎂水泥修補砂漿屬于快凝快硬修補砂漿，不摻緩凝劑可在幾分鐘內凝結硬化，不利于使用，為滿足攪拌、施工的最低要求，規(guī)定其凝結時間不得小于10min。4.8.2抗壓、抗折強度指標超高早期強度是磷酸鎂水泥最主要特點之一，為體現磷酸鎂水泥的特點，U型和R型分別采用早期1.5h和3h的早期抗壓、抗折強度。U型在1.5h的抗壓、抗折強度分別大于20.0MPa和3.0MPa；R型在3h的抗壓、抗折強度分別大于20.0MPa和3.0MPa；U型和R型后期強度都采用3d的抗壓和抗折強度分別大于40.0MPa（且高于基體強度）和6.0MPa，用3d的強度指標也是為體現磷酸鎂水泥的早強特點。4.8.3界面彎拉強度指標粘結性能是考核修補材料一個重要性能指標，本標準采用界面彎拉強度是表征界面的粘結性能，該方法能反映早期幾小時內的粘結強度，克服了拉伸粘結強度不能反映早期修補材料粘結強度的缺點。粘結強度測試齡期與抗壓抗折強度保持一致，U型為1.5h大于1.5MPa和3d大于4.0MPa，R型為3h大于1.5MPa和3d大于4.0MPa。4.8.4拉伸粘結強度指標拉伸粘結強度是常用的表征修補材料粘結性的指標，該指標對于測試后期粘結強度適應性好，本標準也采用了14d的拉伸粘結強度指標作為磷酸鎂水泥修補砂漿的一個必檢指標，與界面彎拉強度一同評價磷酸鎂水泥修補砂漿的粘結性，更加科學全面。用于室外修補時，也會常面臨浸水、凍融等環(huán)境，參考現行標準JC/T2381《修補砂漿》關于浸水和凍融方面的評價方法和指標，粘結界面是最薄弱區(qū)域，因此采用浸水和凍融后的拉伸粘結強度指標評價磷酸鎂水泥修補砂漿抵抗水和凍融環(huán)境的能力。浸水和凍融拉伸粘結強度為選擇性指標，在用于室外或者用戶要求時檢測。本標準中指標都高于現行標準JC/T2381《修補砂漿》所規(guī)定相應指標。4.8.5干縮率指標干縮率是反映修補材料性能保持的一個重要指標，如果后期收縮過大，會造成修補材料開裂，這種開裂經常發(fā)生在粘結界面處，導致修補失效，因此需控制修補材料的干燥收縮性。目前現行的標準JC/T2381《修補砂漿》中規(guī)定的28d收縮率小于0.1%，本標準為體現磷酸鎂水泥低收縮的特點，在充分驗證現有磷酸鎂水泥修補砂漿產品基礎上，將28d的干燥收縮率定為0.05%，以體現磷酸鎂水泥修補砂漿低收縮特點和本標準編制水平。4.8.6耐磨性指標磷酸鎂水泥修補砂漿用于道路修補時則需要考慮耐磨性，本標準中耐磨性試驗方法和指標參考現行JTG/TF30-2004《公路水泥混凝土路面施工技術細則》中關于公路面層水泥混凝土用水泥的耐磨性指標。JTG/TF30-2004中對于重載交通荷載等級以上要求小于2.5kg/m2，對于中交通等級荷載以下要求耐磨性小于3.0kg/m2。因此，耐磨性選取了最低值為3.0kg/m2，且作為選擇性指標，只有用于路面修復或用戶有要求是檢測。4.9試驗方法具體試驗方法見標準正文及試驗驗證報告。4.10檢驗規(guī)則取樣及批號、試樣及留樣、檢驗分類、判斷規(guī)則和復驗。本標準選用出廠檢驗和型式檢驗兩類常用檢驗形式。出廠檢驗檢驗項目為：外觀、凝結時間、1.5h或3h的抗壓強度、抗折強度、界面彎拉強度。型式檢驗應對第5章全部要求進行檢驗。4.11產品說明書、包裝、出廠及貯存詳見標準正文。5試驗驗證階段本標準對磷酸鎂水泥修補砂漿技術要求涉及面廣，包含磷酸鎂水泥修補砂漿的外觀質量指標、技術指標，試驗條件復雜。本次驗證試驗交由重慶大學建設工程質量檢測中心建筑材料檢測室進行。共收集國內外磷酸鎂水泥修補砂漿樣品11組，測試了包括凝結時間、抗壓強度、抗折強度、界面彎拉強度、拉伸粘結強度、干縮率和耐磨性等指標。驗證結果7組符合U型技術指標、4組符合R型技術指標。6本標準沒有涉及專利。7產業(yè)化情況