交通行业标准JT/T 1211.1—2018“水泥基修补材料”的编制介绍

杜天玲, 彭 鹏 , 刘 英

(1.交通运输部公路科学研究院,北京 100088; 2.中国公路学会，北京 100088)

0 引言

众所周知，水泥混凝土材料具有强度高、刚度大、扩散荷载能力强、稳定性好和使用寿命长等优点，因此，在公路工程中得到广泛的应用。然而，不少混凝土工程在很短的时间内就发生了严重破坏，有的仅在 10～20 a内就需进行大修或重修，甚至还有的在 3～5 a内就进行了彻底地更换，因此造成的经济损失相当严重[1]。我国交通道路里程数逐渐增长，据2017年度交通运输行业发展统计公报统计数据表示：2017年末全国公路总里程477.35万km，比上年增加7.82万km。公路养护里程467.46万km，占公路总里程97.9%[2]，由此可见，公路养护里程已经到达了一个顶峰期。随着我国经济的高速发展，交通运输与道路养护之间的矛盾日益明显，道路损坏后不能及时恢复交通势必给道路运输造成巨大的压力。由于混凝土本身材料性质，强度的提升需要一定的养生周期，按照常规的修复方式，维修养护过程需长时间地封锁道路，严重影响了车辆的正常运行，造成频繁堵车和尾气排放量增加，同时也为交通安全留下了隐患，社会影响极大[3-4]。

对于养护维修技术，修补材料的选择非常关键。根据材料的性能，修补材料主要分为无机类修补材料、有机类修补材料、有机和无机复合类，有机类材料的优点是抗腐蚀性好、粘结效果佳，缺点是材料成本高、受环境影响大、易老化；有机和无机复合材料目前也是一种好的发展趋势，如：水泥乳化沥青修补材料、环氧树脂砂浆等[5-9]。早期，日本和美国热衷于研究运用环氧树脂改性的快速修补材料，美国D.W.Fowler教授研究发现聚合物混凝土适合薄层修补，修补效果较好[10]。聚合物改性材料的抗压强度、抗折强度较高，与旧混凝土粘结性较好，但是由于造价比较高，并不适合进行大面积修补，在快速修补领域有很大的局限性。我国水泥资源比较丰富，综合考虑性价比，无机类修补材料的优点是材料成本低，修复后性能接近，因此水泥基修补材料应用及发展比较广泛。

为了解决公路工程维修材料性能和维修周期之间的矛盾，快速修补材料在公路工程中得到了广泛的应用，尤其是水泥基类修补材料。在国内市场调研时发现，一些经特种水泥改性过后的快速修补材料，早期强度较高，但在后期强度会出现倒缩、耐磨性降低和新旧混凝土之间的粘结性能较差的现象[11]。由于我国有关规范和规程尚未完善，众多生产企业包括国内外的同类快速修补材料纷纷涌入市场，这些修补材料质量相差较大、良莠不齐，对工程也造成了一定的影响。

为了规范此类材料在公路工程中的应用，指导此类产品的生产及应用，使产品的生产和使用有可依据的规范，为此交通运输部下达了交科技发[2015]114号文件，布置了《公路工程混凝土用快速修补材料第1部分：无机类修补材料》的编制任务，计划编号为JT2015-158。该产品标准的制定，对于促进水泥基快速修补材料在我国公路工程中的应用具有重要的现实意义和科学价值。

《公路工程水泥混凝土用快速修补材料第一部分水泥基修补材料》(JT/T 1211.1 2018)，由交通运输部公路科学研究院主编，2018年8月1日起开始实施。为了使大家更加理解本标准的内容，本文详细阐述了该标准的定义、分类、技术要求及试验方法，希望对本标准的实施起到积极推动的作用。

1 标准编制概况

任务下达后，交通运输部公路科学研究院和沈阳建筑大学组建编制组，广泛地搜集了国内外相关的资料和标准，对国内外该类产品的知名厂家进行了调研与取样，同时对材料性能进行了全面测试评价，对公路工程水泥混凝土水泥基快速维修材料的主要物理化学特性、技术特点、试验方法等进行了较为深入的分析研究，并对市面上规模化生产的水泥混凝土水泥基快速维修材料性能进行了全面测试评价，包括初凝时间、强度、黏结强度、干缩率、氯离子含量、抗冻性等指标。经过对各种技术资料、专家建议、试验结果的认真讨论、分析和研究，制定了具体的标准编写方案。本标准参照了国内外或其他行业的先进标准，充分地反映了国内当前关于水泥基修补材料的技术水平，有利于指导生产和应用，本标准的编制具有一定的先进性和适应性。

本标准所涉及的指标和参数，主要参考了《公路养护技术规范》(JTG H10)和《公路水泥混凝土路面养护技术规范》(JTJ 073.1)、《水泥混凝土路面修补技术》等对养护工程中水泥混凝土维修提出的性能指标，同时也考虑相关国家标准中对实际技术指标参数的测试需求及国内外该类产品的技术参数，并结合相关生产企业的技术指标，由编制组深入分析、论证、研究后所确定的。本标准适用于公路工程水泥混凝土水泥基快速修补材料的生产、检验和使用。

2 主要技术要求及内容说明

《公路工程 水泥混凝土快速修补材料 第一部分 水泥基修补材料》共分为8个部分：①范围：主要规定了本标准的适用及使用范围；②规范性引用文件：给出本标准在编制过程中引用的国家和行业标准；③术语和定义：对本标准中专业术语进行了解释说明；④分类：根据工程开放时间的需求，对修补材料进行了分类；⑤技术要求：分别规定了4类型号的快速修补材料的初凝时间、强度(抗压、抗折、与旧混凝土的粘结强度)、干缩率、氯离子含量、强度比及抗冻性的技术要求；⑥试验方法，规定了快速修补材料的具体技术指标的检测方法；⑦检验规则，明确了修补材料组批规则、出厂检验、型式检验的内容及复验和判定的要求等。

2.1 定义和分类

2.1.1定义

a.水泥基快速修补材料(cementitious rapid repairing materials CRRM)。

由水硬性胶凝材料、矿物掺合料、细集料、添加剂等按适当比例组成，使用时需与一定比例的水或其他液料搅拌均匀，适用于8 h内开放交通的公路工程水泥混凝土修补材料。

b.液料比(liquid to solid ratio)。

修补材料拌合物中用水量或液料量与修补材料总量的质量比。

2.1.2分类

根据工程快速开放交通的需求，针对开放交通时间对水泥混凝土用水泥基快速修补材料进行分类与命名，统一并规范市场中该类产品的命名。

公路工程水泥混凝土用水泥基快速修补材料根据满足开放交通强度要求(不小于30 MPa)的时间分为4种，分别为：

a.CRRM-I型：满足开放交通强度要求的时间不大于1 h。

b.CRRM-Ⅱ型：满足开放交通强度要求的时间不大于2 h。

c.CRRM-Ⅲ型：满足开放交通强度要求的时间不大于4 h。

d.CRRM-Ⅳ型：满足开放交通强度要求的时间不大于8 h。

2.2 技术要求

2.2.1初凝时间、强度

公路工程快速修补工期紧、工程量大、要求高，为满足快速交通路面及梁面精准调平对超早强快速修补的需求，进一步缩短高速公路、机场跑道修复时的交通封闭时间，因此要求修补材料必须具有快硬而不速凝且高承载的特性，即有良好的施工和易性和保持性能，同时有快速凝结硬化及早强的功能。结合《公路水泥混凝土路面养护技术规范》中对修补材料提出的要求：24 h内达到原设计强度的70%。因此，本标准制定过程中针对不同类型的水泥基快速修补材料提出了相应的凝结时间与强度指标，具体见表1、表2。

表1 公路工程水泥混凝土用无机类快速修补材料初凝时间Table1 Initialsettingtimeofinorganicrapidrepairingmaterialsforcementconcreteforhighwayengineering类型初凝时间/minCRRM-I≥15CRRM-II≥20CRRM-III≥30CRRM-IV≥60

表2 公路工程水泥混凝土用无机类快速修补材料抗压、抗折强度Table2 Compressiveandflexuralstrengthofinorganicquickrepairmaterialsforcementconcreteforhighwayengi-neering类型抗压强度/MPa抗折强度/MPa开放交通时1d开放交通时1dCRRM-I≥30.0≥40.0≥4.5≥5.5CRRM-IICRRM-IIICRRM-IV≥35.0≥5.0

2.2.2粘结强度

新旧混凝土界面粘结性能的好坏，是决定修补成功与否的关键。新老材料的粘结强度是决定修复材料好坏性能的重要指标，修补材料与旧混凝土有良好的粘结效果，就不会轻易的脱落和破损，混凝土修补失败的原因绝大多数是因为新旧混凝土(砂浆)在界面脱落而导致修补失败。为了保证修复工程的耐久性，提出粘结强度的指标见表3。

表3 混凝土无机类快速修补材料与原混凝土粘结强度Table3 Bondingstrengthofconcreteinorganicquickrepairmaterialandoriginalconcrete类型28d与原混凝土黏结强度/MPaCRRM-I≥1.5CRRM-IICRRM-III≥1.2CRRM-IV

2.2.3干缩率

干缩率体现了修补材料的长期体积稳定性，修补材料的干缩性能是影响修补效果的关键。为了避免出现早强修补材料出现后期倒缩影响修补工程质量，提出28 d干缩率的指标小于等于0.02%。

2.2.4氯离子含量

修复材料的耐久性对修复材料效果的好坏起到了关键性的作用。为了评价修补材料与钢筋的适应性能，本规范提出修补材料的氯离子含量指标小于等于0.6%，以保证修补工程的质量与耐久性。

2.2.5龄期强度比

为了评价修补材料长龄期的强度倒缩情况，提出56 d龄期与28 d龄期的抗压强度比和抗折强度比分别都大于等于1。

2.2.6抗冻性

为了保证低温状态下修补材料的抗冻性能，提出冻融循环次数F大于等于150次。

2.3 试验方法

公路工程水泥混凝土用快速修补材料水泥基修补材料性能试验方法应按照表4的要求进行。

表4 公路工程水泥基修补材料性能试验方法Table4 Testmethodforperformanceofcement-basedrepairmaterialsforhighwayengineering序号性能指标试验方法1初凝时间按照JTGE30T0527执行2强度按照GB/T17671规定执行3黏结强度按照GB50728附录C执行4干缩率参照JTGE30T0511执行5氯离子含量参照GB/T176执行6抗冻性参照JGJ/T70执行

3 结语

a.本文介绍了交通运输部2018年5月22日发布中华人民共和国行业技术标准《公路工程水泥混凝土用快速修补材料 第一部分：水泥基修补材料》(JT/T 1211.1-2018)，本标准于2018年8月1日起实施，为了更好地理解、贯彻标准的内容，本文详细地阐述了该标准的定义、分类、技术要求及试验方法等内容，希望对本标准的顺利实施起到推动作用。

b.当前我国基础设施建设高速迅猛发展，对基础建设工程的使用寿命提出更高的要求，机场道面、高等级混凝土公路等混凝土工程在使用过程中都需要维修和养护，为保证交通的快速畅通，其修补或修复都需要快速硬化并承载。而且修补改造工期紧、工程量大、要求高，因此要求修补材料不仅具有良好的力学性能、粘结性能及耐久性能，还要具有快硬而不速凝的特性以满足快速施工，同时还要控制早强快速修补材料的体积稳定性，以确保修补改造工程的服役性能。本标准的实施有助于引导生产厂家依据相关标准提高混凝土水泥基快速修补材料的质量和技术水平，从而进一步规范公路工程水泥混凝土用水泥基快速修补材料的市场管理。