裂缝自修复水泥混凝土应用技术规程(T-JSJTQX 44—2023).pdf

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1、 ICS 93 010 CCS P 66 团体标准 T/JSJTQX 442023 裂缝自修复水泥混凝土应用技术规程 Technical code for application of crack self-healing concrete 2023-08-29 发布 2023-09-01 实施 江苏省交通企业协会发布 T/JSJTQX 442023 I 目 次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 原材料.2 4.1 修复剂.2 4.2 胶凝材料.3 4.3 骨料.3 4.4 化学外加剂.3 4.5 其他.4 5 裂缝自修复水泥混凝土性能.4 5.1 修复

2、性能.4 5.2 混凝土其他性能.4 6 配合比设计.4 6.1 配合比计算.4 6.2 试配、调整与确定.5 7 施工.5 7.1 修复剂贮存.5 7.2 生产与运输.5 7.3 成型与养护.5 8 质量检验.5 8.1 修复剂质量检验.5 8.2 混凝土性能检验与评定.6 附录 A（资料性）细菌抗碱性试验方法.7 附录 B（资料性）修复性能试验方法.8 T/JSJTQX 442023 II 前 言 本文件按照GB/T 1.1-2020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由江苏省交通企

3、业协会提出并归口。本文件起草单位：江苏科技大学，中建安装集团有限公司，江苏省交通工程集团有限公司，中建四局第六建设有限公司，东晟兴诚集团有限公司，江苏邗建集团有限公司，扬州裕元建设有限公司，江苏天润环境建设集团有限公司，江苏瑞沃建设集团有限公司，江苏兴业环境集团有限公司，南京稳中建设工程有限公司，山东理工大学，南京依山新材料科技有限公司，恒通建设集团有限公司，镇江市公路事业发展中心，泰兴市交通运输局。本文件主要起草人：詹其伟，张 旋，王安辉，潘志宏，张永胜，张艳芳，顾维扬，贾凤鸣，严国春，陈 俊，管聪聪，祝飞飞，赵万伟，胡正勤，吴 扬，张善稳，伊海赫，陈有川，曹旻昊，倪娇娇，王亚奇，陈燕强，杜

4、文祥，郝哲昕，杨 光，徐永海，周 欣，谈德元，孙小峰，赵 祥，李晓金，许广金，王贤坤，史文元，余仁民，朱志峰，简超群，张伊菡，费 翔，周鹏程，张 洪，徐勇，朱为民，董功海，崔圣月，傅昌皓，董婉莹，胡海涛，王鑫宇，孙新选。T/JSJTQX 442023 1 裂缝自修复水泥混凝土应用技术规程 1 范围 本文件规定了裂缝自修复水泥混凝土的原材料、混凝土性能、配合比设计、施工、质量检验等。本文件适用于宽度不大于1.0 mm，由混凝土温、湿度变化引起的非结构受力裂缝的自修复。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用

5、于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB 175 通用硅酸盐水泥 GB 4789.2 食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定 GB 5009.182 食品安全国家标准 食品中铝的测定 GB 8076 混凝土外加剂 GB/T 8077 混凝土外加剂匀质性试验方法 GB/T 10171 建筑施工机械与设备 混凝土搅拌站（楼）GB/T 14684 建设用砂 GB/T 14685 建设用卵石、碎石 GB/T 14902 预拌混凝土 GB 18445 水泥基渗透结晶型防水材料 GB/T 26408 混凝土搅拌运输车 GB 50010 混凝土结构设计规范 G

6、B/T 50080 普通混凝土拌合物性能试验方法标准 GB/T 50081 混凝土物理力学性能试验方法标准 GB/T 50082 普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准 GB 50119 混凝土外加剂应用技术规范 GB 50164 混凝土质量控制标准 GB 50204 混凝土结构工程施工质量验收规范 GB 50666 混凝土结构工程施工规范 JGJ 52 普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准 JGJ 55 普通混凝土配合比设计规程 JGJ 63 混凝土用水标准 JGJ/T 221 纤维混凝土应用技术规程 JTG 3430 公路土工试验规程 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。3.1

7、修复剂 healing agent T/JSJTQX 442023 2 在水泥混凝土产生裂缝时能够生成固相物质起填充修复作用的外加剂。3.2 裂缝自修复水泥混凝土 crack self-healing concrete 在水泥混凝土制备时掺入修复剂，并具有自行修复宽度不大于1.0 mm 温湿度变化引起的裂缝的功能混凝土。3.3 裂缝修复率 repairing ratio of crack 基于水泥混凝土裂缝电阻变化计算的裂缝内部空间修复程度百分比。3.4 裂缝面积修复率 repairing ratio of area at crack mouth surface 裂缝开口表面，已修复面积与裂缝

8、总面积的百分比 3.5 裂缝抗水渗透修复率 repairing ratio of crack against water permeating 裂缝修复获得的试件渗水速度变化值与裂缝修复前渗水速度的百分比 3.6 裂缝修复后超声波传播速度 ultrasonic propagation velocity in cracked concrete after repair 开裂水泥混凝土修复后的超声波传播速度 3.7 基准混凝土 reference concrete 按照本文件规定的试验条件配制的不掺加修复剂的混凝土。来源：GB 8076-2008，3.3，有修改 4 原材料 4.1 修复剂 4.1

9、.1 修复剂外观应为颗粒状产品，大小均匀、无明显杂质。4.1.2 修复剂产品直径应为2.0 mm5.0 mm。4.1.3 修复剂产品表观密度不应小于2500kg/m3，松散堆积密度不应小于1400kg/m3，试验方法应符合 GB 14684 的规定。4.1.4 修复剂的性能指标和试验方法应符合表 1 要求。T/JSJTQX 442023 3 表 1 修复剂性能指标 序号 试验项目 性能指标 试验方法 1 可溶性钙含量（mg/100g）9000 符合JTG 3430中EDTA法的规定 2 可溶性铝含量（mg/100g）15000 符合GB 5009.182的规定 3 有效活菌数（亿/g）2.0

10、试验前应对修复剂进行破碎，再按GB 4789.2的规定执行 4 细菌抗碱性（90d有效活菌数量比/%）95 符合本文件附录A的规定 5 吸水率（%）3.0 符合GB/T14684的规定 6 氯离子含量（%）0.01 7 硫化物及硫酸盐含量（%）0.5 8 总碱量（%）5.0 符合GB/T 8077的规定 9 凝结时间差 初凝（min）90 符合GB 18445的规定 终凝（min）10 抗压强度比（%）7d 100 28d 100 11 28d收缩率比（%）100 12 混凝土抗渗性能（%）28d抗渗压力比 100 符合GB/T 50082的规定 56d第二次抗渗压力比 100 注：凝结差性能

11、指标中的“”表示提前，“+”表示延缓。4.1.5 修复剂产品可溶性钙、铝摩尔比不宜小于1:3。4.1.6 修复剂掺加不应降低混凝土的拌合物性能、力学性能、长期性能和耐久性能。用于测试拌合物性能、力学性能和长期性能的基准混凝土的原材料、配合比按GB 8076的规定执行，自修复混凝土的原材料、设计强度同基准混凝土。4.2 胶凝材料 4.2.1 水泥应符合GB175的规定；当采用其他品种水泥时，其性能指标应符合相应标准的规定 4.2.2 粉煤灰、矿粉、硅灰、石灰石粉等矿物掺合料，其性能指标应符合国家现行相关标准的要求。当采用其他掺合料时，应通过充分试验进行验证，确保混凝土性能满足工程应用要求。4.3

12、 骨料 4.3.1 粗骨料性能应符合GB/T 14685的规定，宜采用5 mm31.5 mm连续级配粗骨料。4.3.2 细骨料性能应符合GB/T 14684的规定，宜采用级配II区中砂。4.3.3 骨料还应符合JGJ 52 的规定。4.4 化学外加剂 T/JSJTQX 442023 4 4.4.1 化学外加剂宜选用高性能减水剂或高效减水剂，应符合GB 8076 和GB 50119 的规定。4.4.2 修复剂与化学外加剂复合使用时，应考虑不同两类外加剂之间的相容性及对混凝土的影响，使用前应进行试验验证，其性能应满足现行相关标准的要求。4.5 其他 4.5.1 拌合用水应符合JGJ 63的规定。4

13、.5.2 根据工程需要加入纤维时，其性能应符合 JGJ/T 221的规定。5 裂缝自修复水泥混凝土性能 5.1 修复性能 自修复性能应符合表2的规定，室内试验方法应符合本文件附录B的规定。表 2 自修复性能 序号 项目 性能指标 1 裂缝面积修复率（%）95 2 裂缝抗水渗透修复率（%）95 3 裂缝修复后超声波传播速度（km/s）3.0 4 裂缝修复率（%）80 5 修复深度（mm）5.0 6 裂缝抗氯离子渗透修复率（%）95 5.2 其他性能 5.2.1 混凝土拌合物应具有良好的和易性，不应离析、泌水，并应满足设计和施工要求，符合GB 50164 的规定。试验方法应符合GB/T 50080

14、 的规定。5.2.2 力学性能应符合GB 50010 的规定，试验方法应符合GB/T 50081 的规定。5.2.3 长期性能和耐久性能应符合GB 50164 的规定，试验方法应符合GB/T 50082 的规定。6 配合比设计 6.1 配合比计算 6.1.1 应根据实际工程要求，按JGJ 55的规定执行，并满足混凝土配制强度及其他力学性能、拌合物性能、长期性能和耐久性能的设计和施工要求。T/JSJTQX 442023 5 6.1.2 修复剂掺量宜根据其生产商提供的技术文件或通过试验确定。修复剂推荐掺量不宜超过粗、细骨料总质量的 3.5%。修复剂宜按等质量替代砂的方式添加。6.1.3 掺用修复剂

15、时，砂率按JGJ 55 的规定选取。6.2 试配、调整与确定 试配、调整与确定应符合JGJ 55 的规定。7 施工 7.1 修复剂贮存 7.1.1 修复剂进场时，供方应按规定批次向需方提供使用说明书。7.1.2 修复剂应分类、分等级贮存在专用仓库或储仓中，不应露天堆放，不应受潮和混入杂物，以易于识别、便于检查和提货为原则。7.2 生产与运输 7.2.1 原材料的计量设备精度和动态计量精度应符合GB/T 10171 的有关规定。每盘混凝土原材料计量允许偏差应符合表3的规定。表 3 原材料计量的允许偏差 序号 原材料种类 计量允许偏差（按质量计）1 修复剂 1%2 水泥和矿物掺合料 2%3 粗、细

16、骨料 3%4 拌合用水 1%7.2.2 混凝土的搅拌应符合GB 50164和GB/T 14902的规定。7.2.3 混凝土的运输应符合GB 50164和GB/T 14902的规定。应采用搅拌运输车运输，其技术要求应符合GB/T 26408 的规定。7.3 成型与养护 裂缝自修复水泥混凝土的成型与养护应符合GB 50666 的规定。8 质量检验 8.1 修复剂质量检验 8.1.1 修复剂进场时，供方应按规定批次向需方提供质量证明文件，质量证明文件包括型式检验报告、出厂检验报告与合格证等。T/JSJTQX 442023 6 8.1.2 修复剂进场后，应进行进场检验；施工过程中，还应进行抽检。修复剂

17、的进场检验和抽检的项目包括可溶性钙含量、可溶性铝含量、有效活菌数、细菌抗碱性、吸水率、氯离子含量、硫化物及硫酸盐含量、总碱量、凝结时间差、抗压强度、28d收缩率比、混凝土抗渗性能。8.1.3 修复剂应按 200 t 为一个检验批，不足 200 t 时也应按一个检验批计。每一检验批取样量不应少于 40 kg。每一检验批取样应充分混匀，并应分成两等份：其中一份按 8.1.3 条规定的项目进行检验，每检验批检验不应少于2次；另一份应密封留样保存半年，有疑问时，应进行对比检验。8.2 混凝土性能检验与评定 8.2.1 拌合物性能的质量检验与评定应符合GB 50204 的规定。8.2.2 裂缝修复性能的

18、检验批次应符合下列规定：a）每 100 盘，但不超过 100 m3 的同配合比混凝土，取样次数不应少于1次；b）每一工作班拌制的同配合比混凝土，不足 100 盘和 100 m3 时取样次数不应少于1次；c）当一次连续浇筑的同配合比混凝土超过 1000 m3 时，每 200 m3 取样不应少于1次。T/JSJTQX 442023 7 附 录 A（资料性）细菌抗碱性试验方法 A.1 适用范围 以固载型微生物修复剂在水泥基材料模拟孔隙溶液碱侵蚀条件下的微生物保留量来反映其抵抗碱性环境作用的能力。试验设置实验组和基准组。实验组的固载型微生物修复剂采用水泥基材料模拟孔隙溶液浸泡，基准组采用蒸馏水浸泡。浸

19、泡一定时间后，分别测试实验组和基准组的有效活菌数，以实验组和基准组的有效活菌数的百分比作为固载型微生物修复剂的微生物抗碱性评价指标。A.2 测试样品准备 A.2.1 按照本文件A.0.2要求配制1000 ml水泥基材料模拟孔隙溶液。A.2.2 称取50.0 g固载型微生物修复剂2份，分别记为实验组和基准组。A.2.3 实验组固载型微生物修复剂置于1000 ml水泥基材料模拟孔隙溶液中浸泡；基准组固载型微生物修复剂采用等量的蒸馏水浸泡。A.2.4 浸泡一定时间后，将固载型微生物修复剂取出，冲洗表面残留溶液并擦拭干净后放入烘箱内，于50 55 烘12 h，取出置于干燥器内待测。A.3 有效活菌数测

20、定 A.3.1 分别称取干燥后的实验组和基准组固载型微生物修复剂各25.0 g，将载体破碎制备待测样品，制备过程中不宜进行研磨。A.3.2 待测样品的有效活菌数测定的试验方案和试验步骤按照GB 4789.2规定执行。A.4 试验结果及处理 A.4.1 实验组的菌落数记为N1，基准组的菌落数记为N0，有效活菌数量百分比应按照公式A.1计算：1m0=100%NnN （A.1）式中：nm 有效活菌数百分比，%；N1 实验组的菌落总数，CFU/g；N0 基准组的菌落总数，CFU/g。A.4.5 微生物抗碱性试验可以附加矿化能力测试，用于检测修复剂在碱侵蚀后的矿化能力变化，操作方法如附录A所示。T/JS

21、JTQX 442023 8 附 录 B（资料性）修复性能试验方法 B.1 适用范围 本方法适用于裂缝自修复水泥混凝土修复性能的检验，包括裂缝面积修复率、裂缝抗水渗透修复率、裂缝抗氯离子渗透修复率、裂缝修复后超声波传播速度、修复深度试验和裂缝修复率。B.2 试件制备与养护 B.2.1 裂缝面积修复率、裂缝抗水渗透修复率、裂缝抗氯离子渗透修复率和裂缝修复后超声波传播速度试件成型试件尺寸宜为100 mm 100 mm，每组试件数不少于3个。裂缝修复率试件尺寸宜为100mm100mm100mm，每组试件数不少于6个。B.2.2 试件成型和养护应符合GB/T 50081的规定。试件养护28 d制作裂缝。

22、B.2.3 劈裂法制作裂缝步骤：a）清洁试件表面，使用胶带固定试件上下边缘防止加载过程试件剥裂；b）将试件置于压力试验机，几何对中，试件周边放入垫条固定，防止加载过程中试件偏移；控制加载速度0.2 kN/s0.4 kN/s，裂缝贯穿时立即停止加载，取出试件；c）用不同直径的钢钉嵌入微裂缝，通过控制钢钉直径和嵌入深度来获得不同宽度的裂缝，裂缝宽度宜在0.30 mm0.50 mm之间。B.2.4 带裂缝试件宜采用干湿循环养护：12 h置于空气（室温235，湿度6515%）；12 h浸没水中，养护水温度：235。试件的养护龄期为28 d，也可根据设计龄期或需要进行确定，龄期自裂缝制作完成开始计时，养

23、护龄期的允许偏差20 h。B.3 裂缝面积修复率 B.3.1 图像采集设备应符合GB 37300的规定，10 cm10 cm图像分辨率数值不应低于1 K（19801080）。图像处理软件推荐：image-J、OpenCV。B.3.2 试验步骤如下：a）将试件表面清洗干净并晾干；b）对带裂缝试件进行图像采集，拍摄方向垂直于试件表面，多次采集应采用相同拍摄高度；c）将采集图像导入计算机，并用软件对图像进行二值化处理，并读取裂缝区像素点个数A0；d）将带裂缝试件按要求条件进行养护；e）将带裂缝试件养护28 d后，对相同区域进行再次图像采集并读取裂缝区像素点个数A28；f）修复28 d后试件的面积修复

24、率按式（B.1）计算。T/JSJTQX 442023 9 028280100%AARCA=（B.1）式中：RC28修复28 d后裂缝面积修复率（%）；A0 修复前裂缝开口表面像素点数（个）；A28 修复28 d裂缝开口表面未被修复部分的像素点数（个）。B.4 裂缝抗水渗透修复率 B.4.1 试验设备构造图见图B.1。电子称量设备应符合JJG 539的规定。时间测试设备应符合JJG 722的规定。聚氯乙烯塑料管应符合CJJ/T 98规定，内径为100 mm。密封材料选用环氧树脂。B.4.2 试验步骤如下：a）试验前，将试件表面清洗干净并晾干；用环氧树脂将混凝土试件与聚氯乙烯管粘接密封防止漏水，搭

25、接长度应为30 mm50 mm；b）试验时，维持50 cm恒定水头，称量8 min内渗水质量，计算渗水速度V0；c）试件养护28 d后，重复测试并计算渗水速度V28；d）裂缝抗水渗透修复率按式（B.2）计算：028280100%VVRWV=（B.2）式中：RW28修复28 d后裂缝抗水渗透修复率（%）；V0 带裂缝试件修复前的渗水速度（m/s）；V28 带裂缝试件修复28 d后的渗水速度（m/s）。图 B.1 裂缝抗水渗透修复率测试示意图 T/JSJTQX 442023 10 B.5 裂缝抗氯离子渗透修复率 B.5.1 试验所用试剂、仪器设备、溶液和指示剂应符合GB/T 50082中关于电通量

26、法的有关规定。B.5.2 试验步骤按GB/T 50082中电通量试验的规定执行。B.5.3 试验结果处理如下：a）试件总电通量的计算按GB/T 50082中电通量法的规定执行；b）抗氯离子渗透修复率按式（B.3）计算。028280100%QQRQQ=（B.3）式中：RQ28 修复28 d后裂缝抗氯离子渗透修复率（%）；Q0 带裂缝试件修复前的6 h电通量（C）；Q28 带裂缝试件修复28 d后的6 h电通量（C）。B.6 裂缝修复后超声波传播速度试验 B.6.1 使用的超声波测试装置应符合CECS 21中的有关规定。B.6.2 干燥后带裂缝试件的超声传播速度测试方法按CECS 21中关于单面平

27、测法跨缝方式测量的规定执行，换能器内边缘间距等于50 mm，见图B.2。图B.2 裂缝修复后超声波传播速度测试示意图 B.7 修复深度试验 B.7.1 进行修复深度试验时，游标卡尺应符合HB 6723.3，测试精度为0.01 mm。B.7.2 硝酸铜为化学纯，溶剂为蒸馏水或去离子水，配制为14.7 mg/mL的硝酸铜溶液。B.7.3 试验步骤如下：a）将试件沿裂缝方向劈开；b）在裂缝面上滴加14.7 mg/mL的硝酸铜溶液，室温下吸附时间8 h，观察标记的修复产物；c）在裂缝水平方向上，间隔10 mm测量修复深度，上、下表面各统计10个点，裂缝量侧共取40个点，以40点修复深度的平均值作为裂缝

28、平均修复深度，见图B.3。T/JSJTQX 442023 11 图B.3 裂缝平均修复深度试验示意图 B.8 裂缝修复率 B.8.1 裂缝修复率测试装置构造图见图B.4。长度量具精度应不低于为0.1 mm，调压器精度应不小于0.1 V。油泵精度应不小于10 N。图B.4 裂缝修复率试验装置 B.8.2 测试步骤如下：a）按照配合比成型基准混凝土和受检混凝土，成型过程中插入电极；b）基准混凝土和受检混凝土在养护室养护28d后，取出试件，并擦拭干净。试件在60烘干6h；c）将试件接入电路，设置测试电压U，测量电流I1，计算混凝土初始电阻R1和电阻率1；d）按劈裂法制备特定宽度裂缝，并采用嵌入铁丝或

29、钢钉方式固定裂缝宽度；e）将带裂缝试件置于测试装置中，启动油泵，由0N开始，以100N为梯度，逐渐施加荷载。每增加一次荷载，即将试件接入电路，设置测试电压U，测量电流Ici。加载至电流恒定，记录此时加载压力F。计算混凝土开裂电阻Rci和电阻率ci；f）将带裂缝试件置于标准养护室养护，也可自行设计养护条件进行养护。养护龄期分别为3d、7d、14d、28d时取出试件，也可自行规定时间。擦除试件表面水分后，置于60条件下后烘干6h；g）将试件接入电路，设置测试电压U，测量电流Isi，计算混凝土修复电阻Rsi和电阻率si，以及裂缝修复率H。B.8.3 混凝土初始电阻按公式（B.4）计算：T/JSJTQ

30、X 442023 12 11URI=（B.4）式中：R1 混凝土初始电阻，；U测试电压，V；I测量电流，mA。B.8.4 混凝土初始电阻率按公式（B.5）计算：11ARl=（B.5）式中：1 混凝土初始电阻率，cm；A 裂缝断面面积，cm2；l 电极间距，cm。B.8.5 混凝土开裂电阻按公式（B.6）计算：ciciURI=（B.6）式中：U测试电压，V；Ici第i次加载，测量电流，mA；Rci第i次加载，混凝土开裂电阻，。B.8.6 混凝土开裂电阻率按公式（B.7）计算：ciciARl=（B.7）式中：ci混凝土开裂电阻率，cm；A裂缝断面面积，cm2；l电极间距，cm。B.8.7 混凝土修

31、复电阻按公式（B.8）计算：sjsjURI=（B.8）式中：T/JSJTQX 442023 13 U测试电压，V；Isj养护j天后，测量电流，mA；Rsj养护j天后，混凝土修复电阻，。B.8.8 混凝土修复电阻率按公式（B.9）计算：sjsjARl=（B.9）式中：sj混凝土修复电阻率，cm；A 裂缝断面面积，cm2；l 电极间距，cm。B.8.9 裂缝修复率按公式（B.10）计算：()()1t1lglg 0.102100%RRHFK=（B.10）式中：H 裂缝修复率，%，表示裂缝内部修复程度；Rsj混凝土修复电阻，；R1混凝土初始电阻，；参比电阻，1900，裂缝完全修复时的电阻；K 常数，水泥基材料通常取3000-3200；F 试件荷载，N，柱塞施加在垂直于裂缝方向的压力。B.8.10 公式（B.10）计算结果大于100%时，此时裂缝修复率记为100%。_