石膏矿渣基胶结料编制说明

《石膏矿渣基胶结料》

团体标准编制说明

标准编制组

2022年3月

一、工作概况

1.任务来源

为积极推动碳达峰、碳中和目标的实现，助力我国的绿色发展之路，由山东恒建工程

建设集团有限公司提出，山东高速集团创新研究院、山东恒建新材料技术有限公司、中铁

十六局集团有限公司等单位根据国家产业政策和工程实际需求自筹经费，开展了本项目的

研究。

2.协作单位及主要起草人

本标准于2021年由中国技术市场协会交通运输委员会提出并归口，并由山东恒建工

程建设集团有限公司、山东高速集团创新研究院、山东恒建新材料技术有限公司、山东高

速工程检测有限公司、中铁十六局集团有限公司、山东恒建工程检测有限公司、山东高速

淄临高速公路有限公司、山东东方路桥建设有限公司、山东省路桥集团有限公司、山东泰

东公路工程有限公司共同起草。

主要起草人为蔡军旺、牛全林、辛公锋、张惠勤、邱清永、郑连成、张新波、梁金宝、

刘艳、王成华、禚传贵、申全军、王术剑、姜开明、高国华、汲平、刘丰龙、徐大众、李

稳、范增山、刘涛、胡守云、宋秀国、韩冬、刘瑞丰、郭玉萍、李立平、王鑫洋、龙关旭、

李传海、吴思、王兆永、杨帅、刘立超、庞龙国、刘信宏、游录昌、吕龙、孙志威。

3.工作过程

2022年1月，由中国技术市场协会交通运输委员会提出，通过立项及大纲评审，启动

了《石膏矿渣基胶结料》团体标准的制定工作，成立了标准编制组，开始着手《石膏矿渣

基胶结料》标准的起草工作，于2022年3月完成标准征求意见稿编制，计划2022年6月

完成标准送审稿并召开送审稿审查会，具体工作过程如下。

1）标准调研、验证阶段（2022年1月～2022年2月）

2022年1月～2022年2月，明确工作后立即成立了编制组，邀请行业内优秀企业及

相关的设计、使用单位参与，对石膏矿渣基胶结料做了进一步的研究，并就该技术的国内

外相关技术标准制定及应用情况进行了充分的调研。

2）标准初稿起草阶段（2022年1月～2022年2月）

2022年2月，编制组完成了石膏矿渣基胶结料的相关试验数据及实体工程验证数据的

收集整理，在此基础上，召开了标准编制专家咨询会，进一步明确了标准编制思路。

3）征求意见稿起草阶段（2022年2月～2022年3月）

1

2022年3月，在充分调研和分析总结的基础上，经过讨论和改进，完成征求意见稿。

二、主要技术内容

1概述

本标准参阅欧盟标准《超硫酸盐水泥，组分、规范和一致性标准》（Supersulfated

cement-Composition,specificationsandconformitycriteria）、德国标准化学会

DINEN15743-2010、法国标准化学会NFP15-313-2010，结合我国原材料情况、市场应

用特点和国内技术进步情况制定；本标准同时参阅了脱欧前英国标准学会标准BSEN

15743-2010、BS4248:2004。

本标准旨在规模化利用国内大量堆存的工业固废，获得高性能的超缓凝胶结料，应用

于公路水稳基层，更好服务于我国交通基础设施“绿色低碳循环发展”的建设事业；同时

通过大量使用火电、钢铁等高排放产业的工业固废，即电厂的粉煤灰、脱硫石膏，钢厂

的钢渣、矿渣等，获得“节能降耗减排利废”的新一代低碳胶结材料，更好落实国家双碳

政策和传统制造的产业升级。

该胶结材料以矿渣、粉煤灰、工业副产石膏等工业废弃物为主要原材料，通过掺加

10-20%的普通硅酸盐水泥和1.5%左右的特殊激发剂协同激发，来达到通用硅酸盐水泥的

技术指标，通过掺加钢渣、赤泥、柠檬酸渣等顽固性工业废渣进一步利用工业固废和降低

碳排放，是典型的低碳建材。

本产品因目前尚无国家标准和行业标准，为了保证产品质量，迫切需要对石膏矿渣基

胶结料的性能加强研究，并制定《石膏矿渣基胶结料》标准，以规范石膏矿渣基胶结料的

设计、生产、使用等方面的技术行为，保证该胶结料的有效使用。

2编制原则及标准内容的确定

2.1标准编制原则

(1）认真贯彻国家有关法律法规和方针政策。标准中的所有规定，均不得与现行法律

和法规相违背。

(2）充分考虑使用要求，并兼顾全社会综合效益。

(3）合理利用国家资源，推广先进技术成果，在符合使用要求的情况下，有利于标准

对象的简化、选优、通用和互换，做到技术上先进、经济上合理。

(4）相关标准要协调配套，同时要考虑有利于标准体系的建立和不断完善，确保生产

的正常进行和标准的有效实施。

2

(5）积极采用国际标准和国外先进标准，有利于促进对外经济技术合作和发展对外贸

易，有利于我国标准化与国际接轨。

2.2主要技术内容和说明

2.2.1主要技术内容

本标准规定了石膏矿渣基胶结料的术语和定义，材料、强度等级、技术要求、技术要

求、检验规则和包装、标志、运输与贮存等。

2.2.2指标制定

2.2.2.1胶结料组分及强度

本标准制定单位调研了多家胶结料生产相关企业、使用单位及设计单位，研究分析了

石膏矿渣基胶结料的技术性能和实际需求，以及现有石膏矿渣基胶结料在使用过程中所存

在的问题，对产品性能指标做出了相应完善。

结合实际应用情况，石膏矿渣基胶结料按强度分为四个等级:32.5号、42.5号、52.5

号、62.5号，每个系列均为超缓凝型，按4d强度分为普通缓凝型和早强缓凝型（R型）。

2.2.2.2技术要求

(1)物理性能

A.细度

B.比表面积

C.三氧化硫

D.凝结时间

E.体积安定性

F.强度

G.水化热

(2)化学性能

A.放射性

B.石膏矿渣基胶结料中水溶性铬（VI）

C.助磨剂

D.碱含量

三、主要试验（验证）的分析，技术经济论证，预期的经济效果

3.1主要实验（验证）的分析

3

石膏矿渣基胶结料以大掺量的矿渣、粉煤灰、煤矸石、脱硫石膏等工业废弃物为主要

原材料，通过掺加10-20%左右的普通硅酸盐水泥和1.5%左右的特殊激发剂协同激发，来

达到普通硅酸盐水泥技术指标，在以下方面更优越：

①采用H型沸石降低水泥碱度，添加铝硅酸盐工业废弃物、使用非对称电解质提高

反应物的过饱和度，可以在原超硫水泥中原位形成大量钙矾石针状晶体，显著改善水泥石

的一系列性能，强度的提高尤其明显。胶结料4d、7d、28d强度最高可达到4d≥32.5，

7d≥42.5，28d≥62.5Mpa，达到或高于同等级通用硅酸盐水泥的强度指标。

②在经缓冲改性、复盐激发和改型沸石或膨润土复合作用下，获得了优异的工程性

能，初终凝时间在45min-15小时内可调整，完全满足公路路面基层对超缓凝胶凝材料的技

术要求，终凝后力学性能上升明显，可在三层或双层连铺工艺完成后获得良好的承载力。

③石膏矿渣基胶结料没有游离的氢氧化钙，具有优异的抗硫酸盐腐蚀、抑制碱骨料

反应的性能，其抗渗性能优异，氯离子扩散系数很低，56d电通量小于200库伦，抗海水

渗透性能优异，且由于矿渣中的Al2O3可与氯离子反应形成Fridel盐，因此对渗透到混凝

土中的氯离子也可有效吸附固化，

④具有显著的经济效益和节能降耗减排利废的效果，每吨胶结料可降低碳排放

600kg，较同级别通用硅酸盐水泥降低80%以上。

3.2技术经济论证

本标准是通过对超硫水泥（石膏矿渣基胶结料前身）的性能进行深度优化的基础上提

出的，先后实验了明矾石、石膏、元明粉、偏高岭土、电石渣、水玻璃、铝酸盐及硫铝

酸盐水泥、卤盐渣泥等多种激发剂对石膏矿渣基胶结料强度的影响，最后采用复合激发技

术得到了理想的结果，并在2008年9月取得了突破性进展，主要表现在抗压抗折强度尤

其是四天强度上，达到甚至超过了通用硅酸盐水泥的力学性能。

同时，还进行了C25-C50的混凝土实验，标准养护28d后置于室外，60d、180d强度

也持续增长，C50试件180d强度高达80-90MPa。

经过十几年的持续探索，该胶结料在凝结时间、力学性能、防腐性能和水化热（针对

大体积混凝土而言）等方面获得了不同程度的优化，更好满足了不同结构施工工艺、结构

性能对材料的具体要求，并降低了材料成本和碳排放，无论从技术经济上，还是从环境角

度来讲，都有广阔的发展前景。

3.3预期的经济效果

通过本标准的制订，将对石膏矿渣基胶结料的推广应用产生巨大推动作用。我国2020

4

和2021年水泥产能分别为24.77和23.63亿吨，年均碳排放高达15亿吨，若全国10%的

通用硅酸盐水泥用石膏矿渣基胶结料替代，可减少碳排放1.5亿吨；水泥价格平均以500

元/t计，每年可节约成本160-200亿元左右。

四、采用国际标准的程度及水平的简要说明

作为结构材料，石膏矿渣基胶结料的主要性能仍然是抗压抗折强度，对于大体积混凝

土、水稳碎石等结构，兼顾低水化热和超缓凝等性能，对盐碱地混凝土结构和海工混凝土

结构还要考虑抗渗性和耐久性；通过查阅国内外相关标准，经过分析论证，该胶结料在满

足安定性、凝结时间、碳排放的基础上，力学性能优异，达到或超过了同等级通用硅酸盐

水泥的技术指标，并保留了低热微膨胀、抗盐碱腐蚀、抗海水渗透等原有性能，具有国内

领先水平，部分指标到达国际先进水平。

五、重大分歧意见的处理经过和依据

本标准在编写过程中无重大意见分歧。

六、其他应予以说明的事项

虽然在标准的起草过程中，标准编制组成员进行了大量调研工作，尽可能使标准制订

的科学合理，但是由于认知的局限性，难免有疏忽之处。为了标准的进一步完善，请各单

位在执行本标准的过程中，注意积累资料，总结经验，如发现需要修改和补充之处，请将

意见和有关资料及时反馈给我们，以供修订时参考。

5

目录

一、工作概况…………………1

二、主要技术内容……………2

三、主要试验（验证）的分析、技术经济论证、预期的经济效果………4

四、采用国际标准的程度及水平的简要说明………………5

五、重大分歧意见的处理经过和依据………5

六、其他应予以说明的事项…………………5

一、工作概况

1.任务来源

为积极推动碳达峰、碳中和目标的实现，助力我国的绿色发展之路，由山东恒建工程

建设集团有限公司提出，山东高速集团创新研究院、山东恒建新材料技术有限公司、中铁

十六局集团有限公司等单位根据国家产业政策和工程实际需求自筹经费，开展了本项目的

研究。

2.协作单位及主要起草人

本标准于2021年由中国技术市场协会交通运输委员会提出并归口，并由山东恒建工

程建设集团有限公司、山东高速集团创新研究院、山东恒建新材料技术有限公司、山东高

速工程检测有限公司、中铁十六局集团有限公司、山东恒建工程检测有限公司、山东高速

淄临高速公路有限公司、山东东方路桥建设有限公司、山东省路桥集团有限公司、山东泰

东公路工程有限公司共同起草。

主要起草人为蔡军旺、牛全林、辛公锋、张惠勤、邱清永、郑连成、张新波、梁金宝、

刘艳、王成华、禚传贵、申全军、王术剑、姜开明、高国华、汲平、刘丰龙、徐大众、李

稳、范增山、刘涛、胡守云、宋秀国、韩冬、刘瑞丰、郭玉萍、李立平、王鑫洋、龙关旭、

李传海、吴思、王兆永、杨帅、刘立超、庞龙国、刘信宏、游录昌、吕龙、孙志威。

3.工作过程

2022年1月，由中国技术市场协会交通运输委员会提出，通过立项及大纲评审，启动

了《石膏矿渣基胶结料》团体标准的制定工作，成立了标准编制组，开始着手《石膏矿渣

基胶结料》标准的起草工作，于2022年3月完成标准征求意见稿编制，计划2022年6月

完成标准送审稿并召开送审稿审查会，具体工作过程如下。

1）标准调研、验证阶段（2022年1月～2022年2月）

2022年1月～2022年2月，明确工作后立即成立了编制组，邀请行业内优秀企业及

相关的设计、使用单位参与，对石膏矿渣基胶结料做了进一步的研究，并就该技术的国内

外相关技术标准制定及应用情况进行了充分的调研。

2）标准初稿起草阶段（2022年1月～2022年2月）

2022年2月，编制组完成了石膏矿渣基胶结料的相关试验数据及实体工程验证数据的

收集整理，在此基础上，召开了标准编制专家咨询会，进一步明确了标准编制思路。

3）征求意见稿起草阶段（2022年2月～2022年3月）

1

2022年3月，在充分调研和分析总结的基础上，经过讨论和改进，完成征求意见稿。

二、主要技术内容

1概述

本标准参阅欧盟标准《超硫酸盐水泥，组分、规范和一致性标准》（Supersulfated

cement-Composition,specificationsandconformitycriteria）、德国标准化学会

DINEN15743-2010、法国标准化学会NFP15-313-2010，结合我国原材料情况、市场应

用特点和国内技术进步情况制定；本标准同时参阅了脱欧前英国标准学会标准BSEN

15743-2010、BS4248:2004。

本标准旨在规模化