国内首条不限速的高速：G9221杭绍甬高速使用科洛结构自防水效果

科洛结构自防水产品原理

科洛产品分为科洛永凝液DPS（外涂型产品）和科洛无机纳米抗裂防渗剂（内掺型产品）两个类别，可单独或共同使用。内掺科洛抗裂防渗剂可降低水泥水化热并缩小及平衡混凝土内外温差，消除混凝土凝固过程中产生的拉力；外喷科洛永凝液DPS由外而内深层渗透，结晶密封，堵塞混凝土毛细孔，密实混凝土内部结构。

2试验研究方案

根据科洛内掺型及外涂型产品类别，设定基准、内掺、外涂和内掺+外涂四种方式，对C50桥面铺装混凝土工作性能、抗压强度、抗水渗透压力、早期抗裂性能及混凝土碳化性能等进行试验及比对分析。测试按照《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》JTG 3420-2020等相关规定执行。

3试验研究用相关材料

（1）水泥为兆山集团诸暨水泥有限公司普通硅酸盐42.5级水泥；

（2）粉煤灰为嘉兴电厂F类Ⅰ级灰；

（3）矿粉为日照京华新型建材有限公司S95等级；

（4）细集料为自加工机制砂（母料产地金华磐安）；

（5）粗集料为自加工5~25mm的连续级配碎石（母料产地金华磐安）；

（6）外加剂为浙江交工新材料有限公司聚羧酸系高性能减水剂；

（7）水为绍兴市自来水。

以上材料均已检测且各项指标满足规范要求。

4混凝土性能测试试验

4.1 混凝土配合比

表1混凝土配合比

注1：混凝土坍落度控制在200±20mm，外加剂用量根据坍落度测试情况进行调整，外加剂为一次性加入。

注2：外涂组试件按基准配合比搅拌、成型、并按规定龄期喷涂科洛DPS永凝。

注3：内掺+外涂组试件按内掺组配合比搅拌、成型，并按规定龄期喷涂科洛DPS永凝液。

4.2混凝土工作性能

4.2.1结果及分析

表2混凝土工作性能及参数检测

注1：考虑基准组与外涂组混凝土配合比相同，混凝土性能参数检测仅检测一组。

注2：考虑内掺组与内掺+外涂组混凝土配合比相同，混凝土性能参数检测仅检测一组。

表2结果中表明，内掺0.3%~0.5%抗渗剂对混凝土工作性能无影响，对混凝土1h保坍有提升效果，并且可提高混凝土约6%初凝时间、11%终凝时间。

（a）基准组配合比坍落度205mm                       （b）内掺0.5%配合比坍落度200mm

4.3抗压强度试验

4.3.1成型及养护方式

抗压强度试验用混凝土试件尺寸为150mm*150mm*150mm,试件喷涂及养护如下表3所示。

表3抗压强度用试件喷涂及养护方式

（a）外涂组抗压强度试件喷涂DPS               （b ）外涂组抗压强度试件喷涂DPS完成

4.3.2结果及分析

表4混凝土抗压强度试验结果

表4结果表明，对于C50混凝土，外涂科洛永凝液DPS 组较基准组抗压强度比为104%；内掺0.3%~0.5%科洛水性无机纳米抗裂防渗剂组较基准组抗压强度比为 102%~108% ；内掺0.3%~0.5%科洛水性无机纳米抗裂防渗剂和外涂永凝液DPS组较基准组抗压强度比为 107%~111% 。

4.4 抗水渗透压力试验

4.4.1成型及养护方式

抗水渗透压力试验用混凝土试件尺寸为上表面直径175mm,下表面直径为185mm，高度为150mm的圆台体，试件喷涂及养护如下表3所示。

表 5抗水渗透压力试验用试件喷涂及养护方式

          

（a）外涂组抗水渗透压力试件喷涂DPS                                      （b）外涂组抗水渗透压力试件喷涂完成4.4.2结果及分析

4.4.2结果及分析

表6抗水渗透压力试验结果

表6结果表明，对于C50混凝土，外涂科洛永凝液DPS组较基准组渗透高度比为61%；内掺0.3%~0.5%科洛水性无机纳米抗裂防渗剂组较基准组渗透高度比为75%~46%；内掺0.3%~0.5%科洛水性无机纳米抗裂防渗剂和外涂永凝液DPS组较基准组渗透高度比为52%~16%。

       （a）基准组试件劈开图                                                          （b）0.5%内掺+外涂组试件劈开图

4.5抗裂性能试验

4.5.1成型及养护方式

根据《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》T0573-2020试验方式验证早期抗裂性能，采用尺寸为 600mm×600mm×63mm 的平面薄板型试件，试件喷涂及养护方式如下：

表7早期抗裂试验用试件喷涂及养护方式

                         （a）抗裂试件第二遍喷涂                                          （b）抗裂试件喷涂完成

4.5.2结果及分析

表8早期抗裂试验结果

         

（a）基准组抗裂试件                                                    （b）内掺0.5%+外涂组抗裂试件

表8结果表明，对于C50混凝土，外涂科洛永凝液DPS组未见裂缝；内掺0.3%~0.5%科洛水性无机纳米抗裂防渗剂组较基准组裂缝降低率为41%~83%；内掺0.3%~0.5%科洛水性无机纳米抗裂防渗剂和外涂永凝液DPS组未见裂缝。

4.6混凝土碳化性能

4.6.1成型及养护方式

碳化试验采用C50混凝土试件尺寸100mm*100mm*300mm,试件浸泡及养护方式如下表所示

表9碳化性能试验用试件喷涂及养护方式

4.6.2结果及分析

表10碳化性能试件试验结果

根据表10中结果表明，对于C50混凝土，外涂科洛永凝液DPS组较基准组34d抗碳化性提高80%；内掺0.3%~0.5%科洛水性无机纳米抗裂防渗剂较基准组34d抗碳化性提高40%~60%；内掺0.3%~0.5%科洛水性无机纳米抗裂防渗剂和外涂永凝液DPS组较基准组34d抗碳化性提高100%。

5室内试验总结

通过C50混凝土内掺科洛无机纳米抗裂防渗剂和外涂科洛永凝液DPS对混凝土性能影响的系统试验研究，主要试验结果如表11:

表11主要试验结果汇总

表11中结果表明：

（1）内掺科洛无机纳米抗裂防渗剂和外涂科洛永凝液对混凝土和易性影响不大，凝结时间有所提高。

（2）内掺科洛无机纳米抗裂防渗剂和外涂科洛永凝液对混凝土强度影响不大或有所提高。

（3）内掺科洛无机纳米抗裂防渗剂和外涂科洛永凝液对混凝土抗渗性能有一定提高，内掺0.3%~0.5%防渗剂组渗透高度为基准渗透高度75%~46%。外涂渗透高度为基准渗透高度61%。内掺0.3%~0.5%防渗剂+外涂DPS组渗透高度为基准渗透高度52%~16%。

（4）内掺科洛无机纳米抗裂防渗剂和外涂科洛永凝液对混凝土早期抗裂效果有提高，内掺0.3%~0.5%防渗剂早期裂缝降低率为41%~83%。外涂DPS及内掺防渗剂+外涂DPS组室内试验检测均无裂缝。

（5）内掺科洛无机纳米抗裂防渗剂和外涂科洛永凝液对抗碳化性能有提高，内掺0.3%~0.5%防渗剂34d抗碳化为基准组的40%~60%；外涂组碳化检测34d抗碳化为基准组的80%；内掺0.3%~0.5%防渗剂+外涂组碳化检测34d抗碳化为基准的100%。

（6）综合以上，对C50混凝土使用科洛产品试验研究，内掺及外涂产品对混凝土工作性能及强度影响不大或有所提高；参考抗渗、早期开裂及碳化试验结果，内掺+外涂组优于外涂组，外涂组优于内掺组，内掺组优于基准配合比组。

6现场结构物应用情况

6.1桥面C30混凝土护栏

6.1.1施工及养护方式

表12混凝土护栏施工及养护

5.1.2混凝土护栏试验结果分析

表13混凝土护栏施工试验结果

根据表13中结果表明，内掺0.3%抗渗剂抗裂缝效果不明显，外涂组及内掺0.3%抗渗+外涂组抗裂缝效果较为显著。

6.2桥面C50混凝土铺装

6.2.1施工及养护方式

桥面铺装混凝土施工在基准及科洛产品方案以外，增加外涂养护剂组别进行施工比对。

表14桥面铺装混凝土施工及养护

（a）外涂组喷涂DPS永凝液                                               （b）内掺0.3%+外涂组喷涂DPS 永凝液

6.2.2桥面铺装混凝土结果分析

表15桥面铺装施工试验结果

根据表15中结果表明，外涂养护剂组及外涂DPS组对桥面铺装抗裂缝有效果，但仍未完全消除；内掺0.3%抗渗+外涂组未发现裂缝，抗裂缝效果较为显著。

          

（a）内掺0.3%+外涂组表面无裂缝       （b）内掺0.3%+外涂组表面无裂缝