养护剂DPS在水利工程中的应用研究

摘要：探讨了养护剂DPS对混凝土耐久性能的影响，并与普通混凝土进行了对比。结果表明：喷涂养护剂DPS以后，混凝土的抗渗性能、抗冻性能、抗氯离子渗透性能和抗碳化性能均有所提高，混凝土薄板微裂纹也大大减少。工程应用一年后，混凝土的抗渗性能和抗碳化性能仍强于未施用DPS的混凝土50%以上。

关键词：养护剂；渗透性；耐久性

中图分类号：TV43文献标志码：A文章编号：

1672-1683（2015）001-0120-02

Applied research of curing agent DPS in water conservancy project

ZHANG Lei

（PRCMWR of Science and Technology Promotion Center，Beijing 100038，China）

Abstract：Discusses the curing agents DPS on the properties of concrete durability，and then compared with the ordinary concrete.The results show that after coating the curing agent DPS，the permeability resistance，frost resistance，resistance to chloride ion permeability and carbonation resistance of concrete performance are improved，micro cracks concrete sheet also greatly reduced.The permeability resistance and carbonation resistance of concrete performance is still better than not more than 50% of the application of DPS concrete that after a year of engineering application.

Key words：curing agent；permeability；durability

南水北调工程是解决我国北方水资源严重短缺的特大型基础设施项目，对于我国经济的可持续发展具有重要的战略意义。南水北调工程东线和中线输水干线全长约2 900 km，其中采用混凝土衬砌的渠道要求混凝土防水、抗冻、防渗，保障混凝土结构的耐久性达到100年，除应从原材料、外加剂、施工工艺等方面控制混凝土质量，还需加强混凝土养护等关键环节。

传统的养护方法包括洒水法、湿砂覆盖法、塑料薄膜覆盖法、蒸汽养护法等。这些方法均存在不同程度的缺陷，浪费资源，且养护质量欠稳定，复杂部位难以养护，这与工程建筑现代化的发展已经不相适应。国内外专家从20世纪40年代开始研究化学养护剂，研发了各种产品，并在实际工程中得以应用，取得了良好的社会效益和经济效益[1-5]。

本研究采用的养护剂为永凝液DPS（Deep Penetration Sealer），其在实际工程中常作为渗透结晶型防水材料使用，作用效果良好[6-7]。由于永凝液DPS为液状材料，将其喷洒在混凝土表面后，渗入混凝土内部，与混凝土中的游离碱产生化学反应，生成稳定的枝蔓状晶体胶质，有效地堵塞混凝土内部微细裂缝和毛细空隙，使混凝土表面与空气隔绝，大幅度降低水分从混凝土表面蒸发损失，从而利用混凝土中自身的水分最大限度地完成水化作用，达到养护的目的，可用作养护剂。

1试验部分

1.1原材料

水泥：普通硅酸盐水泥（P・O42.5R）。

砂：中粗砂，细度模数为2.74。

石子：粒径为10～20 mm。

外加剂：高效引气减水剂（型号SKY-1）。

永凝液DPS：金字塔牌永凝液，在混凝土处理面喷涂用量为3 kg/m2。

1.2混凝土配合比

混凝土配合比见表1。

表1混凝土配合比

kg/m3

材料名称水泥砂石子外加剂水

用量3307541 1314.3165

1.3试验方法及依据

混凝土抗渗性、抗冻性、抗碳化性、Cl-扩散系数（电量法）等试验方法依据《水工混凝土试验规程》（SL 352-2006），抗渗试验试验完成后，试件表面均未出现渗水现象，劈开混凝土试件，测量渗透深度，得出渗透深度结果；有效保水率试验方法参照JC 901-2002《水泥混凝土养护剂》附录A；表面吸水率试验方法参照《水运工程混凝土试验规程》（JTJ 270-1998）。

2结果及分析

对使用DPS 和未喷涂DPS的混凝土试件进行对比试验，包括28 d抗压强度，有效保水率、 吸水率、抗渗性能、冻融性能、抗碳化性能以及抗Cl-侵蚀性能试验，结果见表2。

表2室内试验结果

试验内容喷涂永凝液DPS未喷涂永凝液DPS

28 d抗压强度/MPa39.038.4

有效保水率（%）2.84-

吸水率（%）3.563.72

抗渗性能/mm（水压0.9 MPa，24 h渗透深度）33.337.7

从表2可以看出，喷涂混凝土永凝液DPS以后，混凝土28 d抗压强度强度提高了1.5%；通过喷涂DPS后，混凝土试件相对基准试件，其有效保水率为2.84%；吸水率得到降低，降低幅度为4.3%；

对于混凝土耐久性指标抗渗性能、抗冻融性能、抗碳化能力以及抗氯离子侵蚀的能力，经过DPS喷涂后均有所增强。其中，抗渗性能提高了11.7%；经过200次快速冻融循环后，喷涂DPS的混凝土动弹模量损失相比于未喷涂DPS的混凝土试件降低了1.5%；经过28 d碳化后，喷涂DPS的混凝土试件碳化深度仅有11 cm，相对未使用DPS的混凝土，抗碳化性能提高45%；喷涂DPS 对于提升混凝土抗氯离子渗透能力效果也十分显著，通过电量法的测试结果显示，喷涂DPS后，通过混凝土试件的电量显著下降，仅为基准试件的52.6%，说明DPS对于提高混凝土抗氯离子侵蚀能力效果显著。

3工程应用

3.1现场回弹试验和现场微细裂缝观测

在山东省胶东地区引黄调水工程莱州段121标机械化衬砌工程中进行了混凝土表面喷洒永凝液DPS与未喷洒永凝液DPS回弹强度、微细裂缝观测比较，回弹试验按《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJT 23-2001）测定，回弹强度检测结果见表3。

由表3可见，喷洒永凝液DPS与未喷洒永凝液DPS对现场混凝土衬砌板的强度相比，无论是混凝土衬砌板的上测区还是下测区均有所提高，另外可见早期表面覆盖毡布对混凝土养护有益。

表3混凝土衬砌板回弹强度检测结果

喷洒与未喷洒永凝液DPS现场混凝土衬砌板14 d、28 d混凝土表面干燥无明显的差别，但是混凝土衬砌板表面撒上水观察发现（见图1，图2），未喷洒永凝液DPS的混凝土衬砌板表面有明显微细裂缝，说明喷洒永凝液DPS能显著提高混凝土的抗裂性能。

图1未喷洒永凝液DPS混凝土表面微细裂缝

图2喷洒永凝液DPS混凝土表面洒水检验

3.2渗透性能和碳化性能测试

项目组对连云港市武障河闸进行了永凝液DPS应用，并在工程竣工1年后对混凝土渗透系数和碳化深度进行了检测，结果见图3。

图3DPS应用1年后混凝土渗透系数和碳化深度

从图中结果可以看出，经过喷涂DPS，一年后混凝土的渗透系数大大降低，仅为未喷涂DPS混凝土抗渗系数的509%；碳化深度的测试结果也显示，经过DPS处理后，混凝土碳化深度也显著降低，降低幅度为593%。从实际应用来看，DPS在喷涂1年后，对混凝土耐久性的提升作用仍然存在。

4结论

通过室内试验研究，现场示范推广以及工程竣工后的检测，得出以下结论。

（1）混凝土表面喷涂永凝液DPS后，有效保水，吸水率降低，混凝土的28 d抗压强度、抗渗性能、抗冻性能得到提高，特别是抗碳化性能、抗Cl-渗透性能提高明显，混凝土的耐久性增强。

（2）从工程应用结果来看，混凝土表面喷涂永凝液DPS后，可避免混凝土衬砌板微细裂纹的产生，提高了混凝土薄板的抗裂性能；并在应用1年后，混凝土的抗渗性能和抗碳化性能仍强于未施用DPS的混凝土50%以上。

参考文献：

[1]唐山萍，程宝才，李守辉，等.永凝液防水材料抗渗性能的试验[A].鲁一晖，孙志恒.水工混凝土建筑物病害评估与修补文集[C]. 北京：中国水利水电出版社出版，2001：135137.

[2]屈志中.混凝土养护剂研究和应用的若干问题[J].建筑技术，2000，32（1）： 4143.

[3]徐汉丰，鹿立云，胡玉初，等.新型混凝土养护剂的研究与应用[J].工业建筑，1998，28（12）：4850.

[4]覃立香，韩莉，朱瑞红.SFA型混凝土养护剂的研制及应用[J].武汉理工大学学报，2001，23（10）：79.

[5]张浩博，王宏军，李向东.JLY1混凝土养护剂的应用研究[J].新型建筑材料，2007，（4）：7677.

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[7]陈苏.略述美国永凝液防水材料在桥梁的防护作用[C].中国防水堵漏保温技术高峰论坛论文集，2006：7579.第13卷01期