日本NEXSUS聚合物水泥砂漿在潘家口水庫(kù)混凝土大壩溢流面凍融修補(bǔ)試驗(yàn)中的應(yīng)用

李建清，王燕

日本NEXSUS聚合物水泥砂漿在潘家口水庫(kù)混凝土大壩溢流面凍融修補(bǔ)試驗(yàn)中的應(yīng)用

李建清，王燕

（海河水利委員會(huì)引灤工程管理局，天津300393）

NEXSUS是水泥、骨料、纖維、特殊混合材料及粉末樹脂混合而成的預(yù)混粉狀物，加入清水?dāng)嚢韬蠹闯删酆衔锼嗌皾{。其作為混凝土破壞部分的斷面修復(fù)材料，可用噴涂或涂抹方法施工。此次中日合作水庫(kù)項(xiàng)目組選用該材料在潘家口水庫(kù)溢流面進(jìn)行了修補(bǔ)試驗(yàn)，并分別對(duì)NEXSUS聚合物砂漿立方體試塊抗壓強(qiáng)度及其與修補(bǔ)層之間粘結(jié)強(qiáng)度進(jìn)行了檢測(cè)。

NEXSUS聚合物砂漿；溢流面；試驗(yàn)；水庫(kù)大壩

1 工程概況

潘家口水庫(kù)位于河北省唐山市遷西縣境內(nèi)的灤河上游，控制流域面積3.37×104km2，是開發(fā)灤河水利資源，解決天津市、唐山地區(qū)工農(nóng)業(yè)和生活用水的大型水利樞紐，同時(shí)結(jié)合發(fā)電、兼顧防洪。潘家口水庫(kù)總?cè)萘繛?.93×109m3，為多年調(diào)節(jié)水庫(kù)。

潘家口水庫(kù)經(jīng)過多年運(yùn)行，目前大壩溢流面存在裂縫、凍融剝蝕等缺陷，混凝土老化明顯，尤其是溢流面混凝土凍融剝蝕破壞情況嚴(yán)重。如果不及時(shí)處理，那么在水庫(kù)泄洪過程中，在高速水流的沖刷作用下產(chǎn)生氣蝕破壞，甚至可能危及整座大壩建筑物的安全運(yùn)行。因此，必須重視溢流面的缺陷破壞，并及時(shí)對(duì)破壞部位進(jìn)行修補(bǔ)，以延長(zhǎng)其使用壽命，確保壩體安全運(yùn)行。

為了解決溢流面存在的凍融剝蝕、裂縫等問題，找到適合潘家口水庫(kù)大壩溢流面混凝土缺陷處理的方法，本次按照中日合作水庫(kù)項(xiàng)目組安排選用日本NEXSUS聚合物砂漿進(jìn)行試驗(yàn)，并對(duì)NEXSUS聚合物砂漿的立方體試塊抗壓強(qiáng)度及其與修補(bǔ)層之間粘結(jié)強(qiáng)度進(jìn)行了檢測(cè)。

2 試驗(yàn)材料

2.1 NEXSUS聚合物砂漿的概念

NEXSUS聚合物砂漿是水泥、骨料、纖維、特殊混合材料及粉末樹脂混合而成的預(yù)混粉狀物，加入清水?dāng)嚢韬蠹闯删酆衔锼嗌皾{。其作為混凝土破壞部分的斷面修復(fù)材料，采用噴涂或涂抹方法施工，此次所用材料由日方提供并現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)施工。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)配方

NEXSUS聚合物砂漿出廠標(biāo)準(zhǔn)為25 kg/袋，每袋加水3.25～4.00 kg（標(biāo)準(zhǔn)3.5 kg），攪拌用水隨著施工時(shí)的氣溫及施工方法可適當(dāng)調(diào)整，但需在標(biāo)準(zhǔn)配方范圍內(nèi)適當(dāng)調(diào)整，按照標(biāo)準(zhǔn)用水量3.5 kg/袋計(jì)算，每袋可拌出13.3 L。

3 標(biāo)準(zhǔn)施工方法

3.1 基底處理

（1）表層混凝土的處理及鋼筋除銹。對(duì)凍融剝蝕的混凝土面、砂漿面進(jìn)行鏨鑿清理，直至露出新鮮混凝土面，清除鋼筋銹蝕部位浮皮。

（2）施工面清掃?；炷撂幚硗瓿珊?，使用高壓水、壓縮空氣機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等清理基面垃圾、粉塵等。

（3）鋼筋防銹處理。在鋼筋周圍涂抹防銹劑或使用加入防銹劑的聚合物水泥膏。

（4）吸水調(diào)整材料涂抹。將吸水調(diào)整材料EffectA用水稀釋2倍，在基底混凝土上按100～150g/m2涂抹。待其干燥并形成透明膜之后，再進(jìn)入下一步工序，最長(zhǎng)可間隔7 d。涂抹后，注意施工面防護(hù)，不要有垃圾、灰塵等。

3.2 砂漿調(diào)配

（1）一次調(diào)配量為調(diào)配容器的一半到七成。

（2）使用手持式攪拌機(jī)時(shí)，先放入清水，然后邊攪拌邊加入預(yù)定量的粉末，攪拌90～120 s。

（3）使用圓盤式攪拌機(jī)時(shí)，先放入粉末，然后邊攪拌邊加入預(yù)定量的清水，攪拌3～4 min，使之均勻，不要過度攪拌而產(chǎn)生泡沫。

（4）必須用清水對(duì)粉末在13%～16%范圍內(nèi)進(jìn)行硬度調(diào)整，禁止混入其它材料。

（5）調(diào)配好后放置30 min，夏季氣溫高時(shí)可以縮短放置時(shí)間，必要時(shí)可在最初攪拌完成約10 min后再次攪拌30 s左右，可保持放置時(shí)穩(wěn)定的性狀。此時(shí)不要加水，避免產(chǎn)生泡沫。

3.3 砂漿施工

（1）涂第一層時(shí)，薄薄地涂到基層上，使之融合，厚度約5 mm。

（2）等底層變硬后再進(jìn)行下一步的施工，此時(shí)應(yīng)注意與下層的融合。

（3）1次涂抹厚度以抹子壓好后10 mm為限，1 d以30 mm為限。需涂抹30 mm以上時(shí)，要等24 h后再進(jìn)行施工。

（4）下層硬化后需再次涂抹時(shí)，表面可用笤帚或攏子輕掃，以便后續(xù)層更好地附著。上下層施工間隔超過48 h，先涂上吸水調(diào)整材料EffectA后再施工。

3.4 表面養(yǎng)護(hù)

（1）施工過程中及施工后期，若遇到強(qiáng)風(fēng)、日曬、降雨、降雪等情況，應(yīng)使用席子、聚乙烯薄膜等進(jìn)行覆蓋。

（2）待其硬化后應(yīng)避免干燥，可采用覆蓋席子或空氣加濕養(yǎng)護(hù)。

（3）冬季施工與一般的水泥砂漿一樣需避免凍結(jié)，應(yīng)注意保溫，或根據(jù)需要采取加溫措施。

（4）在NEXSUS的施工面上，不要直接送風(fēng)。

（5）在NEXSUS施工養(yǎng)護(hù)7 d硬化后，用輥?zhàn)油磕‥ffect原液，可起到抑制裂縫產(chǎn)生的效果。

4 檢測(cè)結(jié)果及結(jié)論

施工完成養(yǎng)護(hù)28 d后，采用鉆取芯樣、粘結(jié)拉拔盤、芯樣拉拔加荷的方法對(duì)聚合物砂漿修補(bǔ)層之間及其與混凝土修補(bǔ)面之間粘結(jié)強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)；同時(shí)，參考文獻(xiàn)[2]的相關(guān)要求，在實(shí)驗(yàn)室中將現(xiàn)場(chǎng)預(yù)留的3塊邊長(zhǎng)為100 mm立方體抗壓試件，參照混凝土立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法進(jìn)行了混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

4.1 粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)

在試驗(yàn)塊上布置了4個(gè)測(cè)點(diǎn)，拉拔盤直徑為100 mm，如圖1所示。檢測(cè)結(jié)果，見表1。

圖1 粘結(jié)強(qiáng)度檢測(cè)示意

表1 NEXSUS聚合物砂漿修補(bǔ)層之間粘結(jié)強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果

4.2 砂漿立方體抗壓強(qiáng)度

參照文獻(xiàn)[2]第4.2節(jié)中混凝土立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法，對(duì)邊長(zhǎng)為100 mm的NEXSUS聚合物砂漿立方體試塊進(jìn)行了抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 NEXSUS聚合物砂漿立方體試塊抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

4.3 檢測(cè)結(jié)論

根據(jù)潘家口水庫(kù)大壩溢流面凍融修補(bǔ)工程抗壓強(qiáng)度及粘結(jié)強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果，可以得出如下結(jié)論：

（1）NEXSUS聚合物砂漿修補(bǔ)層的2層砂漿之間的粘結(jié)強(qiáng)度在1.60～2.16 MPa，大于1.5 MPa，滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）試驗(yàn)室內(nèi)測(cè)得NEXSUS聚合物砂漿立方體試塊平均抗壓強(qiáng)度為36.5 MPa，滿足設(shè)計(jì)要求。

[1]李萌.潘家口水庫(kù)大壩溢流面凍融修補(bǔ)工程修補(bǔ)材料抗壓強(qiáng)度及粘結(jié)強(qiáng)度檢測(cè)報(bào)告[R].北京：北京中水科海利工程技術(shù)有限公司，2013.

[2]SL352-2006，水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程[S].

[3]SL677-2014，水工混凝土施工規(guī)范[S].

TV432+.1

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1004-7328（2017）03-0060-02

10.3969/j.issn.1004-7328.2017.03.019

2017—03—30

李建清（1982—），男，工程師，主要從事水庫(kù)工程管理與維護(hù)工作。