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      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

      2017-07-21 04:46:43李建清王燕
      海河水利 2017年3期
      關(guān)鍵詞:立方體溢流凍融

      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

      B

      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。

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