日本NEXSUS聚合物水泥砂漿在潘家口水庫混凝土大壩溢流面凍融修補試驗中的應用

李建清，王燕

日本NEXSUS聚合物水泥砂漿在潘家口水庫混凝土大壩溢流面凍融修補試驗中的應用

李建清，王燕

（海河水利委員會引灤工程管理局，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混粉狀物，加入清水攪拌后即成聚合物水泥砂漿。其作為混凝土破壞部分的斷面修復材料，可用噴涂或涂抹方法施工。此次中日合作水庫項目組選用該材料在潘家口水庫溢流面進行了修補試驗，并分別對NEXSUS聚合物砂漿立方體試塊抗壓強度及其與修補層之間粘結強度進行了檢測。

NEXSUS聚合物砂漿；溢流面；試驗；水庫大壩

1 工程概況

潘家口水庫位于河北省唐山市遷西縣境內的灤河上游，控制流域面積3.37×104km2，是開發灤河水利資源，解決天津市、唐山地區工農業和生活用水的大型水利樞紐，同時結合發電、兼顧防洪。潘家口水庫總容量為2.93×109m3，為多年調節水庫。

潘家口水庫經過多年運行，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重。如果不及時處理，那么在水庫泄洪過程中，在高速水流的沖刷作用下產生氣蝕破壞，甚至可能危及整座大壩建筑物的安全運行。因此，必須重視溢流面的缺陷破壞，并及時對破壞部位進行修補，以延長其使用壽命，確保壩體安全運行。

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項目組安排選用日本NEXSUS聚合物砂漿進行試驗，并對NEXSUS聚合物砂漿的立方體試塊抗壓強度及其與修補層之間粘結強度進行了檢測。

2 試驗材料

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混粉狀物，加入清水攪拌后即成聚合物水泥砂漿。其作為混凝土破壞部分的斷面修復材料，采用噴涂或涂抹方法施工，此次所用材料由日方提供并現場指導施工。

2.2 標準配方

NEXSUS聚合物砂漿出廠標準為25 kg/袋，每袋加水3.25～4.00 kg（標準3.5 kg），攪拌用水隨著施工時的氣溫及施工方法可適當調整，但需在標準配方范圍內適當調整，按照標準用水量3.5 kg/袋計算，每袋可拌出13.3 L。

3 標準施工方法

3.1 基底處理

（1）表層混凝土的處理及鋼筋除銹。對凍融剝蝕的混凝土面、砂漿面進行鏨鑿清理，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。混凝土處理完成后，使用高壓水、壓縮空氣機、鼓風機等清理基面垃圾、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）吸水調整材料涂抹。將吸水調整材料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，再進入下一步工序，最長可間隔7 d。涂抹后，注意施工面防護，不要有垃圾、灰塵等。

3.2 砂漿調配

（1）一次調配量為調配容器的一半到七成。

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

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

（4）必須用清水對粉末在13%～16%范圍內進行硬度調整，禁止混入其它材料。

（5）調配好后放置30 min，夏季氣溫高時可以縮短放置時間，必要時可在最初攪拌完成約10 min后再次攪拌30 s左右，可保持放置時穩定的性狀。此時不要加水，避免產生泡沫。

3.3 砂漿施工

（1）涂第一層時，薄薄地涂到基層上，使之融合，厚度約5 mm。

（2）等底層變硬后再進行下一步的施工，此時應注意與下層的融合。

（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，要等24 h后再進行施工。

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

3.4 表面養護

（1）施工過程中及施工后期，若遇到強風、日曬、降雨、降雪等情況，應使用席子、聚乙烯薄膜等進行覆蓋。

（2）待其硬化后應避免干燥，可采用覆蓋席子或空氣加濕養護。

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

（4）在NEXSUS的施工面上，不要直接送風。

（5）在NEXSUS施工養護7 d硬化后，用輥子涂抹Effect原液，可起到抑制裂縫產生的效果。

4 檢測結果及結論

施工完成養護28 d后，采用鉆取芯樣、粘結拉拔盤、芯樣拉拔加荷的方法對聚合物砂漿修補層之間及其與混凝土修補面之間粘結強度進行檢測；同時，參考文獻[2]的相關要求，在實驗室中將現場預留的3塊邊長為100 mm立方體抗壓試件，參照混凝土立方體抗壓強度試驗方法進行了混凝土抗壓強度試驗。

4.1 粘結強度試驗

在試驗塊上布置了4個測點，拉拔盤直徑為100 mm，如圖1所示。檢測結果，見表1。

圖1 粘結強度檢測示意

表1 NEXSUS聚合物砂漿修補層之間粘結強度檢測結果

4.2 砂漿立方體抗壓強度

參照文獻[2]第4.2節中混凝土立方體抗壓強度試驗方法，對邊長為100 mm的NEXSUS聚合物砂漿立方體試塊進行了抗壓強度試驗，試驗結果見表2。

表2 NEXSUS聚合物砂漿立方體試塊抗壓強度試驗結果

4.3 檢測結論

根據潘家口水庫大壩溢流面凍融修補工程抗壓強度及粘結強度檢測結果，可以得出如下結論：

（1）NEXSUS聚合物砂漿修補層的2層砂漿之間的粘結強度在1.60～2.16 MPa，大于1.5 MPa，滿足設計要求。

（2）試驗室內測得NEXSUS聚合物砂漿立方體試塊平均抗壓強度為36.5 MPa，滿足設計要求。

[1]李萌.潘家口水庫大壩溢流面凍融修補工程修補材料抗壓強度及粘結強度檢測報告[R].北京：北京中水科海利工程技術有限公司，2013.

[2]SL352-2006，水工混凝土試驗規程[S].

[3]SL677-2014，水工混凝土施工規范[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，主要從事水庫工程管理與維護工作。