日本NEXSUS聚合物砂漿在潘家口水庫混凝土大壩溢流面修補試驗中的應用

李建清，王 燕

日本NEXSUS聚合物砂漿在潘家口水庫混凝土大壩溢流面修補試驗中的應用

李建清，王 燕

（水利部海河水利委員會引灤工程管理局，河北 遷西 064309）

為了解決溢流面存在的凍融剝蝕、裂縫等問題，此次中日合作水庫項目組選用日本NEXSUS聚合物水泥砂漿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、NEXSUS聚合物砂漿與修補層之間粘結強度進行了檢測，結果均滿足設計要求。

NEXSUS聚合物砂漿；溢流面；試驗

1 工程概況

潘家口水庫位于河北省遷西縣境內的灤河上游，控制流域面積3.37萬km2，是開發(fā)灤河水力資源，解決天津市、唐山地區(qū)工農業(yè)和生活用水的大型水利樞紐，同時結合發(fā)電、兼顧防洪。潘家口水庫總容量2.93億m3，為多年調節(jié)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，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，本次試驗按照中日合作水庫項目安排選用日本NEXSUS聚合物砂漿進行試驗。并對NEXSUS聚合物砂漿立方體試塊抗壓強度、NEXSUS聚合物砂漿與修補層之間粘結強度進行了檢測。

2 材料說明

2.1 NEXSUS聚合物砂漿的概念

NEXSUS聚合物砂漿在日本高速公路株式會社編著的“建筑物施工管理要領”中記述“采用涂抹工程方法修復混凝土破損斷面材料”，因其含有纖維，所以不容易往下流，通過反復涂抹可以使涂層加厚，另外，材料具有較強的抗裂性、高壓縮強度、彎曲強度及與混凝土良好的粘結性，主要性能見表1，在日本被廣泛的應用于混凝土道路、橋梁、水利工程等建筑物破損部分的斷面修復，并取得很好使用效果及經濟效益。

材料由水泥、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。作為混凝土破壞部分的斷面修復材料使用，可用噴涂或涂抹方法施工，特別是面積較大時，采用噴霧方法施工，可有效提高施工效率。

表1 NEXSUS聚合物砂漿主要性能表

2.2 標準配方

NEXSUS出廠標準為25kg/袋，每袋加水3.25～4.00kg（標準3.5kg），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3.5kg/袋計算，每袋可拌出13.3L。

3 標準施工方法

3.1 基底處理

3.1.1 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。

3.1.2 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。

3.1.3 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。

3.1.4 吸水調整材料的涂抹

將吸水調整材料EffectA用水稀釋兩倍，在基底混凝土上按100～150g/m2涂抹。涂抹后，干燥并形成透明膜之后再進入下一步施工，最長可間隔7天施工，涂抹后注意施工面防護，不要有垃圾，灰塵等。

3.2 NEXSUS的調配

（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，請先放入清水，然后邊攪拌邊加入預定量的粉末，攪拌90～120s。

（3）使用圓盤式攪拌機時，請先放入粉末，然后邊攪拌邊加入預定量的清水，攪拌3～4min，使之均勻，注意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，禁止混入其他材料。

（5）調配好后可放置的時間為30min，在夏季氣溫高時時間縮短，必要時可在最初攪拌完成約10min后再次攪拌（30秒左右），可保持放置時穩(wěn)定的性狀。此時要避免產生泡沫，不要加水。

3.3 NEXSUS的施工

（1）涂第一層時，薄薄的涂到基層上，使之融合，厚度約5mm。

（2）等底層變硬后在進行下一步的施工，此時應注意與下層的融合。

（3）一次涂抹厚度以抹子壓好后10mm為限，一天以30mm為限。需涂抹30mm以上時，要等24h以后在進行施工。

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

3.4 表面養(yǎng)護

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

（2）硬化后應避免干燥，可采用覆蓋席子或空氣加濕養(yǎng)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，請不要直接送風。施工后養(yǎng)護7天，硬化后用輥子涂抹Effect原液，可起到抑制裂縫產生的效果。

4 施工注意事項

4.1 使用注意事項

（1）攪拌時使用自來水或與之相同的清水。破損面積較大時，容易剝落的地方，需用螺栓或網狀物固定防止其剝落。

（2）外面溫度在 5℃以下時，不要進行作業(yè)，不得不進行施工時，需用塑料薄膜或電熱器等采取保溫措施。

（3）施工中或施工后，如有可能遇到強風，降雨，日照，降雪等情況時，請覆蓋上塑料薄膜。

（4）攪拌時不要使用鋁制的鏟子，防止產生反應。

4.2 安全注意事項

（1）本產品與水泥一樣呈堿性，使用時需穿著防護器具“橡膠手套、防護眼鏡、口罩等”，避免弄到眼睛、鼻子、皮膚及衣服上。

（2）如果不小心進入眼睛，及時用清水充分沖洗，然后接受醫(yī)生的診斷。沾到皮膚上會引起皮膚粗糙，需及時沖洗。施工作業(yè)后，請洗手、漱口。

（3）材料剩余或廢棄，請委托專業(yè)單位進行處理。

5 檢測結果

施工完成養(yǎng)護28天后，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與混凝土修補面之間粘結強度進行了檢測，同時參考《水工混凝土試驗規(guī)程》（SL/352-2006）的相關要求，在實驗室中將現場預留的3塊邊長為100mm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。

5.1 粘結強度試驗

在試驗塊上布置了4個測點，拉拔盤直徑為Φ100mm，檢測結果見表2。

圖1 粘結強度檢測示意圖

表2 NEXSUS聚合物砂漿修補層之間粘結強度檢測結果

5.2 NEXSUS聚合物砂漿立方體抗壓強度

參照《水工混凝土試驗規(guī)程》（SL352-2006）第4.2節(jié)中混凝土立方體抗壓強度試驗方法，對邊長為100mm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3。

表3 NEXSUS砂漿立方體試塊抗壓強度試驗結果

5.3 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兩層砂漿之間的粘結強度在1.60～2.16MPa之間，大于1.5MPa，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36.5MPa，滿足設計要求。

最后通過試驗數據我們可以得出：聚合物砂漿立方體試塊抗壓強度以及與修補層之間粘結強度都達到設計要求，而且從近兩年實際運行情況來看，經過四季變化、冬季凍融以及泄洪沖蝕的考驗，修補面未出現凍融剝蝕、開裂、脫落等問題，此材料基本適合潘家口水庫大壩溢流面混凝土缺陷的處理，為今后大面積處理提供了技術儲備，也為國內外同類水利工程混凝土建筑物缺陷處理提供了技術參考。

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TV43

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1008-1305（2017）05-0137-03

10.3969/j.issn.1008-1305.2017.05.042

2017-02-27

李建清（1982年—），男，工程師。