1、水工混凝土常見病害及預(yù)防對(duì)策摘要水工混凝土的耐久性直接關(guān)系工程的使用壽命、加固費(fèi)用、效益發(fā)揮和運(yùn)行平安。分析了水工混凝土的常見病害,并從工程設(shè)計(jì)、工程原材料、施工工藝、運(yùn)行管理等方面提出了預(yù)防對(duì)策,以進(jìn)步水工混凝土的耐久性。關(guān)鍵詞水工混凝土;常見病害;預(yù)防對(duì)策水利工程是根底產(chǎn)業(yè)工程,水工混凝土的耐久性直接關(guān)系到工程的使用壽命、加固費(fèi)用、效益發(fā)揮和運(yùn)行平安,但是水工混凝土卻經(jīng)常受到裂縫、凍脹、沖磨、空蝕、堿骨料反響、碳化、溶蝕和侵蝕等病害的威脅,由于工程耐久性缺乏,增加了建筑物使用過程中的修理與加固費(fèi)用,影響或限制了構(gòu)造的正常使用功能并縮短構(gòu)造的使用年限,影響效益和平安,不僅造成經(jīng)濟(jì)損失,而且嚴(yán)

2、重浪費(fèi)資源,引發(fā)社會(huì)問題1。因此有必要對(duì)水工混凝土的常見病害進(jìn)展分析和研究,并反響到設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行管理等方面來進(jìn)展預(yù)防和控制,在工程建立管理的整個(gè)過程中,全方位、多渠道地進(jìn)步水工混凝土的質(zhì)量和耐久性,延長工程使用壽命,確保國家可持續(xù)開展戰(zhàn)略在水利建立開發(fā)過程中的有效施行。1常見病害水工混凝土是水利工程建立中很重要的材料,使用種類繁多,也需要在各種各樣復(fù)雜的環(huán)境條件下發(fā)揮作用和確保工程正常運(yùn)行。根據(jù)水工混凝土建筑物的構(gòu)造性特點(diǎn)和所處工作環(huán)境的不同,常見病害主要有裂縫、凍脹、沖磨空蝕、堿骨料反響、碳化、溶蝕和侵蝕7大類,其中前3類屬于物理性病害,后4類屬于化學(xué)性病害2。由于工程自身因素和工作條件

3、的差異,這幾類病害對(duì)混凝土的危害程度也互不一樣。1.1裂縫裂縫是混凝土建筑物最常見的病害之一,是材料的不連續(xù)現(xiàn)象,屬于物理性病害,是水工混凝土耐久性的首要影響因素。裂縫的出現(xiàn),多數(shù)在施工期就存在,有的雖然在施工期以后,也多在運(yùn)行初期510年以內(nèi)產(chǎn)生,不是由于運(yùn)行期長,工程老化,而是早期的問題。裂縫的存在直接導(dǎo)致混凝土抗拉性能的降低,還會(huì)引導(dǎo)有害物質(zhì)進(jìn)入混凝土內(nèi)部,造成鋼筋銹蝕,甚至破壞混凝土構(gòu)造。對(duì)于水庫蓄水發(fā)電和灌溉來說,擋水混凝土構(gòu)造的裂縫會(huì)直接引起滲漏,假如滲漏量到達(dá)一定程度,就直接危及工程的蓄水才能;對(duì)于混凝土重力壩來說,假如裂縫到達(dá)一定貫穿深度和寬度,會(huì)引起壩體揚(yáng)壓力的急劇增長,削弱

4、壩體的抗滑才能,對(duì)構(gòu)造抗震非常不利,甚至?xí)?duì)整個(gè)壩體的構(gòu)造穩(wěn)定和平安造成威脅。1.2凍脹一般認(rèn)為,在溫度正負(fù)交替過程中,混凝土微孔中的水成為結(jié)冰或過冷的水,體積膨脹產(chǎn)生凍脹壓力,過冷的水遷移產(chǎn)生浸透壓力,當(dāng)兩者的附加作用力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí),混凝土就遭受破壞,所以凍脹破壞是一種物理性破壞。在我國的北方地區(qū),水工混凝土受到這種破壞的情況比擬嚴(yán)重。受凍融作用的影響,混凝土?xí)兊盟炙?、鼓包、開裂,甚至層狀剝落,使建筑物失去作用,進(jìn)而對(duì)建筑物整體穩(wěn)定造成影響。1.3沖磨和空蝕沖磨主要是水流中的泥沙作用,我國河流多泥沙,與高速水流一起運(yùn)動(dòng)時(shí)磨蝕直接接觸或臨近的混凝土?？瘴g是水工泄水建筑物工作中水流的

5、一種特有現(xiàn)象,是混凝土部分受到不規(guī)那么的擠壓變形而產(chǎn)生的破壞。因此,沖磨和空蝕都屬于物理性病害。一般沖磨和空蝕是交替而又互相促進(jìn)的,造成混凝土外表粗骨料裸露,混凝土外表凸凹不平,產(chǎn)生坑洞,進(jìn)而造成鋼筋外露和鋼筋銹蝕。1.4堿骨料反響骨料中含有的氧化硅等物質(zhì),容易和水泥或混凝土中的堿(na2、k2)反響,即堿骨料反響,這是一種化學(xué)病害。該反響生成吸水膨脹的凝膠,使混凝土產(chǎn)生開裂。1.5碳化混凝土的碳化(中性化)是空氣中的二氧化碳?xì)怏w不斷透過混凝土中未完全充水的粗毛細(xì)孔,擴(kuò)散到混凝土內(nèi)部充水的毛細(xì)孔中,與其中的空隙液所溶解的氫氧化鈣進(jìn)展中和反響,生成碳酸鹽或其他物質(zhì),使混凝土孔溶液的ph值小于10

6、,鋼筋的鈍化膜被破壞,鋼筋發(fā)生銹蝕。鋼筋生銹后體積膨脹,引起混凝土開裂,與鋼筋的粘結(jié)力降低,混凝土保護(hù)層脫落,鋼筋斷面面積發(fā)生損缺,嚴(yán)重影響混凝土的耐久性3。1.6溶蝕混凝土溶蝕是一種化學(xué)性病害。混凝土中的a被水溶解變成a(h)2,該物質(zhì)遇到空氣中的2反響生成a3沉淀物,標(biāo)志著混凝土已經(jīng)病變,將損失掉膠凝性而逐漸失去強(qiáng)度,抗?jié)B才能也不斷降低。當(dāng)a被溶解約33%時(shí),混凝土將變得酥松而失去強(qiáng)度。1.7侵蝕侵蝕主要是環(huán)境水質(zhì)對(duì)水工混凝土的危害,這也是一種化學(xué)病害,雖然不是特別普遍,但有些工程卻受害很深。比方,環(huán)境水中的s42-離子與混凝土中的a(h)2反響生成as4時(shí),產(chǎn)生第1次體積膨脹,as4又與

7、混凝土中的3a反響生成硫鋁酸鈣,產(chǎn)生第2次體積膨脹,宏大的膨脹應(yīng)力導(dǎo)致混凝土脹裂、變酥,甚至變成粉末狀。另一個(gè)就是氯鹽的滲入,當(dāng)混凝土構(gòu)造處于含有氯鹽的海水、巖土或空氣環(huán)境中時(shí),氯離子也會(huì)從混凝土外表逐漸擴(kuò)散到鋼筋外表并使鋼筋脫鈍而銹蝕。在上述所列病害類型中,以混凝土裂縫為首要病害,同時(shí)各類病害對(duì)混凝土的影響程度不同,同種病害在不同的混凝土建筑物上造成的破壞也各種各樣,另外還存在地域差異。就全國范圍來說,各地的混凝土病害特征復(fù)雜多樣,并且各種病害還會(huì)穿插感染,如裂縫的存在會(huì)引起滲漏溶蝕、環(huán)境水侵蝕、凍脹破壞的擴(kuò)展、混凝土碳化和鋼筋銹蝕等。2預(yù)防對(duì)策隨著運(yùn)行期的增長,水工混凝土的老化是客觀現(xiàn)象,

8、及時(shí)維護(hù)和修補(bǔ)也是必要的,但是很多相關(guān)混凝土的病害卻不是一般的老化問題,而是更多地與設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行管理有親密關(guān)系,因此要減少或預(yù)防混凝土病害,就要從這幾個(gè)方面采取預(yù)防措施。2.1工程設(shè)計(jì)水工混凝土建筑物的設(shè)計(jì)要從按強(qiáng)度設(shè)計(jì)的形式中解脫出來,更多地考慮建筑物長期使用過程中由于環(huán)境作用引起構(gòu)造材料性能劣化、腐蝕對(duì)構(gòu)造平安性與適用性的影響,盡可能延長工程壽命,防止資源浪費(fèi)。水工混凝土建筑物的設(shè)計(jì)要嚴(yán)格按照國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,嚴(yán)格考慮建筑物正常使用過程中構(gòu)件的預(yù)定檢測和維護(hù),并在構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)為此項(xiàng)工作提供可能性和工作面。水工混凝土遭受病害是不可防止的,只是程度輕重可以控制。因此,混凝土構(gòu)件在考慮了環(huán)

9、境的侵蝕性和材料性能的老化過程后,要仍然可以保證構(gòu)造應(yīng)有的平安性和穩(wěn)定性。同一建筑物中的不同構(gòu)件所處的工作環(huán)境可能存在差異,其遭受病害的可能性和程度也會(huì)不一樣,因此其耐久性就不同,所以對(duì)于部分可能遭受病害嚴(yán)重同時(shí)可以更換的構(gòu)件,可以設(shè)計(jì)成拆裝和可更換型的,從而延長建筑物使用壽命。在建筑物的構(gòu)造設(shè)計(jì)中,也可以有很多措施,比方:對(duì)混凝土外表進(jìn)展粉刷或涂膜以延緩碳化或減少水質(zhì)侵蝕,在有效范圍內(nèi)增大混凝土鋼筋保護(hù)層,對(duì)混凝土裂縫最大寬度的允許值進(jìn)展認(rèn)真論證和嚴(yán)格限定,設(shè)置合理的伸縮縫、沉降縫和施工縫,讓構(gòu)造可以自由變形,防止裂縫和不均勻沉降等。另外,還可以設(shè)置有效的防滲、排水、抗沖刷和抗磨蝕措施等。2

10、.2工程原材料合理選擇水泥品種和標(biāo)號(hào),盡可能選用水化熱小的水泥,適量摻加粉煤灰或礦渣等摻和料。嚴(yán)格對(duì)混凝土拌合用水進(jìn)展檢驗(yàn),防止氯離子含量超標(biāo)。盡可能采用較小的水灰比,減少混凝土的孔隙率。采用雜質(zhì)少、粒徑適中、級(jí)配好、鞏固性好的砂石骨料。合理使用和摻加減水劑和引氣劑等外加劑4。2.3施工工藝建筑物的施工要符合工程設(shè)計(jì)和國家現(xiàn)行的施工標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量評(píng)定與驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的要求。嚴(yán)格執(zhí)行工程施工監(jiān)理和開工驗(yàn)收制度,并進(jìn)展耐久性專項(xiàng)質(zhì)量檢驗(yàn)。大體積混凝土要事先制定完備的溫控措施方案,并在施工中嚴(yán)格執(zhí)行。改良施工機(jī)械,改善施工操作方法,確?；炷辆鶆蛎軐?shí)?；炷翝仓^程中嚴(yán)格控制鋼筋保護(hù)層不受影響和破壞。混凝土臨

11、空面要從模板和澆筑過程中的振搗等方面進(jìn)展控制,防止蜂窩、麻面的出現(xiàn),對(duì)于已經(jīng)造成的混凝土缺陷,要及時(shí)科學(xué)地進(jìn)展修補(bǔ)和處理。加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù),要從養(yǎng)護(hù)方法、時(shí)間和材料等方面下工夫。2.4運(yùn)行管理嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)預(yù)定的工況進(jìn)展運(yùn)行,不應(yīng)有超出設(shè)計(jì)范圍的工況,在設(shè)計(jì)預(yù)定的但是不常用的工況運(yùn)行期間,要加強(qiáng)監(jiān)測和控制。建立嚴(yán)格的運(yùn)行管理規(guī)章制度,并在運(yùn)行中嚴(yán)格執(zhí)行。設(shè)計(jì)人員要向建立單位或運(yùn)行單位的相關(guān)人員提出建筑物使用過程中的日常維護(hù)措施、設(shè)計(jì)預(yù)定的定期維修、部件更換、監(jiān)測要求和定期平安鑒定方案的內(nèi)容,做好運(yùn)行平安技術(shù)交底。對(duì)于建筑物的特殊部位特別是處于嚴(yán)重腐蝕性環(huán)境作用下的構(gòu)件和部位要經(jīng)常性檢測。定期進(jìn)展平安鑒定。對(duì)于檢測和平安鑒定中發(fā)現(xiàn)的問題,要及時(shí)科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)地進(jìn)展處理。3結(jié)語由于病害的影響,很多水工混凝土建筑物的耐久性受到威脅和挑戰(zhàn),很多以前建成的混凝土建筑物也不同程度地遭受了破壞,因此很有必要對(duì)這些病害進(jìn)展分析和研究論證,討論可行的、有效的處理措施和預(yù)控方案,并且在工程建立過程中做好宣傳教育和引導(dǎo)工作。混凝土的耐久性問題不是設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行管理單位任何一家的問題,而是共同面臨的問題,一定要高度重視,認(rèn)真對(duì)待,各參建及運(yùn)行管理單位要齊心協(xié)力,全方位、多渠道地結(jié)合控制,確?；炷临|(zhì)量,減少病害隱患及威脅,進(jìn)步