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1、水利工程中混凝土常见病害及预防对策(李帅) 水利工程混凝土施工#TRS_AUTOADD_1234751038656 MARGIN-TOP: 0px; FONT-SIZE: 12pt; MARGIN-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 1.5; FONT-FAMILY: 宋体#TRS_AUTOADD_1234751038656 P MARGIN-TOP: 0px; FONT-SIZE: 12pt; MARGIN-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 1.5; FONT-FAMILY: 宋体#TRS_AUTOADD_1234751038656 TD MARGIN-TO
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4、t,margin-top:0,margin-bottom:0,li:line-height:1.5,font-family:宋体,font-size:12pt,margin-top:0,margin-bottom:0-*/ 1、引言 水利工程是基础产业工程，目前我国正在大规模、高速度地进行水利开发，工程建设耗费了大量资源，水工混凝土的耐久性也干脆关系到工程的运用寿命、加固费用、效益发挥和运行平安，但是水工混凝土却常常受到裂缝、冻胀、冲磨、空蚀、碱骨料反应、碳化、溶蚀和侵蚀等病害的威逼，由于工程耐久性不足，增加了建筑物运用过程中的修理与加固费用，影响或限制了结构的正常运用功能并缩短结构的运用年限
5、，影响效益和平安，不仅造成经济损失，而且严峻奢侈资源，引发社会问题。因此有必要对水工混凝土的常见病害进行分析和探讨，并反馈到设计、施工和运行管理等方面来进行预防和限制，在工程建设管理的整个过程中，全方位、多渠道地提高水工混凝土的质量和耐久性，延长工程运用寿命，确保国家可持续发展战略在水利建设开发过程中的有效施行。 2、常见病害分析 水工混凝土是水利工程建设中很重要的材料，运用种类繁多，也须要在各种各样困难的环境条件下发挥作用和确保工程正常运行。依据水工混凝土建筑物的结构性特点和所处工作环境的不同，常见病害主要有裂缝、冻胀、冲磨空蚀、碱骨料反应、碳化、溶蚀和侵蚀七大类，其中前三类属于物理性病害，
6、后四类属于化学性病害。由于工程自身因素和工作条件的差异，这几类病害对混凝土的危害程度也互不相同。 （1）裂缝 裂缝是混凝土建筑物最常见的病害之一。裂缝是材料的不连续现象，属于物理性病害，是水工混凝土耐久性的首要影响因素。裂缝的出现，多数在施工期就存在，有的虽然在施工期以后，也多在运行初期510年以内，不是由于运行期长工程老化问题，而是早期的问题。裂缝的存在干脆导致混凝土抗拉性能的降低，裂缝也会引导有害物质进入混凝土内部，造成钢筋锈蚀，甚至混凝土结构破坏。对于水库蓄水发电和浇灌来说，挡水混凝土结构的裂缝会干脆引起渗漏，假如渗漏量达到肯定程度，就干脆危及工程的蓄水实力；对于混凝土重力坝来说，假如裂
7、缝达到肯定贯穿深度和宽度，会引起坝体扬压力的急剧增长，减弱坝体的抗滑实力，对结构抗震特别不利，甚至会对整个坝体的结构稳定和平安造成威逼. （2）冻胀 一般认为，在温度正负交替过程中，混凝土微孔中的水成为结冰或过冷的水，体积膨胀产生冻胀压力，过冷的水迁移产生渗透压力，当两者的附加作用力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就遭遇破坏。所以说冻胀破坏是一种物理性破坏，在我国的北方地区，水工混凝土受到这种破坏的状况比较严峻。受冻融作用的影响，混凝土会变得酥松、鼓包、开裂，甚至层状剥落，使建筑物失去作用，进而对建筑物整体稳定造成影响。 （3）冲磨和空蚀 冲磨主要是水流中的泥沙作用，我国河流多泥沙，和高速水流一
8、起运动时磨蚀干脆接触或接近的混凝土。空蚀是水工泄水建筑物工作中的水流的一种特有现象，混凝土局部受到不规则的挤压变形而产生破坏。所以冲磨和空蚀都属于物理性病害。一般地，冲磨和空蚀是交替而又相互促进的，造成混凝土表面粗骨料袒露，混凝土表面凸凹不平，产生坑洞，进而造成钢筋外露和钢筋锈蚀。 （4）碱骨料反应 骨料中含有的氧化硅等物质简单和水泥或混凝土中的碱（Na2O、K2O）起反应，即碱骨料反应，明显这是一种化学病害。该反应生成吸水膨胀的凝胶，使混凝土产生开裂。 （5）碳化 混凝土的碳化（中性化）是空气中的二氧化碳气体不断地透过混凝土中未完全充水的粗毛细孔，扩散到混凝土内部充水的毛细孔中，与其中的空隙
9、液所溶解的氢氧化钙进行中和反应，生成碳酸盐或其他物质，使混凝土孔溶液的PH值小于10，钢筋的钝化膜被破坏，钢筋发生锈蚀。钢筋生锈后体积膨胀，引起混凝土开裂，与钢筋的粘结力降低，混凝土爱护层脱落，钢筋断面面积发生损缺，严峻影响混凝土的耐久性。 （6）溶蚀 混凝土溶蚀是一种化学性病害。混凝土中的CaO被水溶解变成Ca(OH)2，然后遇到空气中的CO2反应生成CaCO3沉淀物，标记着混凝土已经病变，将因此损失掉胶凝性而渐渐失去强度，抗渗实力也不断降低。当CaO被溶出约33%时，混凝土将变得酥松而失去强度。 （7）侵蚀 侵蚀主要是环境水质对水工混凝土的危害，这也是一种化学病害，虽然不是特殊普遍，但有些
10、工程却受害很深。比如，环境水中的SO42-离子与混凝土中的Ca(OH)2反应生成CaSO4时，产生第一次体积膨胀，CaSO4又与混凝土中的C3A反应生成硫铝酸钙，产生其次次体积膨胀，巨大的膨胀应力导致混凝土胀裂、变酥，甚至变成粉末状。另一个就是氯盐的渗入，当混凝土结构处于含有氯盐的海水、岩土或空气环境中时，氯离子也会从混凝土表面渐渐扩散到钢筋表面并使钢筋脱钝而锈蚀。 在上述所列病害类型中，以混凝土裂缝为首要病害，同时各类病害对混凝土的影响程度不同，同种病害在不同的混凝土建筑物上造成的破坏也各种各样，另外还存在地域差异，就全国范围来说，各地的混凝土病害特征也是困难多样。并且各种病害还会交叉感染，
11、比如说，裂缝的存在会引起渗漏溶蚀、环境水侵蚀、冻胀破坏的扩展、混凝土碳化和钢筋锈蚀等。 3、预防对策 随着运行期的增长，水工混凝土的老化是客观现象，刚好的维护和修补也是必要的，但是许多相关混凝土的病害却不是一般的老化问题，更多地与设计、施工和运行管理有亲密关系，因此要削减或预防混凝土病害，就要从这几个方面实行预防措施。 （1）工程设计 水工混凝土建筑物的设计要从按强度设计的模式中解脱出来，更多地考虑建筑物长期 运用过程中由于环境作用引起结构材料性能劣化、腐蚀对结构平安性与适用性的影响，尽可能延长工程寿命，避开资源奢侈。 水工混凝土建筑物的设计要严格根据国家现行有关标准执行，严格考虑建筑物正常运
12、用过程中构件的预定检测和维护，并在结构设计时为此项工作供应可能性和工作面。 水工混凝土遭遇病害是不行避开的，只是程度轻重可以限制。所以混凝土构件在考虑了环境的侵蚀性和材料性能的老化过程后，要仍旧可以保证结构应有的平安性和稳定性。 同一建筑物中的不同构件所处的工作环境可能存在差异，其遭遇病害的可能性和程度也会不一样，因此其耐久性就不同，所以对于局部可能遭遇病害严峻同时可以更换的构件可以设计成拆装和可更换型的，从而延长建筑物运用寿命。 在建筑物的构造设计中，也可以有许多措施，比如，对混凝土表面进行粉刷或涂膜延缓碳化或削减水质侵蚀，在有效范围内增大混凝土钢筋爱护层，对混凝土裂缝最大宽度的允许值进行仔
13、细论证和严格限定，设置合理的伸缩缝、沉降缝和施工缝，让结构可以自由变形，避开裂缝和不匀称沉降等。另外还可以设置有效的防渗、排水、抗冲刷和抗磨蚀措施等。 （2）工程原材料 合理选择水泥品种和标号，尽可能选用水化热小的水泥，适量掺加粉煤灰或矿渣等掺和料。 严格对混凝土拌和用水进行检验，避开氯离子含量超标。 尽可能采纳较小的水灰比，削减混凝土的孔隙率。 采纳杂质少、粒径适中、级配好、坚实性好的砂石骨料。 合理运用和掺加减水剂和引气剂等外加剂。 （3）施工工艺 建筑物的施工要符合工程设计和国家现行的施工规范、质量评定与验收规范的要求。 严格执行工程施工监理和竣工验收制度，并进行耐久性专项质量检验。 大
14、体积混凝土要事先制定完备的温控措施安排，并在施工中严格执行。 改进施工机械，改善施工操作方法，确保混凝土匀称密实。 混凝土浇筑过程中严格限制钢筋爱护层不受影响和破坏。 混凝土临空面要从模板和浇筑过程中的振捣等方面进行限制，避开蜂窝、麻面的出现，对于已经造成的混凝土缺陷，要刚好科学地进行修补和处理。 加强混凝土养护，要从养护方法、时间和材料等方面下工夫。 （4）运行管理 严格根据设计预定的工况进行运行，不应有超出设计范围的工况，对于设计预定的但是不常用的工况运行期间要加强监测和限制。 建立严格的运行管理规章制度并在运行中严格执行。 设计人员要向建设单位或运行单位的相关人员提出建筑物运用过程中日常
15、维护措施、设计预定的定期修理、部件更换、监测要求和定期平安鉴定安排的内容，做好运行平安技术交底。 对于建筑物的特别部位要常常性检测，特殊是处于严峻腐蚀性环境作用下的构件和部位。 定期进行平安鉴定。 对于检测和平安鉴定中发觉的问题，要刚好进行科学规范的处理。 4、结语 由于病害的影响，许多水工混凝土建筑物的耐久性受到威逼和挑战，许多以前建成的混凝土建筑物也不同程度地遭遇了破坏，因此很有必要对这些病害进行分析和探讨论证，探讨可行的有效的处理措施和预控方案，并且在工程建设过程中做好宣扬教化和引导，混凝土的耐久性问题不是设计、施工和运行管理单位任何一家的问题，而是大家面临的共同问题，我们肯定要高度重视
16、，仔细对待，各参建及运行管理单位要同心协力，全方位、多渠道地联合限制，确保混凝土质量，削减病害隐患及威逼，提高水工混凝土耐久。 参考文献 1刑林生,聂广明.我国水电站混凝土建筑物耐久性分析.水力发电,2003(2) 2柏宝忠,王以仁.影响水工建筑物耐久性的主要因素及预防对策.水利水电技术,2004(10) 3谭学龙.浅谈混凝土的碳化及其预防措施.水利水电技术,2003(4) 4张宝生,葛 勇.建筑材料学. 中国建材工业出版社,11014年 作者单位：兰考黄河河务局 第15页 共15页第 15 页 共 15 页第 15 页 共 15 页第 15 页 共 15 页第 15 页 共 15 页第 15 页 共 15 页第 15 页 共 15 页第 15 页 共 15 页第 15 页 共 15 页第 15 页 共 15 页第 15 页 共 15 页