導(dǎo)語(yǔ)：水工混凝土病害解決管理論文一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1、引言

水利工程是基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)工程，目前我國(guó)正在大規(guī)模、高速度地進(jìn)行水利開(kāi)發(fā)，工程建設(shè)耗費(fèi)了大量資源，水工混凝土的耐久性也直接關(guān)系到工程的使用壽命、加固費(fèi)用、效益發(fā)揮和運(yùn)行安全，但是水工混凝土卻經(jīng)常受到裂縫、凍脹、沖磨、空蝕、堿骨料反應(yīng)、碳化、溶蝕和侵蝕等病害的威脅，由于工程耐久性不足，增加了建筑物使用過(guò)程中的修理與加固費(fèi)用，影響或限制了結(jié)構(gòu)的正常使用功能并縮短結(jié)構(gòu)的使用年限，影響效益和安全，不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，而且嚴(yán)重浪費(fèi)資源，引發(fā)社會(huì)問(wèn)題。因此有必要對(duì)水工混凝土的常見(jiàn)病害進(jìn)行分析和研究，并反饋到設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行管理等方面來(lái)進(jìn)行預(yù)防和控制，在工程建設(shè)管理的整個(gè)過(guò)程中，全方位、多渠道地提高水工混凝土的質(zhì)量和耐久性，延長(zhǎng)工程使用壽命，確保國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在水利建設(shè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的有效施行。

2、常見(jiàn)病害分析

水工混凝土是水利工程建設(shè)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結(jié)構(gòu)性特點(diǎn)和所處工作環(huán)境的不同，常見(jiàn)病害主要有裂縫、凍脹、沖磨空蝕、堿骨料反應(yīng)、碳化、溶蝕和侵蝕七大類，其中前三類屬于物理性病害，后四類屬于化學(xué)性病害。由于工程自身因素和工作條件的差異，這幾類病害對(duì)混凝土的危害程度也互不相同。

（1）裂縫

裂縫是混凝土建筑物最常見(jiàn)的病害之一。裂縫是材料的不連續(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5～10年以內(nèi)，不是由于運(yùn)行期長(zhǎng)工程老化問(wèn)題，而是早期的問(wèn)題。裂縫的存在直接導(dǎo)致混凝土抗拉性能的降低，裂縫也會(huì)引導(dǎo)有害物質(zhì)進(jìn)入混凝土內(nèi)部，造成鋼筋銹蝕，甚至混凝土結(jié)構(gòu)破壞。對(duì)于水庫(kù)蓄水發(fā)電和灌溉來(lái)說(shuō)，擋水混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫會(huì)直接引起滲漏，如果滲漏量達(dá)到一定程度，就直接危及工程的蓄水能力；對(duì)于混凝土重力壩來(lái)說(shuō)，如果裂縫達(dá)到一定貫穿深度和寬度，會(huì)引起壩體揚(yáng)壓力的急劇增長(zhǎng)，削弱壩體的抗滑能力，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震非常不利，甚至?xí)?duì)整個(gè)壩體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和安全造成威脅。

水工混凝土常見(jiàn)病害類型及影響框圖

（2）凍脹

一般認(rèn)為，在溫度正負(fù)交替過(guò)程中，混凝土微孔中的水成為結(jié)冰或過(guò)冷的水，體積膨脹產(chǎn)生凍脹壓力，過(guò)冷的水遷移產(chǎn)生滲透壓力，當(dāng)兩者的附加作用力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土就遭受破壞。所以說(shuō)凍脹破壞是一種物理性破壞，在我國(guó)的北方地區(qū)，水工混凝土受到這種破壞的情況比較嚴(yán)重。受凍融作用的影響，混凝土?xí)兊盟炙?、鼓包、開(kāi)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。

（3）沖磨和空蝕

沖磨主要是水流中的泥沙作用，我國(guó)河流多泥沙，和高速水流一起運(yùn)動(dòng)時(shí)磨蝕直接接觸或臨近的混凝土。空蝕是水工泄水建筑物工作中的水流的一種特有現(xiàn)象，混凝土局部受到不規(guī)則的擠壓變形而產(chǎn)生破壞。所以沖磨和空蝕都屬于物理性病害。一般地，沖磨和空蝕是交替而又相互促進(jìn)的，造成混凝土表面粗骨料裸露，混凝土表面凸凹不平，產(chǎn)生坑洞，進(jìn)而造成鋼筋外露和鋼筋銹蝕。

（4）堿骨料反應(yīng)

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（Na2O、K2O）起反應(yīng)，即堿骨料反應(yīng)，顯然這是一種化學(xué)病害。該反應(yīng)生成吸水膨脹的凝膠，使混凝土產(chǎn)生開(kāi)裂。

（5）碳化

混凝土的碳化（中性化）是空氣中的二氧化碳?xì)怏w不斷地透過(guò)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)行中和反應(yīng)，生成碳酸鹽或其他物質(zhì)，使混凝土孔溶液的PH值小于10，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(kāi)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。

（6）溶蝕

混凝土溶蝕是一種化學(xué)性病害。混凝土中的CaO被水溶解變成Ca(OH)2，然后遇到空氣中的CO2反應(yīng)生成CaCO3沉淀物，標(biāo)志著混凝土已經(jīng)病變，將因此損失掉膠凝性而逐漸失去強(qiáng)度，抗?jié)B能力也不斷降低。當(dāng)CaO被溶出約33%時(shí)，混凝土將變得酥松而失去強(qiáng)度。

（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。比如，環(huán)境水中的SO42-離子與混凝土中的Ca(OH)2反應(yīng)生成CaSO4時(shí)，產(chǎn)生第一次體積膨脹，CaSO4又與混凝土中的C3A反應(yīng)生成硫鋁酸鈣，產(chǎn)生第二次體積膨脹，巨大的膨脹應(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)混凝土結(jié)構(gòu)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)從混凝土表面逐漸擴(kuò)散到鋼筋表面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(guó)范圍來(lái)說(shuō)，各地的混凝土病害特征也是復(fù)雜多樣。并且各種病害還會(huì)交叉感染，比如說(shuō)，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。

3、預(yù)防對(duì)策

隨著運(yùn)行期的增長(zhǎng)，水工混凝土的老化是客觀現(xiàn)象，及時(shí)的維護(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(wèn)題，更多地與設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行管理有密切關(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。

（1）工程設(shè)計(jì)

①水工混凝土建筑物的設(shè)計(jì)要從按強(qiáng)度設(shè)計(jì)的模式中解脫出來(lái)，更多地考慮建筑物長(zhǎng)期使用過(guò)程中由于環(huán)境作用引起結(jié)構(gòu)材料性能劣化、腐蝕對(duì)結(jié)構(gòu)安全性與適用性的影響，盡可能延長(zhǎng)工程壽命，避免資源浪費(fèi)。

②水工混凝土建筑物的設(shè)計(jì)要嚴(yán)格按照國(guó)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(guò)程中構(gòu)件的預(yù)定檢測(cè)和維護(hù)，并在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)為此項(xiàng)工作提供可能性和工作面。

③水工混凝土遭受病害是不可避免的，只是程度輕重可以控制。所以混凝土構(gòu)件在考慮了環(huán)境的侵蝕性和材料性能的老化過(guò)程后，要仍然可以保證結(jié)構(gòu)應(yīng)有的安全性和穩(wěn)定性。

④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)于局部可能遭受病害嚴(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(zhǎng)建筑物使用壽命。

⑤在建筑物的構(gòu)造設(shè)計(jì)中，也可以有很多措施，比如，對(duì)混凝土表面進(jìn)行粉刷或涂膜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)行認(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，讓結(jié)構(gòu)可以自由變形，避免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）工程原材料

①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。

②嚴(yán)格對(duì)混凝土拌和用水進(jìn)行檢驗(yàn)，避免氯離子含量超標(biāo)。

③盡可能采用較小的水灰比，減少混凝土的孔隙率。

④采用雜質(zhì)少、粒徑適中、級(jí)配好、堅(jiān)固性好的砂石骨料。

⑤合理使用和摻加減水劑和引氣劑等外加劑。

（3）施工工藝

①建筑物的施工要符合工程設(shè)計(jì)和國(guó)家現(xiàn)行的施工規(guī)范、質(zhì)量評(píng)定與驗(yàn)收規(guī)范的要求。

②嚴(yán)格執(zhí)行工程施工監(jiān)理和竣工驗(yàn)收制度，并進(jìn)行耐久性專項(xiàng)質(zhì)量檢驗(yàn)。

③大體積混凝土要事先制定完備的溫控措施計(jì)劃，并在施工中嚴(yán)格執(zhí)行。

④改進(jìn)施工機(jī)械，改善施工操作方法，確?；炷辆鶆蛎軐?shí)。

⑤混凝土澆筑過(guò)程中嚴(yán)格控制鋼筋保護(hù)層不受影響和破壞。

⑥混凝土臨空面要從模板和澆筑過(guò)程中的振搗等方面進(jìn)行控制，避免蜂窩、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)行修補(bǔ)和處理。

⑦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。

（4）運(yùn)行管理

①嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)預(yù)定的工況進(jìn)行運(yùn)行，不應(yīng)有超出設(shè)計(jì)范圍的工況，對(duì)于設(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(cè)和控制。

②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。

③設(shè)計(jì)人員要向建設(shè)單位或運(yùn)行單位的相關(guān)人員提出建筑物使用過(guò)程中日常維護(hù)措施、設(shè)計(jì)預(yù)定的定期維修、部件更換、監(jiān)測(cè)要求和定期安全鑒定計(jì)劃的內(nèi)容，做好運(yùn)行安全技術(shù)交底。

④對(duì)于建筑物的特殊部位要經(jīng)常性檢測(cè)，特別是處于嚴(yán)重腐蝕性環(huán)境作用下的構(gòu)件和部位。

⑤定期進(jìn)行安全鑒定。

⑥對(duì)于檢測(cè)和安全鑒定中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，要及時(shí)進(jìn)行科學(xué)規(guī)范的處理。

4、結(jié)語(yǔ)

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)行分析和研究論證，探討可行的有效的處理措施和預(yù)控方案，并且在工程建設(shè)過(guò)程中做好宣傳教育和引導(dǎo)，混凝土的耐久性問(wèn)題不是設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行管理單位任何一家的問(wèn)題，而是大家面臨的共同問(wèn)題，我們一定要高度重視，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、多渠道地聯(lián)合控制，確?；炷临|(zhì)量，減少病害隱患及威脅，提高水工混凝土耐久。

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