水工建筑物混凝土的常见病害及防治

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水工建筑物混凝土的常见病害及防治

水工建筑物混凝土的常见病害及防治

水工建筑物混凝土的常见病害及防治发表时间:2019-09-02T11:39:22.417Z 来源:《基层建设》2019年第11期作者:蒋志国[导读] 摘要:本文对水工混凝土的常见病害进行了分析,并在此基础上提出了相应防治和处理措施。

江苏省水利建设工程有限公司江苏省扬州市 225002 摘要:本文对水工混凝土的常见病害进行了分析,并在此基础上提出了相应防治和处理措施。

关键词:水工混凝土;病害;预防措施 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直接关系到工程的使用寿命、加固费用、效益发挥和运行安全,但是水工混凝土却经常受到裂缝、冻胀、冲磨、空蚀、碱骨料反应、碳化、溶蚀和侵蚀等病害的威胁,由于工程耐久性不足,增加了建筑物使用过程中的修理与加固费用,影响或限制了结构的正常使用功能并缩短结构的使用年限,影响效益和安全,不仅造成经济损失,而且严重浪费资源,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研究,并反馈到设计、施工和运行管理等方面来进行预防和控制,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,延长工程使用寿命,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,使用种类繁多,也需要在各种各样复杂的环境条件下发挥作用和确保工程正常运行。

根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,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5~10年以内,不是由于运行期长工程老化问题,而是早期的问题。

水利水电工程中水工混凝土建筑物的通病及处理措施

水利水电工程中水工混凝土建筑物的通病及处理措施

水利水电工程中水工混凝土建筑物的通病及处理措施随着我国水利水电工程项目的大量开发,水工混凝土中的裂缝、冻胀、冲磨以及空蚀等病害成为大家所关注的焦点,其病害在一定程度上加大建筑物使用过程的修理及加固费用,影响了结构正常的使用,对项目效益及其安全造成直接影响。

基于此,下面就结合作者的实际工作经验进行入手,简要的概述了水利水电工程中的水工混凝土的病害及其处理的措施,以供借鉴。

标签:水工建筑物;混凝土;病害;处理措施1 、水利水电工程中的水工混凝土类型的分析1.1 普通防水混凝土普通防水混凝土主要是在普通混凝土骨料级配基础上,经过对混凝土配合比方法的控制及其调整,实现对混凝土自身密实度和抗渗性的提升。

在混凝土硬化之后,醋骨料彼此之间就有着一定密实度的水泥砂浆进行填充,并且切断了混凝土内部沿石子表面形成的连通毛细渗水通道,使得混凝土有着较好抗渗性,普通防水混凝土是水利水电工程中应用较多的一种混凝土结构。

1.2外加剂防水混凝土外加剂防水混凝土主要是经过掺入适当的外加剂,实现对混凝土内部组织结构的改善,增加混凝土密实度,提升混凝土抗渗性。

外加剂主要是以吸附、分散、引气、催化,或与水泥的某种成分发生反应如物理、化学作用,使混凝土得到改性。

外加剂防水混凝土类型有着减水剂防水混凝土,加气剂防水混凝土、聚合物水泥混凝土等。

在现阶段,外加剂防水混凝土在水利水电甚至是其他行业都得到了广泛应用。

2、影响水工混凝土建筑物的施工质量因素2.1混凝土配合比例因素水工建筑物施工阶段,我们需要注意下面几点:第一,原材料配合比计算决定了最终的浆料强度,若是比例出现失衡,其拌合材料就不能继续使用。

第二,水泥强度的选择不恰当,极易造成强度的降低,工程结构在投入使用之后极易出现裂缝的问题。

第三,浆料在静止阶段中的原料将出现不同程度沉降,因为使用之前没有进行二次的振捣,使得结构强度不够均匀,比例的不够协调。

2.2 施工及现场养护因素(1)结构浇筑后要经历一段养护时间,此时如果产生振动则会影响到结构的完整度;(2)现场维护的技术要点也相当多,包括在浇注过程中插入振动棒,在混凝土中的水的使用,混凝土模板的操作时间;(3)在混凝土浇筑和振捣棒插入方法不正确,水化剂没有发挥效力,混凝土的模板拆除作业不规范或凝固时对时间的掌握不准确都会对混凝土的养护产生不良的影响。

水利水电工程中混凝土病害及对策

水利水电工程中混凝土病害及对策

水利水电工程中混凝土病害及对策摘要:水利水电工程与生活实际之前具有紧密的联系,在推动城乡一体化规划与建设和社会产业经济发展发面发挥重要作用。

水利水电工程规划建设规模越来越大,为当地带来经济收益的同时,对水利水电工程规划建设质量提出更高要求。

混凝土是水利水电工程建设中的重要建筑材料,混凝土质量直接影响水利水电工程施工质量,混凝土病害是影响混凝土质量的重要因素,本文主要分析水利水电工程中混凝土病害问题,并提出预防治理对策,以期为水利水电行业从业人员提供可行性建议。

关键词:水利水电工程;混凝土病害;对策引言:水利水电工程建设关乎国计民生利益,关乎农业生产发展。

发展水利水电工程,带动更多相关产业经济发展。

确保水利水电工程建设质量,是推动水利水电工程项目规范化运营管理的重要前提。

混凝土被广泛应用于工程施工中,混凝土质量安全成为工程开发中的重要内容。

在水利水电工程施工中,混凝土病害是常见问题,也是安全隐患较多的问题,针对混凝土病害问题,坚持预防为主、综合治理原则,全方位多角度进行混凝土质量控制,确保混凝土质量符合实际施工需求,确保混凝土质量合格,避免因材料质量问题形象水利水电工程施工进度。

一、水利水电工程中混凝土病害(一)蜂窝在水利水电工程施工中,混凝土容易发生蜂窝病害问题,混凝土结构中形成窟窿,窟窿形态与蜂窝形态相似,进而产生骨科空隙问题,影响混凝土质量。

产生蜂窝病害问题的主要原因是各类材料混合配比出现问题,或者搅拌材料的过程中出现操作失误问题,造成砂浆和石子分离。

或者进行混凝土捣实处理过程中出现操作失误问题,捣实密度过小,造成模板漏浆。

(二)露筋露筋是混凝土病害常见故障问题,具体指混凝土钢筋暴露在外面。

出现露筋故障问题的原因主要是混凝土浇筑过程中出现垫块错位问题,混凝土并未完全包裹钢筋,一部分钢筋暴露在混凝土外面。

其次,出现露筋问题的原因包括混凝土模板湿润度较低、混凝土保护层捣实紧实度不高,增加露筋面积【1】。

水工混凝土常见病害与对策探讨(最新分享)

水工混凝土常见病害与对策探讨(最新分享)

水工混凝土常见病害与对策探讨(最新整理分享)【摘要】水利工程是我国的基础性工程,但是水工混凝土却经常受到冻胀、空蚀、冻胀、碱骨料反应、侵蚀、溶蚀等病害威胁,严重影响了工程的耐久性。

本文针对水工混凝土中的常见病害进行分析,并提出了相应的解决对策。

【关键词】水工混凝土;常见病害;对策1、水工混凝土常见病害1.1 裂缝。

裂缝是影响水工混凝土耐久性的关键因素,同样也是混凝土构件最长发生的病害之一。

许多工程在施工过程中就存在裂缝,有的裂缝是在工程的后期或者是在工程运营之后才产生的。

裂缝的阐述并不是因为运行时间过长造成的,而是早期的问题。

裂缝的出现将直接降低混凝土构件的抗拉性能,而且还会导致其他有害物质进去混凝土内部,导致钢筋锈蚀,严重的还会导致混凝土结构破坏。

对于水库蓄水发电或者灌溉来说,挡土混凝土结构一旦出现裂缝就会造成渗漏,当渗漏量达到一定程度时就会直接影响水库的蓄水能力。

就混凝土重力坝而言,当混凝土裂缝的宽度和深度达到一定程度时,就会导致坝体的扬压力大幅度增大,使得坝体的抗滑能力大幅度下降,使得结构的抗震性能受到一定的影响,坝体的安全性和结构稳定性也存在一定的威胁。

1.2 冲磨和空蚀。

冲磨是水流中的泥沙作用产生的,我国河流中的泥沙含量较多,泥沙与高速水流同时运动对附近的混凝土直接接触,造成混凝土腐蚀。

空蚀是水工泄水建筑物工作中水流产生的一种特有现象,由于混凝土局部受到不规则的积压产生的破坏。

因此,冲磨和空蚀均是物理病害,两者之间互相促进,互相交替,使得混凝土表面的粗骨料直接暴露在外,导致表面凹凸不平,进而造成钢筋外露和锈蚀。

1.3 冻胀。

通常情况下,随着温度正负交替,混凝土微孔中的水会变的很冷甚至结冰,水遇冷膨胀,导致体积变大,产生冻胀压力。

过冷的水在迁徙过程中会产生较大的渗透压力,当混凝土的抗拉强度小于产生的渗透压力时,混凝土构件就会破坏。

因此,冻胀同样属于物理破坏。

水工混凝土受到冻融作用的影响,就会产生鼓包、开裂、酥松甚至是剥落现象,导致建筑物的稳定性受到破坏。

那吉船闸水工建筑物病害分析及处理

那吉船闸水工建筑物病害分析及处理

0引言运行多年的水工混凝土建筑由于长期经受船舶碰撞、水流冲蚀、自然碳化及水质污染等原因,大多出现表面剥落、磨损严重、墙面露筋、大面积混凝土表面碳化等劣化现象,当裂缝扩展至一定宽度,会成为水、空气和腐蚀介质渗入混凝土内部的通道,使混凝土力学性能下降,加剧钢筋锈蚀程度,严重影响混凝土结构的安全与使用寿命[1]。

那吉航运枢纽船闸工程是广西在软岩上建造的第一座航运枢纽工程,其基础主要为泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩夹粉砂质泥岩、泥岩的弱风化岩层,下部除了存在煤薄层、煤线层或炭质条纹层,无其他软弱层分布。

泥岩等软岩为广西特有的岩类,该地层具有岩性软弱(强度主要集中在15~60MPa)、胶结性和抗冲刷性较差、水平方向相变大等特点[2]。

那吉船闸在长期运行过程中,病害与老化问题逐渐突出,例如工程运行后渗水,使基岩软化,加上基础岩石的弹性模量各异,导致基础出现不均沉降,改变了闸室受力结构,从而导致闸室底板出现开裂、漏水等病害问题。

针对水工建筑物的病害问题,前人进行了不少研究。

周栋等[3]对浏河船闸闸室墙面竖直裂缝、沉降缝老化、缝距增大、错开等问题开展改性环氧裂缝灌浆、弹性密封膏嵌缝和混凝土表面丙乳砂浆等修复工作。

朱岱明[4]结合苏北运河船闸进行导航和靠船建筑物的病害原因分析,提出统筹调度、统一规划、精细管理等综合防治措施。

祝连娣[5]结合宫山咀水库除险加固工程实例,分析总结底板基础混凝土回填修复方法的技术要点。

然而,目前仍未见针对泥岩等软岩基础水工建筑的病害分析,以及为提高其承载力而采用的修复技术和措施。

本文针对那吉船闸底板开裂、结构缝漏水、混凝土缺失、淘空等混凝土损坏问题,分析出现病害的原因及其对船闸水工结构安全的影响,并采用高压固结灌浆等措施进行修复,以期为其他类似水工建筑物的病害预防、维护修复提供参考和借鉴。

1工程概况那吉船闸位设计水头为15.5m,船闸为单级船闸,闸室有效尺度为190m×12m×3.5m(长×宽×门槛水深),船闸上闸首、闸室、下闸首全长234m。

水利工程混凝土常见质量通病及对应措施

水利工程混凝土常见质量通病及对应措施

水利工程混凝土常见质量通病及对应措施摘要:水利工程混凝土裂缝、蜂窝和麻面等问题是长期困扰着技术人员的几大难题,是水利工程混凝土的主要通病,稍有不慎,就会形成质量问题,因此水利工程技术人员对以上问题非常关注。

本文对水利工程混凝土容易产生通病的原因以及对应的施工措施一一列举,供从事水利工程技术人员参考。

关键词:水利工程;混凝土通病;原因;措施1、混凝土裂缝混凝土裂缝产生的原因很复杂,涉及材料、施工环境及混凝土内外温差收缩或地基不均匀沉降以及动、静荷载、其他各种外荷载引起的等各方面的因素。

根据分析混凝土裂缝常发生在浇筑时间为6~9月混凝土结构内,正值高温月份,且每次浇筑方量大,历时较长,不能完全避开一天的高温时段。

或者混凝土厚度过厚但未达大体积混凝土的标准,没有采取相应的措施,或采取降温措施不当等原因造成。

另外与施工过程全过程质量控制也有关系,如混凝土振捣、保护层厚度过大或过小,拆模和养护时间;水泥用量和水灰比的大小是影响混凝土收缩的主要因素。

也有学者提出因混凝土结构分段或分块过大,造成“长墙效应”而形成裂缝,原理是混凝土在凝结过程的收缩性,而混凝土结构两端底部的约束,造成“约束”裂缝,常发生在分段(分块)超过12m的墙体(底板),裂缝常分布在墙体(底板)的1/2或1/4处,呈大致对称垂直分布,该现象在多个工地得到验证。

根据混凝土裂缝可能形成的原因,可采取相应的措施:1.建议施工单位合理选择混凝土浇筑时间,避免高温时段浇筑大体积大方量的混凝土,否则应采取必要的防范措施;2.检查分析混凝土配比,控制好细骨料用量和水灰比,控制混凝土的塑性收缩;3.适当延长侧墙混凝土的拆模时间,并且拆模时不要马上移走模板,而是先让模板拆开一条缝隙作浇水养护用,从而改善混凝土的养护环境以达到控制墙体裂缝的目的。

2、裂缝处理的原则与方法:1)首先应能保证裂缝处理后结构原有的承载能力、整体性以及防水、抗渗性能;2)其次要考虑温度、收缩应力较长时间的影响,以免处理后再出现新的裂缝;3)再次应防止进一步的人为损伤结构和构件,尽量避免大动大补,并尽可能保持原结构的外观。

水工混凝土病害的防治对策

水工混凝土病害的防治对策
3 建 立 工 程 质 量 保 证 体 系 3 . 1 加 大监督力度 ,把好质量关
的情 况 比较 严 重 。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。 1 . 4 碳化 混凝土 的碳化 ( 中性化 ) 是空气 中的二氧化碳气体不 断 透过混凝 土 中未完全 充水 的粗 毛细孑 L ,扩散到混凝 土 内部 充水 的毛 细孔 中,与其 中 的空 隙液所溶 解的氢氧化 钙进行 中和反应 ,生成碳酸盐或其他物质 ,使混凝土孑 L 溶液 的 p H 值小于 1 0 ,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 土保 护层脱落 ,钢筋断 面面积发生 损缺 ,严重 影响混 凝 土的耐久性 。
2 防 治 对 策
2 . 1 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
建设单 位认真履行 项 目建设 责任主体 的职责 ,建立健 全质量检查 体系 ,派驻质 量检查人 员对工程项 目进行质量 检查 。督促 监理单位严格 按照规范 和监理合 同赋予 的权力 进行监理 ,做 好控制点及 工序质量 控制 ,加强关 键部位和 隐蔽工程 的监理力度 ,把 好质量关 。要 求施工单 位认真履 行施 工合 同 ,自觉 落实质量控制措施 。 3 . 2 加强工程建设过程 的动态控制 在施 工 阶段 推 行 以动 态 控制 为 主 ,对 工 程建 设 质量 的全 过程 、全方 位进 行 质量 监控 。从 工 程招 投标 阶 段至 工程竣 工验 收的全过 程 , 都要充 分发挥 工程 监理 的作 用 , 通过 委托 监 理对 工程 进 行监 督管 理 。施 工 中督 促 监 理人 员要 注重 信 息资 料 收集 整理 ,并 形 成文 字档 案 ,对 每一 个质 量行 为 都有 记 录 ,以数 据说 话 。质 量不 合格 的工序 及 时 进行 返 工 ,对质 量不 合 格 的 单元 工 程不 予计 量 结算 工程款 。 3 - 3 抓 好 工 程 的质 量 验 收 工程竣工 验收是鉴定 工程质量 是否达到设计 要求 ,捉 交 工程实体 ,提交技术资 料的重要 环节 ,也是对 工程质量 问题 分析 、处 理和进一 步改进提高 的过程 。当单 元工程 、 分 部工程 、单 位工程施工 完毕后 ,要及 时按相应 的质量评 定 规程和质 量验收标 准 ,程序及方 法 ,并依据合 同授权范 围 ,组织相关人 员进行质 量验收和评 定。对存在 的质量缺 陷要全 面登记 , 及时加 以分析 , 查 找原 因 , 提 出改进措施 , 确保后续工程施工质量 。■

水工混凝土建筑物老化病害的产生预防及修补技术

水工混凝土建筑物老化病害的产生预防及修补技术

水工混凝土建筑物老化病害的产生预防及修补技术1 裂缝1.1 裂缝产生的原因裂缝在水工建筑物当中往往由于多种因素联合作用而最容易出现。

其各种裂缝对不同部位的水工混凝土危害程度也不一样关键部位严重程度的裂缝不仅危害到建筑物整体性和稳定性, 而且很容易形成恶性循环,甚至还会产生大量的漏水, 严重威胁到下游的人民生命及财产安全, 因而必须引起我们的高度重视。

本文对水工混凝土裂缝的原因加以分析, 并提出一些预防措施和修补技术。

1.2 裂缝的预防措施1.2.1 混凝土材料为了减少各种裂缝, 一般选用中热水泥或具有微膨胀性的中热水泥(自生体积变形微膨胀变形,如水泥中的MgO含量较高,但不大于5%)和热膨胀系数较小的骨料。

尤其是大体积混凝土在施工中严格采取温控措施, 尽量避免裂缝发生。

而由于某种原因采用硅酸盐水泥或普通水泥时, 可在混凝土中掺入粉煤灰或减水剂从而减少水泥用量, 主要是通过减少水泥用量, 减少混凝土的发热量, 从而降低混凝土温度, 避免温度裂缝的发生。

改善骨料级配石子采用直径适中的, 并采用连续级配的碎石。

如果温度过高, 及时对骨料进行预冷。

砂子宜采用细度模数较大的内河中粗砂, 含砂率不应超过35%。

1.2.2 混凝土浇筑如果浇筑时温度过高, 可以采用薄层浇筑, 以加速混凝土散热, 并适当延长间歇时间。

混凝土在振捣过程中, 骨料下沉, 水泥浆填充骨料间的空隙, 原空隙中的水和气泡被排出, 混凝土表面形成泌水现象, 对泌出的水分, 不能直接排除, 而要用吸水材料把水分吸走, 把水分中的水泥留下。

从而避免泌水裂缝的发生。

对于厚度比较薄的混凝土, 经脱水后水灰比控制在在0.31-0.36 之间, 而强度却可提高20%-50%,从而增强了混凝土的抗裂性能。

混凝土初凝前, 往往由于温差会出现表面裂缝,这时应进行及时收浆二次抹面, 使混凝土表面进一步密实, 表面产生的裂缝愈合。

从而避免早期裂缝的产生。

合理安排混凝土的浇筑时间, 错开高温(大于35 度)或低温(小于 5 度)时段, 以降低混凝土的入仓温度, 避免裂缝发生。

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水工建筑物混凝土的常见病害及防治
发表时间:2019-09-02T11:39:22.417Z 来源:《基层建设》2019年第11期作者:蒋志国[导读] 摘要:本文对水工混凝土的常见病害进行了分析,并在此基础上提出了相应防治和处理措施。

江苏省水利建设工程有限公司江苏省扬州市 225002 摘要:本文对水工混凝土的常见病害进行了分析,并在此基础上提出了相应防治和处理措施。

关键词:水工混凝土;病害;预防措施 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直接关系到工程的使用寿命、加固费用、效益发挥和运行安全,但是水工混凝土却经常受到裂缝、冻胀、冲磨、空蚀、碱骨料反应、碳化、溶蚀和侵蚀等病害的威胁,由于工程耐久性不足,增加了建筑物使用过程中的修理与加固费用,影响或限制了结构的正常使用功能并缩短结构的使用年限,影响效益和安全,不仅造成经济损失,而且严重浪费资源,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研究,并反馈到设计、施工和运行管理等方面来进行预防和控制,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,延长工程使用寿命,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,使用种类繁多,也需要在各种各样复杂的环境条件下发挥作用和确保工程正常运行。

根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,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5~10年以内,不是由于运行期长工程老化问题,而是早期的问题。

裂缝的存在直接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灌溉来说,挡水混凝土结构的裂缝会直接引起渗漏,如果渗漏量达到一定程度,就直接危及工程的蓄水能力;对于混凝土重力坝来说,如果裂缝达到一定贯穿深度和宽度,会引起坝体扬压力的急剧增长,削弱坝体的抗滑能力,对结构抗震非常不利,甚至会对整个坝体的结构稳定和安全造成威胁。

水工混凝土常见病害类型及影响框图(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,混凝土就遭受破坏。

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情况比较严重。

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,和高速水流一起运动时磨蚀直接接触或临近的混凝土。

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裸露,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容易和水泥或混凝土中的碱(Na2O、K2O)起反应,即碱骨料反应,显然这是一种化学病害。

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,混凝土保护层脱落,钢筋断面面积发生损缺,严重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,标志着混凝土已经病变,将因此损失掉胶凝性而逐渐失去强度,抗渗能力也不断降低。

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,虽然不是特别普遍,但有些工程却受害很深。

比如,环境水中的SO4-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CA反应生成硫铝酸钙,产生第二次体积膨胀,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逐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复杂多样。

并且各种病害还会交叉感染,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,及时的维护和修补也是必要的,但是很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、施工和运行管理有密切关系,因此要减少或预防混凝土病害,就要从这几个方面采取预防措施。

(1)工程设计
①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使用过程中由于环境作用引起结构材料性能劣化、腐蚀对结构安全性与适用性的影响,尽可能延长工程寿命,避免资源浪费。

②水工混凝土建筑物的设计要严格按照国家现行有关标准执行,严格考虑建筑物正常使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,只是程度轻重可以控制。

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,要仍然可以保证结构应有的安全性和稳定性。

④同一建筑物中的不同构件所处的工作环境可能存在差异,其遭受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受病害严重同时可以更换的构件可以设计成拆装和可更换型的,从而延长建筑物使用寿命。

⑤在建筑物的构造设计中,也可以有很多措施,比如,对混凝土表面进行粉刷或涂膜延缓碳化或减少水质侵蚀,在有效范围内增大混凝土钢筋保护层,对混凝土裂缝最大宽度的允许值进行认真论证和严格限定,设置合理的伸缩缝、沉降缝和施工缝,让结构可以自由变形,避免裂缝和不均匀沉降等。

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
①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。

②严格对混凝土拌和用水进行检验,避免氯离子含量超标。

③尽可能采用较小的水灰比,减少混凝土的孔隙率。

④采用杂质少、粒径适中、级配好、坚固性好的砂石骨料。

⑤合理使用和掺加减水剂和引气剂等外加剂。

(3)施工工艺
①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。

②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。

③大体积混凝土要事先制定完备的温控措施计划,并在施工中严格执行。

④改进施工机械,改善施工操作方法,确保混凝土均匀密实。

⑤混凝土浇筑过程中严格控制钢筋保护层不受影响和破坏。

⑥混凝土临空面要从模板和浇筑过程中的振捣等方面进行控制,避免蜂窝、麻面的出现,对于已经造成的混凝土缺陷,要及时科学地进行修补和处理。

⑦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
①严格按照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控制。

②建立严格的运行管理规章制度并在运行中严格执行。

③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使用过程中日常维护措施、设计预定的定期维修、部件更换、监测要求和定期安全鉴定计划的内容,做好运行安全技术交底。

④对于建筑物的特殊部位要经常性检测,特别是处于严重腐蚀性环境作用下的构件和部位。

⑤定期进行安全鉴定。

⑥对于检测和安全鉴定中发现的问题,要及时进行科学规范的处理。

4、结语
由于病害的影响,很多水工混凝土建筑物的耐久性受到威胁和挑战,很多以前建成的混凝土建筑物也不同程度地遭受了破坏,因此很有必要对这些病害进行分析和研究论证,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传教育和引导,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,我们一定要高度重视,认真对待,各参建及运行管理单位要齐心协力,全方位、多渠道地联合控制,确保混凝土质量,减少病害隐患及威胁,提高水工混凝土耐久。

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