水工混凝土常见病害及预防对策

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1、水工混凝土常见病害及预防对策摘要水工混凝土的耐久性直接关系工程的使用寿命、加固费用、效益发挥和运行安全。分析了水工混凝土的常见病害,并从工程设计、工程原材料、施工工艺、运行管理等方面提出了预防对策,以提高水工混凝土的耐久性。关键词水工混凝土;常见病害;预防对策水利工程是基础产业工程，水工混凝土的耐久性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，由于丁程耐久性不足，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

2、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［1］。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。1常见病害水工混凝土是水利工程建设中很重耍的材料，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止常运行。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

3、缝、冻胀、冲磨空蚀、碱骨料反应、碳化、溶蚀和侵蚀7大类,其中前3类属于物理性病害，后4类属于化学性病害［2］。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。1.1裂缝裂缝是混凝土建筑物最常见的病害之一，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年以内产生，不是由于运行期长，工程老化，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，还会引导有害物质进入混凝土内部,造成钢筋锈蚀，甚至破坏混凝土结构

4、。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。1・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

5、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。1.3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，与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水流的一种特有现象,是混凝土局部受到不规则的挤压变形而产牛:的破坏。因此，冲磨和空蚀都属于物理性病害。一般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。1.4碱骨料反应骨料中含有的氧化硅等物质，容易和水泥或

6、混凝土中的碱（Na20、K20）反应，即碱骨料反应，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。1・5碳化混凝土的碳化（屮性化）是空气屮的二氧化碳气体不断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，牛•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。钢筋纶锈后体积膨胀，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［3］。1・6溶蚀混凝土溶蚀是一种化学性病害。

7、混凝土中的CaO被水溶解变成Ca(0H)2,该物质遇到空气中的C02反应生成CaCO3沉淀物，标志着混凝土已经病变，将损失掉胶凝性而逐渐失去强度，抗渗能力也不断降低。当CaO被溶解约33%时，混凝土将变得酥松而失去强度。1・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S042-离了与混凝土中的Ca(OH)2反应生成CaS04吋,产生第1次体积膨胀,CaS04又与混凝土中的C3A反应生成硫铝酸钙,产生第2次体积膨胀，巨大的膨胀应力导致混凝土胀裂、变酥，甚至变

8、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