水利工程中混凝土施工存在的病害及控制措施分析

摘要：混凝土是水利工程建設(shè)中的重要材料，在施工全過程中會出現(xiàn)一些質(zhì)量缺陷，對混凝土加強(qiáng)質(zhì)量控制對保證工程質(zhì)量、避免不必要的時間和資金浪費等有著重要的意義。因此有必要對水工混凝土的常見病害進(jìn)行分析和研究，并反饋到設(shè)計、施工和運行管理等方面來進(jìn)行預(yù)防和控制，在工程建設(shè)管理的整個過程中，全方位、多渠道地提高水工混凝土的質(zhì)量和耐久性，延長工程使用壽命，確保國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在水利建設(shè)開發(fā)過程中的有效施行。

關(guān)鍵詞：水利工程 混凝土 質(zhì)量 缺陷 防治 措施

在水利工程施工中，現(xiàn)澆混凝土質(zhì)量缺陷主要有：露筋、峰窩、夾渣、裂縫、疏松（內(nèi)部不密實）、與鋼構(gòu)件連接部位松動、外形缺陷（缺棱掉角、凸凹不平、麻面、起砂、掉皮）、強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計要求8類。這些質(zhì)量缺陷不但影響整體工程美觀，還通常會影響工程的結(jié)構(gòu)性能、使用功能、耐久性和安全性，造成質(zhì)量事故。為減少混凝土質(zhì)量缺陷，減少工程費用，縮短工程工期，加強(qiáng)混凝土質(zhì)量缺陷的預(yù)防十分必要。

一、常見病害分析

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行。

1、裂縫

裂縫是混凝土建筑物最常見的病害之一。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，也多在運行初期5～10年以內(nèi)，不是由于運行期長工程老化問題，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，裂縫也會引導(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。對于水庫蓄水發(fā)電和灌溉來說，擋水混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫會直接引起滲漏，如果滲漏量達(dá)到一定程度，就直接危及工程的蓄水能力；對于混凝土重力壩來說，如果裂縫達(dá)到一定貫穿深度和寬度，會引起壩體揚壓力的急劇增長，削弱壩體的抗滑能力，對結(jié)構(gòu)抗震非常不利，甚至?xí)φ麄€壩體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和安全造成威脅

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)生滲透壓力，當(dāng)兩者的附加作用力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時，混凝土就遭受破壞。所以說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較嚴(yán)重。受凍融作用的影響，混凝土?xí)兊盟炙伞⒐陌㈤_裂，甚至層狀剝落，使建筑物失去作用，進(jìn)而對建筑物整體穩(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，我國河流多泥沙，和高速水流一起運動時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，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，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，氯離子也會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。

二、混凝土施工過程控制要點

1、模板控制在處理好的基層或做好的調(diào)平層上，清掃雜物及浮土，然后才能立模板。立好模板后，應(yīng)再檢查一次模板高度和板間寬度是否正確。為便于拆模，立好的模板在澆搗混凝土之前，其內(nèi)側(cè)涂隔離劑或鋪上一層塑料薄膜，鋪薄膜可防止漏水、漏漿，使混凝土板側(cè)更加平整美觀，無蜂窩，保證了水泥混凝土板邊和板角的強(qiáng)度、密實度。

2、拌制控制在入場前應(yīng)檢查各種入場材料，不合格的不入場。嚴(yán)格按施工配合比通知單拌制混凝土，減水劑必須稱量后裝塑料袋。混凝土施工配料是保證混凝土質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)之一，必須加以嚴(yán)格控制。施工配料時影響混凝土質(zhì)量的因素主要有兩方面:一是稱量不準(zhǔn);二是未按砂、石骨料實際含水率的變化進(jìn)行施工配合比的換算，這樣必然會改變原理論配合比的水灰比、砂石比及漿骨比。這些都直接影響混凝土的粘聚性、流動性、密實性以及強(qiáng)度等級。原材料匯集入上料斗的順序:當(dāng)無外加劑和混合料，依次進(jìn)入上料斗的順序為石子、水泥、砂。當(dāng)摻混合料時，其順序為石子、水泥、混合料、砂。當(dāng)摻干粉狀外加劑時，其順序為石子、外加劑、水泥、砂子。混凝土拌制不小于規(guī)定的混凝土攪拌的最短時間。混凝土符合要求時，拌合物攪拌均勻、顏色一致，具有良好的流動性、粘聚性和保水性，不泌水、不離析。不符合要求時，應(yīng)查找原因，及時調(diào)整。并要求有專人負(fù)責(zé)揀除土塊、超尺寸顆粒及其它雜物;混凝土澆筑要振搗密實，不得有漏振和過振，特別是內(nèi)模有漏振現(xiàn)象和模板跑漿。待混凝土強(qiáng)度足夠，及時人工鑿毛，要求去皮露骨。原材料每盤稱量的允許偏差是水泥摻合料允許偏差±2%，粗細(xì)骨料允許偏差±3%，水外加劑允許偏差±2%;當(dāng)遇雨天或含水率有顯著變化時，應(yīng)增加含水率檢測次數(shù)，并及時調(diào)整水和骨料的用量。檢查數(shù)量按每工作班抽查不應(yīng)少于1次。混凝土運輸、澆筑及間歇的全部時間不應(yīng)超過混凝土的初凝時間。

3、混凝土攤鋪運至澆筑現(xiàn)場的混合料，一般直接倒向安裝好模板的槽內(nèi)，并用人工找補(bǔ)均勻，有明顯離析時應(yīng)重新拌勻。攤鋪時的松散混凝土應(yīng)略高過模板頂面設(shè)計高度的10%左右。施工間歇時間不得過長，一般不應(yīng)超過1小時，因故停工在1小時以內(nèi)，可將已搗實的混凝土表面用麻袋覆蓋，恢復(fù)工作時將此混凝土耙松，再繼續(xù)鋪筑。

同時，在各工序施工中，要嚴(yán)格進(jìn)行交接檢查，主要是施工單位班組自檢、互查。在專業(yè)質(zhì)量檢查人員檢查的基礎(chǔ)上，還應(yīng)經(jīng)監(jiān)理人員對重要的工序或?qū)こ藤|(zhì)量有重大影響的工序按規(guī)范進(jìn)行質(zhì)量檢查后，方可進(jìn)入下一道工序。

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