淺談水利工程混凝土施工及控制措施

【摘 要】混凝土是水利工程建設中主要的環節，是整個工程的核心質量保證。水利工程混凝土構筑物常常會受到裂縫、沖磨、空蝕、堿骨料反應等病害的影響，不僅會增加建筑物使用過程中的管理和維修費用，造成不必要的經濟損失，而且會對水利工程的安全性形成安全隱患。。

【關鍵詞】水利工程；混凝土施工；病害；控制措施

1 水工混凝土常見病害

1.1 裂縫。裂縫是混凝土建筑物最常見的病害之一，是材料的不連續現象，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，多數在施工期就存在，有的雖然在施工期以后，也多在運行初期5—10 年以內產生，不是由于運行期長，工程老化，而是早期的問題。裂縫的存在直接導致混凝土抗拉性能的降低，還會引導有害物質進入混凝土內部造成鋼筋銹蝕，甚至破壞混凝土結構。對于水庫蓄水發電和灌溉來說擋水混凝土結構的裂縫會直接引起滲漏，如果滲漏量達到一定程度，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，對結構抗震非常不利，甚至會對整個壩體的結構穩定和安全造成威脅。

1.2 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，與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水流的一種特有現象，是混凝土局部受到不規則的擠壓變形而產生的破壞。因此，沖磨和空蝕都屬于物理性病害。

1.3 堿骨料反應。骨料中含有的氧化硅等物質，容易和水泥或混凝土中的堿（Na2O、K2O）反應，即堿骨料反應，這是一種化學病害。該反應生成吸水膨脹的凝膠，使混凝土產生開裂。

1.4 碳化。混凝土的碳化（中性化）是空氣中的二氧化碳氣體不斷透過混凝土中未完全充水的粗毛細孔，擴散到混凝土內部充水的毛細孔中，與其中的空隙液所溶解的氫氧化鈣進行中和反應，生成碳酸鹽或其他物質，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，與鋼筋的粘結力降低，混凝土保護層脫落，鋼筋斷面面積發生損缺，嚴重影響混凝土的耐久性。

1.5 溶蝕。混凝土溶蝕是一種化學性病害。混凝土中的CaO被水溶解變成CaOH2，該物質遇到空氣中的CO2反應生成CaCO3沉淀物，標志著混凝土已經病變，將損失掉膠凝性而逐漸失去強度，抗滲能力也不斷降低。

2 在混凝土施工環節如何進行有效控制以避免相關病害的發生和發展

2.1 混凝土拌制與運輸。混凝土的拌制包括配料與拌和兩個環節。配料正確、拌和充分均勻是保證混凝土質量的必要條件。

2.1.1 配料。通常來講，在配料時，在重量上允許產生一定的偏差，水泥、水及外加劑為±l%，骨料為土2%。在骨料的配置上，一般根據工程的實際需要采用不同的配料方法，盡量材料質量、配比的有效控制。水及外加劑的使必須嚴格配比，使施工配比盡量地接近設計配比，同時，外加劑應根據劑量比例配成較稀的溶液和水一同使用。水泥應按設計配比加入相應重量的骨料和水。

2.1.2 拌和。為保證質量，提高效率，通常水利工程建設中都會采用機械拌和。混凝土攪拌常用的是自落式攪拌機。攪拌中必須要保證機器攪拌的時間，通過反復的攪拌實現混合料的均勻。

2.1.3 混凝土的運輸。為了保證混凝土在的運輸的過程中，不發生離析，一定要盡量縮短運輸的距離，并保持運輸工具行駛的平穩，保證運輸過程中不漏漿，同時還要注意防曬、防雨、防風、防凍，設置溜槽、溜管等緩降裝置，降低自落高度。

2.2 混凝土在水利工程施工中的控制。

2.2.1 水泥基滲透結晶型防水材料的應用。水泥基滲透結晶型防水材料分為混凝土表面處理用的防水材料和內摻的混凝土本體防水劑，分別適用于混凝土表面處理防水體系和混凝土本體自防水體系。一般情況下混凝土表面處理防滲漏，按比例與水拌合成漿，可以涂刷或噴涂在混凝土表面。

2.2.2 聚合物水泥砂漿類材料的應用。聚合物水泥砂漿作為防滲、防腐、防凍材料已在水工混凝土建筑物工程中得到廣泛應用。這種以少量膠乳材料對水泥砂漿或混凝土改性后，增強其抗滲性、抗碳化和抗凍性，經過工程實踐證明，是一種性能可靠、經濟、施工方便的材料，能極大地提高施工速度及施工質量。

2.2.3 新型灌漿材料的應用。利用環氧樹脂和聚氨酯在一定條件下制備出可以形成同步互穿聚合物網絡結構的新型化學灌漿材料。該化灌材料綜合了環氧樹脂漿材和聚氨酯漿材的性能優點，漿材黏度低、凝結時間可調、強度高、變形性和可灌性都很好。水下混凝土灌漿試塊的黏接抗拉強度能達1.05MPa。是一種性能優良、適用性強、適合水下灌漿的多功能新型灌漿材料。

2.2.4 在水利工程混凝土施工中裂縫的控制措施。

（1）混凝土配合比設計時，在保證混凝土具有良好工作性的情況下，應盡可能的降低混凝土的單位用水量，施工時要嚴格控制混凝土配合比，計量要準確，坍落度抽檢工作要加強，不能流于形式。

（2）混凝土振搗要密實，拆模后要掛草簾或鋪草澆水養護保濕。新澆筑的混凝土就象剛剛出生的嬰兒，需要體貼關心和愛護。混凝土的養護不僅對防止早期表面裂縫顯得重要，它對混凝土后期強度的發展、混凝土的進一步成熟和耐久性等也同樣重要，在過去許多工程的施工和管理中對養護的重要性沒有充分的認識。

（3）施工過程中應經常觀察模板的位移和混凝土澆搗的密實情況，不能漏振，過振，且在第一次振搗后要進行第二次振搗。

（4）配置大體積混凝土宜使用低水化熱水泥，如硅酸鹽水泥或普通硅酸水泥、礦渣水泥，此外可摻加膨漲劑、適量的粉煤灰等，摻粉煤灰是一項既能減少由溫度應力而使大壩開裂的危險，又能提高混凝土某些性能的經濟有效的措施；同時要采用塑料薄膜和草袋覆蓋，以確保混凝土內外溫差小于25°。根據構造要求情況配置必要的鋼筋起到限裂的作用。

（5）對泵送混凝土，則要在滿足其可泵性、和易性的前提下，盡量減小出機時的坍落度、降低砂率、并嚴格控制骨料的含泥量。

3 結語

總之，混凝土被廣泛地應用于水利工程施工中，如何在施工中采取有效措施，盡量避免不良病害的產生對水利工程建設而言影響甚大，所以參與施工的相關人員必須要高度重視、認真對待，以確保混凝土施工質量，減少水利工程病害隱患，提高施工的經濟效益與社會效益。