探討水利工程混凝土施工中的病害、原因及其處理技術

【摘要】混凝土是一種非均質的脆性材料，由外加材料、水、水泥、骨料等材料混合而成?；炷量估瓘姸缺容^低，但它的抗壓強度比較高，而且極限拉應變比較小，所以，混凝土十分容易開裂。在水利工程施工過程中，由于本身約束、變形等問題，會導致硬化成型的混凝土中存在很多微裂縫、氣穴以及微孔隙，這些裂縫在混凝土受到溫差和荷載等作用以后，就會不斷地連通和擴張，最終導致混凝土病害。

【關鍵詞】水利工程；混凝土施工；病害；原因；處理技術

在現代水利施工過程中，最為常用的結構形式就是鋼筋混凝土混合結構或者鋼筋混凝土結構，該結構具有很強的經濟性，在該結構組成中，最為主要的材料就是混凝土，混凝土在該結構里具有關鍵性作用，因此，想要保證水利工程的施工質量就必須要保證混凝土的施工質量。下面，筆者就對水利工程混凝土施工中的病害進行闡述，探討產生病害的原因，提出處理病害的技術。

一、水利工程混凝土施工的常見病害

（一）水利工程混凝土裂縫

水利工程混凝土的涵、橋、進水閘、攔河閘、閘房等建筑物，幾乎都在不同程度上存在混凝土裂縫問題。有些攔河閘擋墻、底板，攔河壩壩體等，混凝土的裂縫都比較嚴重，導致建筑物出現滲漏和凍融等問題，直接對建筑物安全產生了威脅。

（二）水利工程混凝土凍融破壞

由于水利工程在露天環境下施工，氣候條件以及水流作用會給水利工程造成凍融破壞，凍融破壞已經成為混凝土建筑的主要病害，尤其是凍融破壞與滲透、重刷、裂縫等相互作用，導致建筑物出現斷裂、剝蝕以及滲漏等破壞，更有甚者發生水毀失事。對已經被水毀或破壞的建筑物進行分析，大多數建筑物都存在凍融破壞。

（三）水利工程混凝土風化和磨損

由于水利工程會受到水流的沖刷和冰凌的碰撞，大多數攔河閘堰頂、混凝土壩以及邊墩的混凝土表面已經剝蝕，這些建筑物大約僅僅運行10年，有些建筑物僅運行五年至六年，其鋼筋便已經外露出來，混凝土也被磨成了蜂窩。

（四）水利工程混凝土銹蝕和侵蝕

因為混凝土存在著縫隙，空氣中的二氧化碳會對鋼筋進行銹蝕，對混凝土進行侵蝕，尤其是一些工業污水對于混凝土的侵蝕作用更為嚴重，直接對水利工程建筑造成了威脅。

二、水利工程混凝土施工中病害原因

（一）水利工程混凝土病害的物理原因

首先，冰凌等漂浮物會對水利工程建筑進行碰撞，逆流會磨損混凝土，水流也會沖刷混凝土，再加上水流氣泡的沖刷作用，這些物理原因都會導致混凝土的表面受到剝落，骨料也可能會被沖掉，情況嚴重的會形成空洞。

其次，由于荷載的外力作用、溫度的變化等因素，會引起建筑物出現裂縫、斷裂以及沉陷等變形。

（二）水利工程混凝土病害的化學原因

第一，硫酸鹽的侵蝕作用。在水利工程混凝土施工過程中，水泥會與硫酸鹽產生水化作用，水化產物會生成石膏和鈣礬石，鈣礬石是水化硫鋁酸鈣的結晶。在水利工程混凝土毛細孔隙中，生成物得以膨脹，使得水利工程混凝土產生比較大的內應力，進而受到破壞。如果這個時候，水中含有鎂離子和硫酸根，那么，對水泥石破壞將更為嚴重，原因就在于，在鎂離子和硫酸根的作用下，水利工程建筑物不僅會出現上述的破壞情況，鎂離子和硫酸根產生化學作用，會生成石膏，這樣便加劇了對水利工程建筑物的破壞，除此之外，鋼筋銹蝕也是引起水利工程混凝土破壞的形式。

第二，離子的交換侵蝕作用。在水中，酸會通過電離作用產生氫氧離子，經過相互作用以后會生成鹽和水。生成容易溶于水的鹽會被水流帶走，使得水利工程混凝土的內部空隙越來越大，同時，降低水利工程混凝土的強度，加劇其侵蝕作用。此外，水中電離子會生成鎂離子等離子，與水泥石相反應可以生成氫氧根離子，氫氧根離子可以生成具有很小溶解度的氫氧化物，氫氧化物會對水泥石起到分解作用。氫氧化鎂的溶解度很小，促使水泥進行分解，再加上其本身白色、松軟，沒有膠結能力，可以軟化水泥漿體。

三、水利工程混凝土施工病害的處理技術

（一）水利工程混凝土施工病害的預防技術

在水利工程混凝土施工過程中，混凝土的質量由施工決定，因此，在施工過程中，必須要嚴格質量監督以及質量檢測工作，施工的工序和環節也要按照設計的要求來實施。為了對水利工程混凝土施工質量進行保證，要求在水利工程建設的時候，要對混凝土抗磨、防滲、防凍，配置混凝土的水灰比、骨料、水泥，混凝土施工的方法等提出詳細、具體的要求。

在混凝土施工病害中，凍害是主要的病害，為了將混凝土抗凍性能提升，要求施工人員要減少水灰比和用水量，減少多余游離水分，避免游離水分對結構空隙進行填充，進而導致結構空隙進水。此外，還要摻用加氣劑，加氣劑能夠使混凝土產生細微氣泡，這些細微氣泡互不連通，將滲水通道截斷。與此同時，氣泡具有適應變形的能力，能夠將冰凍膨脹破壞緩沖。最后，要在水利工程混凝土施工過程中做好振搗和平倉，保證混凝土的密實和均勻。為了將水利工程中混凝土的耐磨和抗沖性能提升，必須要選用硅酸鹽水泥。

（二）水利工程混凝土施工病害的治理技術

在水利工程施工中，混凝土具有抗凍性、抗滲性以及密實性，同時具有耐久性，更是一種高強度的建筑材料。但混凝土也會出現病害，要從以下幾個方面對混凝土病害進行治理。

第一，更新混凝土。對于水利工程混凝土建筑物出現病害的部位要全面將其鑿除，運用風鎬進行開鑿，對疏松表面進行清除，用噴砂對其進行噴洗以后再將主模板架上，在新混凝土和老混凝土界面上將砂漿噴上以后，再對混凝土進行澆筑。為了使新混凝土與舊混凝土進行緊密的結合，施工人員可以在混凝土里加入膨脹劑或者鋁粉、膨脹水泥等等外加劑。這樣便可以使新的混凝土產生膨脹，有利于新混凝土和舊混凝土的良好結合。

第二，修復混凝土表面缺陷。如果水利工程混凝土表面出現裂縫或剝落，施工人員可以先將疏松部分清除，再將新混凝土填補上去。如果需要修復的表面積比較大，厚度也比較深，則可以進行鋼筋網的埋設，然后再實施新混凝土的澆筑工作。

第三，實施表面涂層。如果水利工程混凝土的病害比較輕，深度也比較淺，又或者因為其他的原因，不能夠將表面混凝土鑿出來，那么，可以使用表面涂層的方式方法，將有機硅、橡膠涂料、環氧樹脂漆等在混凝土表面上噴涂，進而將混凝土表面強度增加。

第四，修補混凝土裂縫。如果混凝土所產生的裂縫比較寬或比較深的時候，首先要將裂縫鑿出新茬，然后實施化學灌漿或無機灌漿，還可以利用環氧樹脂、聚硫化合物、橡膠瀝青、瀝青等對混凝土實施灌漿修補。

四、結束語

在水利工程施工過程中，由于施工原因、材料原因以及設計原因等諸多因素，導致混凝土施工出現一些問題和病害，施工人員必須要充分重視這些質量問題，根據施工現場的情況，將產生混凝土病害的原因清楚分析，接著結合實際采用病害處理的方法來對病害進行處理和彌補。如果這些事故已經對結構安全產生了威脅，則需要施工人員實際考量，進一步采取結構加固以及混凝土構件等方法來對其進行處理。

參考文獻：

[1] 田惠珍，潘曉燕，云江普，等.水利工程施工質量控制探討[J].內蒙古水利，2011（ 02） ： 152 -153.

[2] 呂興祥.芻議小型水利工程中混凝土施工質量控制要點[J].經營管理者，2011（ 08） ： 378，393.

[3] 曹潤邦，徐寧，韓志華.淺述水利施工中砼產生裂縫的原因及其防治措施[J].農業科技與信息，2010（10）.