中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司 山西 太原 030001
摘要:水利水电工程是离不开大坝混凝土的施工的,在施工的过程中,大坝混凝土这一系统性的工程比较复杂,需要考虑的因素有很多,进行大坝混凝土的施工有着浇筑时间长、工程量大的特点,而且浇筑的机械数量和型号也比较多,从坝体的结构上了,施工的难度大,尤其是涉及到混凝土的施工,需要对混凝土表明进行处理。本文就是对水利水电工程混凝土表面处理措施进行分析,为相关的研究提供借鉴。
关键词:水工混凝土;通病;处理措施
一、前言
目前我国正在进行大量的水利开发,水工混凝土中的裂缝、冻胀、冲磨、空蚀等病害成了大家共同关心的主题,这些病害加大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,对项目的效益和安全造成了直接的影响,从经济、资源等方面引发了许多社会问题。
二、水工混凝土类型
水工混凝土大多数为防水混凝土,它是因本身的密实性而具有一定防水抗渗能力的整体式混凝土或钢筋混凝土结构。水工混凝土还兼有承重、围护、抗渗、耐冻融、耐侵蚀等功能。防水混凝土结构的特点有:材料来源广泛、工艺操作简单、工程成本低廉、结构整体性强、防水抗渗耐久等。因此,防水混凝土结构成为水利水电工程建筑的主要结构物。水工防水混凝土按类型,可分为普通防水混凝土和外加剂防水混凝土。
(一)普通防水混凝土
普通防水混凝土是在普通混凝土骨料级配的基础上,通过调整和控制混凝土的配合比的方法,来提高自身密实度和抗渗性的一种混凝土。混凝土硬化后,粗骨料彼此之间被具有一定密实度的水泥砂浆所填充,并切断混凝土内部沿石子表面形成的连通的毛细渗水通道,使混凝土具有较好的抗渗性。普通防水混凝土是水利水电工程中应用最多的一种混凝土结构。
(二)外加剂防水混凝土
外加剂防水混凝土是通过掺入适量外加剂的方法,改善混凝土内部组织结构,以增加混凝土的密实性,提高混凝土的抗渗性的混凝土。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。外加剂防水混凝土的类型有减水剂防水混凝土,加气剂防水混凝土、聚合物水泥混凝土等。目前,外加剂防水混凝土在水利水电甚至其它行业得到了广泛的应用。
三、常见病害分析
水工混凝土建筑物常见病害主要有裂缝、冻胀、冲磨和空蚀、溶蚀和侵蚀等类型。
(一)裂缝
裂缝是混凝土建筑物最常见的病害之一。混凝土中产生裂缝的原因主要有:温度和湿度的变化、混凝土的脆性和不均匀性、结构不合理、原材料不合格(如碱骨料反应)、模板变形及基础不均匀沉降等。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝土的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降底也会在混凝土表面引起很大的拉应力,当这些拉应力超出混凝土的抗裂缝能力时,即会出现裂缝。混凝土的内部和外部的湿度变化不均匀(如养护不周、时干时湿),使表面干缩形变受到内部混凝土的约束,也会产生裂缝。
(二)冻胀
混凝土冰融破坏是指已硬化的混凝土,在浸水饱和或潮湿状态下,由于温度正负交替变化,造成混凝土由表及里逐渐剥蚀的一种破坏现象。冻融破坏主要发生在频繁的水位变化区;其次是其它冬季与水接触,容易被水浸润的部位。冻胀破坏是一种物理性破坏,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。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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆影响混凝土破坏的原因比较复杂大致可分为如下多种因素:(1)内部因素,如骨料、水泥、外加剂、水灰比、配合比,即混凝土本身的质量。(2)外部因素,如冻融温度,冻融速度。(3)湿润条件,冻融循环次数,即混凝土工作环境条件。(4)构造因素,如有无配筋、体积大小、原薄、排水措施等。(5)施工因素,如配合比、拌合、浇捣、养护条件等。
(三)冲磨和空蚀
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。
冲磨和空蚀都属于物理性病害。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。
(四)溶蚀和侵蚀
混凝土中的CaO被水溶解变成CaO(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。所以说混凝土溶蚀是一种化学性病害。
四、处理措施
根据裂缝发生的原因及其结构影响的程度,渗漏量大小和集中分散等情况,分别采取以下处理措施:
(一)混凝土表面的裂缝处理
混凝土表面的裂缝是由很多的因素导致的,但是这些影响因素中主要的原因就是收缩现象,会引起收缩问题的主要原因有两种,一种是A浇筑完成之后,导致了混凝土的表面水分迅速的蒸发,长时间就会变干。另一种就是由于混凝土出现了硬化,导致了混凝土缠身了内外差,在内外差的作用下,就会出现混凝土裂缝。因此针对这一现象,作为施工人员,一定要注意细节的处理,严格的掌握这些要素,在这样的情况下,就可以避免上述裂缝的出现。
(二)混凝土表面的破损处理
混凝土的破损种类主要有四种,包括冲蚀、气孔、麻面和蜂窝。蜂窝的形成主要是由于振捣不到位导致的,针对这一现象,施工人员只要细心就能够避免。混凝土在脱模之后会产生麻面是由于混凝土在施工完毕之后,表面出现了缓凝的现象导致的。在施工的过程中,使用了不合理的脱模剂就会导致混凝土表面出现破损,因此一定要注意脱模剂的使用,除此之外,还可以使用干硬性的水泥进行抹面修补,这样就可以保证钢筋不会出现外漏的现象。在抹完之后,还要使用钢丝刷将表面的灰尘和渣子处理干净。
(三)整修要求
在整修之后,一定要确定混凝土的表面是均匀、平整和光滑的,也没有出现其他的杂质。
(四)砂浆的填补处理
在进行砂浆填补的过程中,如果是在低流速区域出现了比较深的蜂窝,漏筋或者是架空混凝土的现象,就要在周围将突出的骨料或者是不密实的混凝土凿除,在凿除的地方使用干硬性水泥预缩砂浆进行分层的填补,除此之外,在填补的过程中,一定要注意将表层清洗干净,保证充分的湿润,直到达到饱和的面干状态为止。
(五)表面铲平磨光处理
在进行表面铲平磨光处理的过程中,需要注意四个注意的事项,才能够将表面铲平磨光处理工作做好:(1)对于挂帘用扁铲除或用角磨机磨光,再用钢丝刷刷干净。(2)对于1cm一下的顺流向错台用角磨机磨成斜坡,平顺衔接。(3)对于大于1cm的顺流向错台,用角磨机磨成斜坡,坡度控制在1:5。(4)对于洞身高速水流区垂直流向的错台,采用角磨机磨成斜坡或打毛后丙乳砂浆填平补齐,其坡度不陡于1:10。
(六)外露钢筋头处理
外露钢筋头全部采用角磨机磨除,周边打磨平整,并在钢筋头15cm范围表面刷干硬性预缩砂浆。
(七)凹凸坑窝处理
对于局部高处设计面的地方,主要采用角磨机磨平磨光处理。对于局部坑窝,采用钢钎凿毛后干硬性预缩砂浆填补处理。
(八)孔洞处理
预留孔洞采用干硬性水泥预缩砂浆分层回填捣实,回填完后表面要符合平整度要求。
五、结论
混凝土缺陷修补是一项技术含量高,工艺要求细致。严格的精细工作,需严格控制施工工艺和工作环境条件,尤其是在水利水电工程中,一定要将混凝土表面处理工作做好,提高施工的质量,为水利水电工程的施工做出贡献。
参考文献
[1]吴春华.浅谈混凝土表面缺陷修复[J].黑龙江科技信息,2013(24).
[2]万建成,蔡亚宁.特别策划:混凝土表面缺陷的预防和处理[J].商品混凝土,2012(10).
论文作者:雷欣欣
论文发表刊物:《防护工程》2017年第19期
论文发表时间:2017/12/7
标签:混凝土论文; 表面论文; 裂缝论文; 水工论文; 砂浆论文; 骨料论文; 病害论文; 《防护工程》2017年第19期论文;