摘要：在北方寒冷区域的水工建筑物混凝土修补加固的施工建设当中，冻融破坏情况频发，这会严重影响建筑物的安全质量。在对安图水库进行除险加固的时候，利用加入优质的减水剂与引气剂实施加固修补技术，这样不但令混凝土(砂浆)具有较高的强度，还能够提升其抗冻能力。通过聚丙稀纤维技术的结合使用，使混凝土(砂浆)早期防裂的能力大大增强。本文主要以安图水库为对象，对高抗冻和抗裂混凝土（砂浆）在水库除险加固工程中的运用进行研究。
关键词：抗冻；抗裂；混凝土；水库；除险加固工程
引言
安图水库在1968年建设完成，到目前为止已经运用30余年。它由于经受了冻融的破坏，令泄洪洞进水塔与洞身等部位的混凝土出现了粉化、剥蚀以及疏松等情况，塔身水位的变化区的问题最为明显，其骨料发生外显，局部的钢筋由于外显发生锈蚀，从而非常不利于水库的正常运行。在北方寒冷区域的水工建筑物混凝土修补加固的施工建设当中，利用加入优质的减水剂与引气剂实施加固修补技术，这样不但能够令混凝土(砂浆)具有较高的强度，还能够提升其抗冻能力。通过聚丙稀纤维技术的结合使用，使混凝土(砂浆)早期防裂的能力大大增强。从而使得安图水库在七年左右的运行当中，混凝土的抗冻与抗裂性能显著提高，并从没有发生过剥蚀与开裂等现象。
1关于安图水库概述
安图水库位于吉林省延边州安图县的明月县。其坐落于布尔哈通河的支流福兴河之上，监控范围在370平方千米，其主要功能为防洪及灌溉，并与城市的发电、提供水源以及养鱼等相互结合的中型水库。水库对流域下游的4个乡镇与安图县城进行防洪保护，保护的人口数量约有200000人，耕地约有125000亩，长图铁路以及302国道也是其保护区域。该水库的灌溉面积约有82000亩，对城市的年供水量达到7300000立方米，年发电量达到2400000千瓦时。安图水库地处大陆性寒温带半湿润季风气候的控制区域，季节的变化非常显著，春天风多且较为干旱，夏天降雨丰富且较为干旱，秋天凉爽，冬天酷寒。安图水库历经30余年的使用，其泄洪洞洞身、输水洞以及泄洪洞进水塔塔身与出口等部位的混凝土出现冻融现象较为严重，且很多地方发生了漏筋问题。通过吉林省水利工程五处对其实施水库除险加固工程，并于2003年11月30日完成施工。
2混凝土遭到破坏的具体原因及现场检测
2.1混凝土遭到破坏的具体原因
混凝土受到碳化主要是因为一些侵蚀介质、水以及大气等朝着混凝土里面发生迁移与渗透等从而导致钢筋的钝化膜受到损坏，并出现电化学反应，令铁转变为氢氧化铁。钢铁的锈蚀产物的体积比原来的钢铁增加了2至4倍，这就使得在其附近的混凝土内会形成膨胀应力，从而使得钢筋保护层顺筋向发生剥落以及裂缝，并致使结构的承载能力与稳定性大大下降。在安图水库混凝土的建筑物使用当中，由于受到该区域的高寒山区环境的影响，同时施工建设的时间较早，而且当时的建设条件受到一定的制约，从而出现了大面积的混凝土剥蚀、骨料外显以及局部的钢筋发生外显锈蚀。
2.1关于现场检测
2.2.1对混凝土的强度实施检测
主要使用回弹法实施无损检测，应用的器具是重型回弹仪。同时，还在混凝土出现问题的部分钻取10个混凝土芯样，并将其加工为直径是100×100mm的抗压试件，根据《水工混凝土试验规程》规定的对混凝土芯样强度的试验方式，对混凝土的抗压强度进行测量。
2.2.2对混凝土实施碳化检测
主要根据《普通混凝土长期性能与耐久性能试验》当中的标准实施。
2.2.3对钢筋的锈蚀情况实施检测
主要根据《水工混凝土试验规程》当中的关于混凝土的钢筋半电池电位方法，并借助GXY-1A钢筋锈蚀测量仪实施。
3关于修补加固技术
3.1混凝土结构的修补加固技术的相关指标与混凝土的配合比设计
3.1.1修补加固技术的具体技术
按照相关的指标规定，使用如下的具体技术以及试验设计：
1)选用优质的减水剂以及引气剂；
2)选用42.5级别的一般质量的硅酸盐水泥与现场施工材料。
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3)使用聚丙稀纤维技术，以增强混凝土(砂浆)的防裂能力。
4)使用混凝土表面粘接剂，提升新混凝土与旧混凝土的黏接能力。
3.1.2关于混凝土的配合比设计
3.1.2.1关于引水洞以及泄洪洞进水塔塔身的修补
对混凝土的引水洞以及泄洪洞进水塔塔身的表面进行5厘米的凿除，在回填的过程中再顺着厚度的方向朝外部扩开5 厘米，实际实施回填的混凝土厚度为10 厘米，设计中使用一级配的高抗冻混凝土。想要较为有效地防止早期的混凝土出现裂缝的情况，可以使用在混凝土当中增加聚丙烯纤维防裂技术。其中，粗骨料粒径为5毫米~10毫米与10毫米~20毫米，增加后的比例分配是1:1。混凝土的设计强度等级为C25；通常控制水平为σ=4.0 Mpa；在28天的施工时间内确保抗压强度为31.6Mpa；抗冻性能为F300；抗渗标号为W8，含气量为6%至8%；坍落度为6厘米至8厘米。
3.2具体试验
3.3.1关于混凝土配合比与混凝土性能的试验
将混凝土水灰比确定为0.45，利用试拌与调整混凝土、易性、坍落度试验与含气量试验，配比编号是AT-1的为一级配混凝土，石子粒径为5毫米~10毫米，聚丙稀纤维用量为0.9千克每立方米，含气量为7 %，坍落度为6.5厘米。配比编号是AT-2的为小石混凝土，石子粒径为5毫米~10毫米，含气量为7.2%，坍落度为7厘米。对混凝土的抗冻、抗压以及抗渗性实施性能试验，试验结果达到了其设计的要求。
3.3.2关与聚合物砂浆的配合比以及相关的试验结果
利用试拌并调整砂浆的稠度试验以及含气量与乳液掺量试验，配比编号为AT-S聚合物砂浆的含气量为8.2%，稠度为5厘米。对砂浆的抗压、抗渗和抗冻实施性能试验，试验结果达到了其设计要求。
3.4修补的施工技术与详细的工艺要求
3.4.1关于输水洞与泄洪洞进水塔塔身
1) 在对混凝土进行5厘米凿除并到达坚硬的表面以后，将其进行清理。之后再予以布筋， 将纵向与横向的间距都设置为50厘米且直径为φ20 cm 的锚固钢筋，其深度大于等于25厘米，外露的长度为7厘米，同时使用快速锚固剂将其锚固。
2) 支撑竖立混凝土模板。对模板进行支撑的拉筋可以使用插筋。混凝土浇筑的厚度为10厘米。在对混凝土进行浇筑的过程中，在上方和下方浇筑不允许有冷缝，下层混凝土的震捣应根据相关规定实施。
3.4.2 关于泄洪洞洞洞身的混凝土底板以及侧墙发生局部的淘刷剥落等部分
1) 对于剥落深度在3厘米以下的混凝土， 应对表面进行3厘米的凿除到达坚硬混凝土的表面并将其清洁干净，在该表面涂刷表面粘接剂以后，再涂刷纤维聚合物水泥砂浆，该厚度和原混凝土面一致。涂刷聚合物水泥砂浆表面的凸凹平整度应小于等于5厘米。
2) 对于剥落深度在5厘米以上的冲坑与两侧冲沟的混凝土， 应对遭到破坏的混凝土进行凿到达坚硬的表面，并且，凿除区域的边缘应该尽可能地和底面垂直。将该表面进行清洁，之后在该表面涂抹粘接剂，同时增加小石混凝土并将铺平，该表面应低于原混凝土表面3厘米，然后将其做成毛面再涂抹表面粘接剂及纤维聚合物水泥砂浆，该厚度同原混凝土面一致。涂刷聚合物水泥砂浆表面的凸凹平整度应小于等于5厘米。
结束语：
水库内的输水建筑物与排水建筑物在运用当中，由于北方的气候太过寒冷的原因，从而导致水位变化去的混凝土严重遭受到冻融的破坏，在对其进行除险加固的过程中使用高抗冻、抗裂技术能够有效解决该问题。此技术的施工时间短暂且施工工艺简便，在实际建设当中取得了理想的施工效果。
参考文献：
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[3] 明凯, 时成功. 水库除险加固工程中混凝土防渗墙施工技术[J]. 城市建设理论研究:电子版, 2013(16).
论文作者:郝家欣,董杰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期
论文发表时间:2018/9/18
标签：混凝土论文; 安图论文; 水库论文; 砂浆论文; 表面论文; 钢筋论文; 技术论文; 《基层建设》2018年第25期论文;