恩平市江洲水闸工程管理处 广东恩平 529400
摘要：本文主要针对水闸混凝土结构病害的成因及加固措施展开了分析，对水闸混凝土结构的病害成因作了详细的阐述，并给出了一系列相应有效的加固措施，以期能为有关方面的需要提供有益的参考和借鉴。
关键词：混凝土结构；病害成因；加固措施
水闸混凝土结构的病害一直是水闸的不安全因素，因此，对水闸混凝土结构的病害成因进行认真分析，并采取有效的措施做好加固尤为重要。基于此，本文就水闸混凝土结构病害的成因及加固措施进行了分析，相信对有关方面的需要能有一定的帮助。
1 水闸混凝土结构病害成因分析
1.1 混凝土碳化机理
混凝土的碳化是在气相、液相和固相中进行的一个复杂的多相物理化学连续过程。水闸混凝土碳化的影响因素主要有混凝土的水泥用量、水灰比、密实度、空气中CO2的浓度及环境的相对湿度等。CO2的浓度越高碳化越快，当大气相对湿度为50%左右时，碳化最快，湿度过高或过低都会阻碍碳化的发展。
1.2 剥蚀的成因分析
剥蚀是从混凝土的外观破坏形态着眼，对水闸混凝土结构物表面区混凝土发生麻面、露石、起皮松软和剥落等老化病害的统称。剥蚀主要是由冻融、冲磨气蚀、钢筋锈蚀、化学侵蚀、碱骨料反应及低强风化等原因导致的。
1.3 箍筋锈蚀
不管是在水闸钢筋混凝土构件的安全监测现场中，还是在当前水闸工程混凝土构件的耐久性研究过程中发现，钢筋锈蚀主要是指纵向型钢筋，一般箍筋率先锈蚀。通常情况下，纵筋锈蚀截面损失率在5%～10%以内，并且由于钢筋混凝土梁构件的箍筋主要位于主筋的外面，箍筋与主筋相比较，截面损失更为敏感，所以常常发现箍筋锈蚀比纵向受力钢筋锈蚀情况更严重。
当箍筋出现锈蚀现象后，常常会出现整个箍筋截面面积不断减小，其强度和弹性模量、延性逐渐下降。同时，箍筋对水闸混凝土构件的约束能力逐渐降低，其保护层受到锈蚀逐渐出现裂缝现象，严重降低水闸混凝土箍筋的粘结能力。因此，箍筋锈蚀严重影响着钢筋混凝土受弯构件抗剪承载能力，如图1。
2 水闸混凝土结构病害老化加固措施
2.1 结构构件加固处理
2.1.1 外包钢加固法
外包钢加固法主要是应用型钢外包于构件四角。外包钢加固法主要分为干式外包钢加固和湿式外包钢加固。一般情况下，干式外包钢的原构件和型钢之间有时会使用砂浆水泥进行填充，但并不任何缝隙粘连，这样难以保障结合面的剪力和拉力的有效传递。这样，整个外包钢架在应用过程中只能够单独受力，无法与原构件整体统一工作；湿式外包钢在粘结构件和外包钢的过程中主要应用的是环氧树脂化学灌浆，从而让粘结构件和外包钢两者同时协同受力。其中干式外包钢加固和湿式外包钢加固两种方法相比，其干式外包钢的承载能力低于湿式外包钢，但干式外包钢施工工艺简单方便。
2.1.2 粘钢加固法
粘结施工质量的高低直接影响着粘钢加固法的效果好坏，所以应该全面做好混凝土构件表面处理，卸荷、配胶、涂覆胶剂黏贴加固与加压固化等工作内容。
（1）在粘钢加固施工过程中，表面处理是非常重要的一个环节，其主要包括钢板贴合面和加固构件结合面处理。同时，针对一些有破损的地方，应该尽量使用高强度水泥砂浆进行修补；
（2）卸荷。在混凝土构件粘钢之前采取卸荷措施主要是为了减少粘钢板的压力和应变滞后现象。其中，针对一些有次梁的主梁，如果使用千斤顶顶升的方式进行卸荷，便需要在每一根次梁下修建一个千斤顶，以防止顶面出现裂缝；
（3）配胶。在使用粘结剂之前应该全面做好检验工作，确保粘结剂合格之后才能够使用。同时，在配置粘钢粘结剂时应该严格按照说明书的要求进行，一般使用轴式搅拌器进行搅拌，当色泽均匀之后才能够停止搅拌。其中，在搅拌的过程中应该尽量避免油污渗透到容器中，保持整个容器内部的洁净度。并按照同一方向进行搅拌，避免空气进入到容器内部形成气泡，从而降低粘结性能；
（4）涂覆胶剂黏贴。将配制好的粘结剂使用抹刀涂抹在钢板和混凝土的表面上，这样当整个结合面上的粘结剂充分扩散和浸润时，再将钢板贴附于既定的位置上，用手轻轻敲打，从而使钢板固定。一般判断的标准是：敲打钢板声音无空洞声、黏贴密实，则说明钢板黏贴较为稳固；
（5）固定、加压与固化。对应用卡具支撑的钢板进行加压处理，以迫使胶粘液从钢板中挤压出来。当粘结剂在20℃以上的温度下保持24h便可以将钢板拆除。但是如果温度较低时，便需要使用红外线加热。同时，在固化期间应该切忌扰动钢板，从而保障钢板的固化效果。
2.1.3 喷射混凝土加固
一般喷射混凝土常常被应用到薄壁大棚结构的里衬和钢结构保护层上，这样一旦出现露筋、蜂窝和狗洞等破损现象时，则会直接损害钢筋的结构，这时则可以使用钢纤维混凝土和喷射混凝土同时加固。
同时，在初期使用钢纤维喷射混凝土支护加固时，应该尽量满足围岩的地质条件和变形量级韧度指标，从而保障喷射混凝土喷层厚度应该小于150mm。切实使用出现锈蚀和有油渍的钢纤维，这样会在一定程度上影响钢纤维与水泥的粘结程度。其中，如果当钢纤维在加工过程中存在锈蚀现象，其锈蚀纤维和铁锈粉等各类杂质的总量应该小于钢纤维总量的1%。在采取钢纤维喷射混凝土搅拌工艺时应该尽量避免拌合物中钢纤维出现不结团的现象，保障钢纤维喷射混凝土搅拌分散均匀。
2.2 混凝土碳化处理
由于混凝土碳化的深度和部位存在着差异性，其可以采取的方法也比较多。通常情况下，应该先将碳化混凝土全部凿去，保障构件表面干净，再使用比原来标号较高的混凝土修补材料进行修补加固处理。同时，当外露的钢筋出现锈蚀现象时，必须及时采取除锈措施，从而保障水闸混凝土构件的安全性。在条件允许的情况下，还应该尽量使用计算换筋或者重新更换构件的措施。但是，不管使用哪种形式的碳化处理方法，都需要思考防碳化保护措施。
2.3 混凝土表面剥蚀处理
在水闸混凝土构件加固处理中，还应该采取混凝土表面剥蚀处理措施，再使用各种修补材料进行修补。一般情况下，在选用修补材料的时候，应该全面分析混凝土剥蚀的实际原因，再使用不同的修补材料，从而保障水闸混凝土构件的稳固性。
2.4 混凝土裂缝的处理
在水闸混凝土构件加固处理中，对于混凝土裂缝的处理方法较多，一般主要包括以下两类：一是充填法。充填法一般用于修补裂缝宽度大于0.5mm的裂缝，其具体做法是在裂缝中凿出U形或者V形槽，槽顶宽度大约保持在10cm左右，再在槽中填充上密封材料。通常情况下，主要使用水泥砂浆、环氧砂浆、弹性环氧砂浆和聚合物水泥砂浆等。一旦水闸混凝土构件中钢筋出现锈蚀现象，则需要将混凝土凿掘到能够处理生锈钢筋时，再采取相应的钢筋除锈措施，最后再在槽中填充相应的聚合物水泥砂浆和环氧树脂砂浆等材料。针对活缝处理，一般沿着裂缝走向开一个U形，并在型槽底部垫上一层不具备粘连的材料，如：塑料片材，从而将整个槽的两侧较好的粘结起来。这样嵌缝材料则可以延着整个槽的宽度自由变形，当裂缝出现张拉变形时，也不会出现嵌缝材料拉开的现象；二是注入法。在实际加固过程中，注入法主要分为压力注入法和真空吸入法两种。压力注入法一般适用于较深和较细裂缝处理加固，而真空注入法则主要是应用真空泵抽出裂缝内的空气，再将砂浆全部吸入到裂缝内部，这种方法适用于修复表面存在裂缝的混凝土。
3 结语
综上所述，水闸混凝土的病害给水闸的安全运用留下了隐患，严重影响了工程效益的发挥。因此，为了水闸的施工质量和稳定运行，我们需要认真分析水闸混凝土病害的成因，并及时采取有效的措施做好加固，以充分发挥水闸的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]夏守高.水闸混凝土构件的病害及涂层预防技术分析[J].水利建设与管理.2014（34）.
[2]高玉琴、宋万增、宋力.水闸工程病害产生原因初步分析[J].人民黄河.2010（32）.
论文作者:岑彦
论文发表刊物:《基层建设》2016年10期
论文发表时间:2016/7/27
标签：水闸论文; 混凝土论文; 构件论文; 锈蚀论文; 病害论文; 外包论文; 裂缝论文; 《基层建设》2016年10期论文;