摘要：水利工程是基础产业工程．目前我国正在大规模、高速度地进行水利开发，但是水工混凝土却经常受到裂缝、冻胀、冲磨、窄蚀、等病害的威胁。增加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．影响效益和安全。不仅造成经济损失。而且严重浪费资源，引发社会问题。因此有必要对水工混凝土的常见病害进行分析和研究。本文就此展开了论述，以供参阅。
关键词：水工混凝土；建筑物；病害；防治
引言
水工建筑物如拦河坝、冲沙闸、进水闸、护岸等工程的建设，广泛采用混凝土材料。这些混凝土工程普遍存在的病害问题，特别是那些因资金限制设计标准过低和恶劣天气施工质量较差的农田水利工程，混凝土的病害问题十分严重，它缩短了建筑物的寿命，危及了建筑物的安全，影响了投资效果，损失严重。因此了解钢筋混凝土这些病害的破坏机理，选择合适的修补材料，对存在潜在危险的混凝土表面进行有效保护，对造成损坏的混凝土结构进行修补，具有十分重要的经济效益和社会效益。
1水工混凝土建筑物常见病害形式及原因
1.1裂缝
裂缝是混凝土建筑物常见的病害之一。混凝土中产生裂缝有多种原因。主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆佳和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合适（如碱骨料反应），模板变形，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。气温的降低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。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周，时千时湿，表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也往往导致裂缝。
1.2渗漏溶蚀
混凝土是一种多相非均匀材料。内部存在着很多空隙和毛细孔，占实体积的1％-10％。水分可以通过这些空隙和毛细孔渗透侵入。水工建筑物的混凝土一般采用硅酸盐水泥，当水泥进行化学反应时，生成两种新的物质，一种是构成硬化水泥结构的结晶体，一种是充填于硬化体中间的凝胶体，从而产生相应的强度、粘度及其他性能。水泥结石中的主要成分（水化硅酸钙、水化铝酸钙和水化铁铝酸钙等）在Ca（OH）2的极限浓度时，才能够稳定存在干固相中，并与液相保持平衡。当水汽渗透到混凝士内时，Ca（OH）2从水泥石中溶析出来．不断被水带走，则其浓度降低。失去了平衡，迫使在Ca（OH）2。饱和溶液中才能稳定的其他水化物不断分解，水泥石中已经与水化合的水化硅酸钙、水化铝酸钙、水化铁铝酸钙中的Ca0再转入水中，因此就导致水泥石的结构孔隙逐渐增多增大，使混凝土结构疏松，强度下降。当混凝土中CaO缺失到一定程度时，混凝土的强度就下降为零。
1.3冻胀
一般认为，在温度正负交替过程中，混凝土微孔中的水成为结冰或过冷的水，体积膨胀产生冻胀压力，过冷的水迁移产生渗透压力，当两者的附加作用力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就遭受破坏，所以冻胀破坏是一种物理性破坏。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。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。
1.4冲磨和空蚀
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。所以冲磨和空蚀都属于物理性病害。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。
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2预防对策
2.1病害预防
水工混凝土具有密实性、抗渗性、抗冻性，是一种强度高、耐久性建筑材料。在水利工程建设中，只要在设计施工管理等阶段认真做好对混凝土老化的预防和治理，混凝土工程的寿命是很长的，但随着运行期的增长，水工混凝土的老化是客观现象，及时的维护和修补也是必要的。但是很多相关混凝土的病害却不是一般的老化问题，更多地与设计、施工和运行管理有密切关系。应针对险病的因素采取措施，常采用的措施有：（1）为保证混凝士的质量在工程建设时对混凝土防渗，防冻．抗磨配制混凝土的水泥．骨料、水灰比，施工方法等应提出具体要求。（2）混凝土质量的好坏，工程施工关键。在施工中必须做好质量监督、检测工作严格按设计要求和施工规范施工。（3）冻害是混凝土的主要病害，为提高混凝土抗冻性能多采用下列措施：选用较小水灰比，尽量减少用水量，减少多余的游离水分所造成的结构空隙的渗水通道，掺用加气剂。加气剂可是混凝土产生互补连通的微细气泡，截断渗水通道。同时气泡有一定的适应变形能力，可以缓冲冰冻的膨胀破坏•施工中做好平仓，振捣，保证混凝土均匀，密实。
2.2病害治理
2.2.1混凝土更新
对混凝土建筑物的病害部位要全部凿出，然后换新混凝土。一般开凿采用风镐，清除酥松表面采用喷沙喷洗后再架丰模板，在新老混凝土的结合面L喷砂浆后在浇筑混凝上。为使新旧混凝上紧密结合可采用在混凝上中加铝粉或加膨胀剂，膨胀水泥等外加剂。使新混凝土有膨胀，有助于新老混凝土的结合。
2.2.2混凝土表面缺陷的修复
混凝土表面剥落，裂缝，可先清除疏松部分，再填补一层新混凝土。如修复表面积较大，厚度较深，可埋没钢筋网，然后浇注新混凝土。
2.2.3表面处理
根据裂缝所在的部位，可用水泥砂浆，防水快凝砂浆以及环氧砂浆等对裂缝部位的表面进行涂抹，粘补，嵌补以及喷浆修补等。对于裂缝渗漏量较大，但不影响建筑物正常使用的漏水裂缝，可采用埋管导渗或钻孔导渗。埋管导渗即沿漏水裂缝在混凝土表面凿成上小下大的槽形，并在渗漏集中的部位埋设引水铁管，然后用棉絮沿裂缝填塞，使漏水集中从引水铁管排水，再用快凝灰浆或防水快凝砂浆迅速回填封闭槽，最后把引水管封堵。钻孔导渗即用风钻在漏水裂缝一侧（水平缝则在缝的下方）钻斜孔，穿过裂缝面，使漏水从钻孔中导出，然后封闭裂缝。
2.2.4裂缝修补
修补某些裂缝可达到克服渗漏的目的，修补方法有3种：（1）开槽填充法施工时先把裂缝开凿成V型或U型截面的槽，然后用压缩空气或高压水清除槽内碎碴，烘干后在槽内涂抹粘结剂，然后充填砂浆等封缝材料。（2）灌浆注入法此法适用于较细、较深的混凝土内部或基础岩石的裂缝。施工步骤如下：①钻灌浆孔；②用开槽填法封住表面裂缝以防灌浆时浆液流失，封缝时每隔2m左右留有一个排气孔；③压水试验；④灌浆；⑤灌浆后用水泥砂浆或其它封缝砂浆封住灌浆孔。（3）表面覆盖法这种方法通过在混凝土表面覆盖防渗材料，达到封住混凝土的裂缝的目的。覆盖方法有4种：①浇注沥青混凝土；②喷射砂浆；③用现成的片材通过粘贴或压边锚固进行覆盖；④涂刷涂料。
结束语
水工混凝土建筑物从建成到使用，牵涉到设计、施工、监理、管理等各个方面。由上述可知，设计疏漏、施工低劣，监理不力，均可能使水工混凝土建筑物出现裂缝。因此，严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监理，是保证结构安全耐用的前提和基础，在管理过程中，进一步加强巡查和管理，及时发现和处理问题，也是相当重要的一个环节。
参考文献：
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[3]陈姣姣，蔡新.水工混凝土损伤研究综述[J].混凝土.2016（10）
论文作者:吴星龙
论文发表刊物:《电力设备》2019年第1期
论文发表时间:2019/6/21
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 病害论文; 水工论文; 建筑物论文; 水化论文; 表面论文; 《电力设备》2019年第1期论文;