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浅谈混凝土水工建筑物的维护管理

发表时间:2018-08-13 17:55
1.混凝土水工建筑物的病害概况
  混凝土水工建筑物经常出现的病害有裂缝、冻涨、磨损与风化、锈腐等,不同的病害有其表现特征:
  混凝土裂缝。在水利工程中会对拦河坝、桥段、闸道、涵等进行混泥土构筑,这些砼建筑物容易出现裂缝,使得建筑物因为裂缝而开始渗漏和冻融,严重威胁了水利工程建筑的安全性能。裂缝在拦河坝体、闸底板与挡墙等部位的裂缝尤其严重。
  冻融破坏。当混泥土处于饱水状态时,遇谅融循环交替作用,在严寒气候中,使得混泥土与水接触而导致了建筑物被冻融破坏。通常,在“三北”地区经常会发生混泥土水工建筑物的冻融,而混泥土在冻融循环下的破坏会发生冻涨开裂以及表面剥蚀现象,导致混泥土的弹性模量、强度等力学性能降低,从而危害建筑结构的安全。
  磨损、风化。在严寒地区的河道、堤坝等水利建筑物中,会经常受到冰凌的碰撞,或者受到水流的长期冲刷,在这样的碰撞、冲刷等外力长期作用下,使得水利建筑物长期与水接触的部分出现剥蚀,导致混泥土构筑物的钢筋外露或者将混凝土磨成蜂窝状,减少了混泥土构筑物的寿命,多数混凝土构筑的坝、闸、边墩等,其寿命只有 l0 多年,部分只能管5~6年就要进行维护修筑。
  侵蚀、锈蚀。在水利工程混凝土构筑物中一旦产生裂缝,在水和空气的浸湿下,使得混泥土内部的钢筋出现锈蚀状况,再加上水体中的工业排水会加重混泥土建筑物的侵蚀,产生水工建筑物的安全事故。
  2.混凝土病害分析
  第一,物理分析。混泥土水工构筑物在长期受到外力如冰凌漂浮物的碰撞、泥流磨损、水流冲击冲刷等的作用下,就会使得混凝土表产生剥落现象,表现为骨料脱落,形成混泥土表面的空洞。其次,在荷载外力作用下,在长期的温度不断变化的过程中,使得混泥土建筑物产生裂缝、沉陷、断裂等变形。
  第二,化学分析。对于水利工程的混泥土建筑物自身来讲,会产生三种侵蚀现象:①溶出性侵蚀,在制作混泥土时,其原料硅酸盐水泥中所含的氢氧化钙具有很大的溶解度,当处于流动水体中,会使得混泥土中的氢氧化钙慢慢溶出,进而降低了混泥土的石灰浓度,而混泥土中的水化硅酸钙和水化铝酸钙必须要在一定浓度的氢氧化钙溶液中才会保持稳定的性能,一旦氢氧化钙减少消失,就使得水化硅酸钙和水化铝酸钙开始分解,降低了混泥土和水泥砂浆的强度,在外界侵蚀介质的侵入下,进一步破坏混泥土结构。②离子交换侵蚀,混泥土中的酸性物质长期处于水中,就发生电离作用,使得其产生的氢氧离子交换反应生成水和盐。盐容易被水带走,这就增大了混凝土内的空隙,降低混泥土的强度,水体进而加剧混泥土的侵蚀;此外,在化学交换反应过程中还会产生非溶解物质,也不会引起体积膨胀,但是会软化水泥浆体,也增大的混泥土内的空隙,增加水体对混泥土的渗透。在水体里面,混泥土内还会发生另一种化学反应,即电离产生镁离子,它再与水泥石电离,产生溶解度很小的氢氧根离子,加速分解水泥石,并且氢氧化镁自身松软,毫无胶结性能,就会软化水泥浆体
  ③硫酸盐侵蚀,混泥土中的硫酸盐会和水泥中的水化产物反应产生钙矾石和石膏,在浸湿后就开始膨胀,对混泥土的内应力进行破坏,若遇到再遇上硫酸根和镁离子,还会加速破坏作用,因为硫酸镁与水化铝酸钙反应产生石膏、铝胶、氢氧化镁,它们都带有很大的破坏性。在混泥土有空隙时,其钢筋会产生锈蚀,这也是破坏混凝土又一种因素。
  3.混凝土水工建筑物的维护管理
  采取混凝土来施工建筑,这是混泥土自身具备了良好的密实性、抗渗、抗冻等性能,其强度高,非常耐久。若对混泥土的制作进行事先设计和实验,能制作出优良性能的混泥土,能有效预防混泥土的老化,延长混凝土构筑物的寿命。加强混泥土构筑物的维护和管理,可以从预防和治理相结合来进行。
  病害预防。首先要严格选择制作混泥土的原料,而水泥最好选用硅酸盐水泥,并保证混泥土的各种原料都符合相关标准和要求,其次,在进行混泥土的制作前,要研究出最佳的原料配比,并通过强度等性能的试验后再进行大量的混泥土制作。最后,在施工过程中,要科学合理地选择施工方案,保障混泥土施工能达到相关要求,这能提高混泥土施工的质量。在具体的施工过程中,需要做好施工技术管理和施工质量监督,并及时对照设计要求检测施工质量,做到规范施工,这能有效保证混泥土工程质量。对于混凝土的抗冻性能方面,可以在制作混泥土时,适量降低用水量和水灰比,让混泥土建设水分,降低游离水分,从而能有效减少有关破坏性的化学反应,降低游离水分带来的混泥土结构空隙的破坏。适当加入加气剂,它产生的微细气泡能阻断混泥土中的水体渗透通道。此外,气泡具有变形功能,能有效缓解冻融膨胀。在施工时,必须要将混泥土平仓、振捣均匀密实,加强混泥土的性能。
  病害治理。一旦混泥土构筑物出现了表面损坏,就应立即采取修补措施,通常实用的修补砂浆有水泥砂浆、预缩砂浆等,而修补的方法有喷浆修补法以及真空作业修补法。在出现裂缝时,需要采取凿槽嵌补法和喷浆修补法来涂抹混泥土表,再粘补。而裂缝内部需要采取灌浆的方式进行填补,灌浆有水泥和化学两种。对于裂缝渗漏,需要分析裂缝的原因、受影响的程度以及渗漏量及其分散集中的情况,然后再选择采取埋管或钻孔导渗法进行修补,也可以采取充填法来修补。涵洞(管)裂缝渗漏,需将环氧胶剂粘贴于橡皮,再灌浆,对涵洞地基进行加固或结构补强。散渗式集中渗漏现象应选择灌浆措施,并结合表面涂抹和修筑防渗层来进行综合处理。对于止水结构缝渗漏,需要进行沥青补灌法、化学灌浆法或者再一次筑止水设施来对付。
  结语
  对于混凝土水工建筑物在开始建筑到使用期间,会涉及到多方面的施工和管理维护的工作,并且维护费用比较高,使用时间越差,其需要的修理、加固费用就越高,必须加强前期施工设计和施工管理,控制好混泥土施工质量,能有效减少后期的修理、加固费用。此外,还需要定期及时对水工建筑物进行巡查、管理,以便及时针对有关问题进行维护。
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