水工混凝土范文10篇

水工混凝土范文篇1

关键词：水工混凝土；修补加固；技术应用；施工技术

1工程概况

唐徕渠是宁夏引黄灌溉最大的干渠，全长294km，其中干渠长147.7km，支干渠长146.3km，渠道砌护率73%，沿线主要建筑物有直开口513座、涵洞44座、水闸51座、渡槽20座、陡坡跌水1座、桥梁240座，各类建筑物共计869座。干渠进口设计流量127m3/s，年均行水185d左右，近年年均引水量9.8亿m3，承担着宁夏9个市县120多万亩（1亩≈0.067hm2）农田灌溉以及典农河、沙湖、星海湖等19万亩湖泊湿地的补水任务。

2唐徕渠水工混凝土主要缺陷问题分析

唐徕渠灌区冬季气候寒冷，但为增加土壤墒情又必须进行冬灌，冬灌结束时间多为每年11月20日前后，日平均气温已到零下。渠道停水后蓄积在渠道内坡的水分来不及完全向外渗出就冻结在渠道土壤内，在冬季遇上极端低温天气冻胀变形异常增大，对砼冻融剥蚀破坏异常严重。尤其是挖方渠道，冬灌停水后渠道自身的水分不能及时向外渗出，外坡或田间来水又补充在渠道内，造成渠道土壤含水量大增，对砼冻融剥蚀破坏更为严重。以唐徕渠西门桥下（唐徕渠桩号73+235）渠道混凝土为例，渠道于2003年进行全断面衬砌，底板衬砌采用40cm厚的混凝土浇筑，混凝土标号为C30、F200、W6。工程运行10多年后，出现大面积冻融剥蚀破坏，局部剥蚀深度达10cm左右，部分底板表面钢筋已经露出。通过对渠道运行状况及施工工艺分析，发现混凝土冻融剥蚀破坏的主要原因有：①在混凝土拌和、运输、输送过程中，引气剂引发的微小气泡大量损失，混凝土含气量远低于抗冻混凝土含气量的要求，导致混凝土抗冻标号达不到设计要求；②混凝土振捣不密实、养护不到位或者表面受冻害等因素。

3唐徕渠水工混凝土缺陷修补加固技术应用试验

为提高渠道及建筑物使用寿命，在不改变原有水工建筑物使用功能和技术参数的情况下，管理处对西门桥下渠底混凝土表面进行降糙、补强、防渗、抗冻处理试验，修复加固方案如下。

3.1修补方案

方案一：重度剥蚀部位修补。剥蚀深度大于30mm区域为重度剥蚀区，采用聚合物混凝土和聚合物砂浆进行修补处理，具体方案见图1。方案二：中度剥蚀部位修补。剥蚀深度5～30mm区域为中度剥蚀区，建议采用聚合物砂浆进行修补处理，具体方案见图2。方案三：轻微剥蚀或暂未剥蚀需修补部位，采用4种不同的防护材料进行整体防护处理。整体防护的目的主要是为混凝土提供一个整体防护、防渗涂层，杜绝空气、水分进入混凝土内部，防止冻融剥蚀、钢筋锈蚀、混凝土碳化等老化病害的发生和发展。第一种：聚合物水泥基类涂料[1]，如SK9608渗透型防渗防碳化涂料，是由高分子聚合物乳液、水泥、石英粉、外加剂组成的水性涂料，属绿色环保材料，具体方案见图3。第二种：环丙涂层材料。以环氧树脂、丙烯酸聚氨酯为主要材料，如HY804有机硅环丙树脂涂料，具体方案见图4。第三种：聚脲涂层。聚脲是由异氰酸酯组份反应生成的一种弹性体涂层材料，具体方案见图5。方案四：重新浇筑混凝土表面撒播强化料处理方案。凿除冻融剥蚀混凝土，凿除深度20cm，重新浇筑C30F200W8混凝土，表面撒播混凝土强化料进行压光。

3.2修补防护处理方案的优势特点

[2]SK9608涂层：具有优异的粘结强度、延伸性、韧性和耐久性；粘结牢固，涂层致密，良好的抗渗性；有效阻止水分、CO2、Cl-、SO42-对混凝土腐蚀性破坏；可在潮湿或干燥基面上直接施工；其为水性涂料，属绿色环保材料。HY804环丙涂层：具有良好的粘结强度，确保涂层与混凝土基础粘结牢固；具有较高的韧性、抗压强度和抗冲击性能；涂层连续、致密光滑，表面平整，糙率系数极低，提高流速和过水能力；丙烯酸聚氨酯面漆具有优异的耐候性、耐紫外线、耐化学品性、耐盐雾性能、耐冲击性和耐磨性，野外暴露环境条件下使用寿命达20年以上。聚脲涂层：具有良好的抗拉强度高（＞15MPa）和断裂伸长率（＞300%）；粘结强度高，涂层与基层粘结牢固；喷涂一次成膜，无接缝、连续，快速固化，施工速度快；不含有挥发性溶剂，属环保绿色材料。重新浇筑混凝土表面强化料：能够提高混凝土表面硬度和强度；大幅度提高混凝土表面耐磨性能和抗冲刷性能；通过选择强化料颜色，混凝土表面更加具有装饰性。3.3施工工艺及技术要求3.3.1应用范围适用于渠道、溢洪道、水闸、渡槽、桥梁等水工混凝土建筑物的修补及防护处理。3.3.2主要材料主要材料包括HY801底涂界面剂、HY804有机硅烷丙烯酸复合涂料、M901丙烯酸聚氨酯面漆、SPC界面剂、SPC聚合物砂浆、SK9608防渗防碳化涂料，性能指标如下。HY801底涂界面剂性能指标检验项目：表干时间小于等于6h，粘结强度大于等于2.5MPa。HY804有机硅烷丙烯酸复合涂料性能指标检测项目：抗压强度大于等于60.0MPa，抗折强度大于等于10.0MPa，粘结强度大于等于2.5MPa，抗冻标号大于等于F300，抗渗标号大于等于W12。M901丙烯酸聚氨酯面漆性能指标检验项目：表干时间小于等于4h，表干时间小于等于24h；在耐候性（人工加速老化1000h）方面，气泡、剥落、粉化等级为0；在耐碱性（30d）方面，无气泡、剥落、粉化现象；在耐酸性（30d）方面，无气泡、剥落、粉化现象；附着力大于等于1.5MPa；在抗冻性（200次冻融循环）方面，无脱落、破裂、气泡现象。SPC界面剂技术指标检验项目：干粉状时均匀一致，无结块；液状时搅拌均匀后呈均匀状态，无结块，无沉淀；剪切粘结强度（7d）大于等于0.7MPa；拉伸粘结强度（7d未处理）大于等于0.3MPa。SPC聚合物砂浆技术指标检验项目：抗压强度大于等于30MPa，抗折强度大于等于8MPa，粘结强度大于等于4MPa，抗冻标号大于等于F300，抗渗标号大于等于W12。SK9608渗透型防腐防碳化涂料技术指标检验项目：抗压强度大于等于30MPa，抗折强度大于等于8MPa，粘结强度大于等于1.5MPa，抗冻标号大于等于F300，抗渗标号大于等于W12。聚脲应符合DL/T5317—2014《水电水利工程聚脲涂层施工技术规程》有关技术要求。混凝土强化料应符合JC/T906—2002《混凝土地面用水泥基耐磨材料》有关技术要求。3.3.3修补工艺及技术要求基础处理：①对混凝土表面采用合金磨片进行打磨，直至露出坚硬、新鲜的混凝土基面；②对冻融剥蚀、漏筋部位采用SPC聚合物砂浆进行修复；③对混凝土裂缝、漏水部位采用高压灌浆工艺进行化学灌浆处理；④采用高压水冲洗干净混凝土表面。配制材料：①涂层材料必须按配比严格配制，不得随意加水稀释；②涂层材料充分搅拌均匀，切记一次拌料不能太多，随用随拌。涂层施工：①充分湿润混凝土表面，均匀涂刷1道SPC界面剂；②刮涂涂层材料，根据各自材料特性按照技术要求刮涂相应层数，控制刮涂厚度；③对于立面、斜面和底部，一次涂层厚度要薄，防止流淌；④特殊部位如存在蜂窝、麻面、破损部位，可适当增加涂层次数；⑤根据各自材料特性自然养护7～14d即可投入运行。

4水工混凝土缺陷修补加固技术在宁夏引黄灌区的应用思考

4.1宁夏引黄灌区工程建设现状

混凝土砌护渠道具有防渗抗冲、耐用美观等诸多优点，因此在宁夏引黄灌区节水改造项目中被大量采用。据统计，宁夏引黄灌区主要包括卫宁灌区、青铜峡灌区和扬黄灌区三大灌区，包含干渠及支干渠91条共计2214.8km，各类渠系建筑物7615座，灌溉面积达784万亩。自1998年以来，宁夏引黄灌区从区情出发，以水资源高效利用为中心，以基础设施建设为重点，启动实施了宁夏大型灌区续建配套与节水改造项目，主要实施渠道衬砌加固以及病险建筑物改造工程。截止目前，已衬砌加固渠道1865.8km，砌护率达到84%。

4.2宁夏引黄灌区水工混凝土缺陷原因分析及修补加固的必要性

由于宁夏地处西北内陆干旱半干旱区，气候冬季严寒、夏季炎热，冬季最低气温可达﹣22℃以下，日平均气温在零下的时间多达90余天。冬灌停水时间在11月下旬，一般平均气温在﹣10～﹣2℃之间。受多种因素影响，部分渠段渠水不能及时排出，导致混凝土表面结冰，形成了一个封闭层使土壤中的水分也无法正常排出，且部分混凝土工程因建设标准较低、施工质量把控不严等各种主观和客观因素的影响，在连续冻胀和冻融作用下，衬砌渠道以及水工混凝土建筑物在运行中屡次出现冻胀破坏现象，造成衬砌面的破损、变形、裂缝甚至是渠道滑坡等情况，渠道防渗效果大大降低[3]，渠道运行安全性无法保障，影响到水的利用率及工程效益的发挥。根据检查评估统计，目前宁夏引黄灌区中运行超过10年的衬砌渠道，已经出现不同程度的冻胀破坏现象，而且随着工程运行年限的增加，混凝土冻胀破坏会日益加剧。因此，混凝土修补防护材料和工艺技术在灌区工程中大面积推广利用，对延长水工混凝土使用寿命、降低渠道及建筑物的运行维护成本、提高灌区水工程效益有着重要意义。

4.3水工混凝土缺陷修补加固方案试验结果

根据唐徕渠渠道底板冻融剥蚀修补防护处理现场试验，经过一个冬季运行，在2021-03-15进行现场勘查发现，大部分修补底板表面平整、无空鼓、无开裂、无剥蚀现象，修补质量较好。结合渠道破坏状况、现场试验情况以及类似工程修补经验，推荐以下修补方案。轻度剥蚀（剥蚀深度小于5mm）部位修补：局部SPC聚合物砂浆修补，表面HY804有机硅烷丙烯酸复合涂料防护处理（1.5mm）。中度剥蚀（剥蚀深度5～30mm）部位修补：采用聚合物砂浆+SK9608渗透型防腐防碳化涂料进行修补处理。重度剥蚀（剥蚀深度大于30mm）部位修补：采用聚合物混凝土和聚合物砂浆进行修补处理。

4.4水工混凝土缺陷修补加固方案应用推广建议

根据《宁夏水利建筑工程预算定额》测算，水工混凝土轻度剥蚀修补成本约150元/m2，中度剥蚀修补成本约300元/m2，重度剥蚀修补成本约470元/m2。而如果拆除重建，按照目前渠道衬砌40cm厚度测算，拆除重建费用约400元/m2。因此，从施工成本、施工难度、工期等综合因素考虑比较，建议在水工混凝土出现轻度剥蚀时采取第一种修补方案，即局部SPC聚合物砂浆修补，表面HY804有机硅烷丙烯酸复合涂料防护处理（1.5mm）方案最为经济可行。

参考文献：

［1］李文川，刘长海.聚合物水泥基材料在建筑涂料中的应用研究［J］.四川水泥，2017（7）：16.

［2］陶东，马文波，郭振莉，等.宁夏固海灌区长山头渡槽伸缩缝防渗处理新技术［J］.中国建筑防水，2020，（2）：45-49.

水工混凝土范文篇2

我省目前正进行50~70年代修建的大中型水库和水闸的除险加固工程，对已建水工混凝土建筑物进行各种老化加固处理是主要内容之一，即解决各种原因造成的裂缝和表面剥蚀、水质侵蚀、冲磨、空蚀、钢筋锈蚀、混凝土质量差等老化问题。水工混凝土建筑物的主要任务是挡水、引水、输水和泄水，混凝土老化造成的结果是裂缝的存在，裂缝往往是多种因素联合作用的结果，严重的裂缝和表面剥蚀及钢筋锈蚀不仅危害水工混凝土建筑物的整体性和稳定性，而且还会产生大量的漏水，使建筑物的安全运行受到严重威胁，加速混凝土结构老化，缩短水工混凝土建筑物的使用寿命，造成其耐久性产生很大危害。同时渗漏会导致水量的损失，影响到工程经济效益和社会效益。

2丙乳砂浆特性

丙乳是丙烯酸脂共聚乳液的简称，是一种高分子聚合物的水分散体，是一种水泥改性剂，是由南京水利科学研究院科研成果直接转化而成的产品，1986年已通过水利部鉴定，1988年获国家科技进步三等奖。已列入《工业建筑防腐设计规范》（GB50046-95）作为化工耐腐蚀材料。加入水泥砂浆后为聚合物水泥砂浆，属于高分子聚合物乳液改性水泥砂浆，适用于水利、公路、工业及民用建筑等钢筋混凝土结构的防渗、防腐护面和修补工程。

丙乳砂浆中聚合物膜弹性模量较小，它使水泥浆体内部的应力状态得到改善，可以承受变形而使水泥石应力减少，产生裂缝的可能性也减少，同时聚合物纤维越过微裂缝，起到桥架作用，缝间都有聚合物纤维相连，所形成的均质聚合物框架，作为填充物跨过已硬化的微裂缝，限制微裂缝的扩展，微裂缝常在聚合物膜较多处消失，显示聚合物的抗裂作用；另外，聚合物有减水作用，使砂浆的水灰比减小，聚合物膜填充了水泥浆体的孔隙，切断了孔隙与外界的通道，起到密封的作用。

丙乳砂浆与普通砂浆相比，具有极限拉伸率提高1~3倍，抗拉强度提高1.35~1.5倍，抗拉弹模降低，收缩小，抗裂性显著提高，与混凝土面、老砂浆及钢板粘结强度提高4倍以上，2天吸水率降低10倍，抗渗性提高1.5倍，抗氯离子渗透能力提高8倍以上等优异性能，使用寿命基本相同，且具有基本无毒、施工方便、成本低，以及密封作用，能够达到防止老混凝土进一步碳化，延缓钢筋锈蚀速度，抵抗剥蚀破坏的目的。具体性能指标见下表。

丙乳砂浆与普通砂浆性能指标比较表

序号

性能

普通砂浆

丙乳砂浆

试验方法

1

抗压强度（MPa）

50

44.2

2

抗拉强度（MPa）

5.5

7.6

3

抗折强度（MPa）

10.7

16.9

4

极限引伸率（1╳10-6）

228

558~900

5

抗拉弹性模量（1╳104MPa）

2.6

1.65

6

收缩变形（（1╳10-6）

1271

536

7

与老砂浆粘结强度（MPa）

1.4

8.0

8

与钢板粘结强度（MPa）

0.9~1.6

9

渗水高度（mm）

90

35

1.5MPa水压,恒压24h.

10

磨耗百分率（%）

5.38

3.97

双圆柱园盘耐磨机

11

快速碳化深度（mm）

3.6

0.8

20%C02浓度碳化20天

12

盐水浸后氯离子渗透深度（mm）

>20

1.0

13

碳化强度损失

13

14

碳弧灯全气候老化2160h

14

2天吸水率（%）

12

0.8

15

抗冻性

/

>300

快冻循环

备注:实验试件的灰砂比均为1:1，水灰比相同；丙乳砂浆的丙乳掺入量为水泥重量的30%。

3丙乳砂浆在水工混凝土建筑物加固中应用

关于水工混凝土裂缝和表面剥蚀、水质侵蚀、冲磨、空蚀、钢筋锈蚀等修补加固可采用水泥基和树脂基修补材料。树脂基修补材料常用的主要是环氧树脂砂浆，虽具有强度高且强度增长快，能抵抗多种化学物质的侵蚀，但是材料的力学性能与基底混凝土不仅相一致，如其膨胀系数大于基底混凝土而开裂脱落、不适合潮湿面粘结、不耐大气老化等缺点，施工环境要求高，成本大，用来修复水工混凝土建筑物不太理想；水泥基修补材料有普通水泥砂浆和聚合物水泥砂浆，普通水泥砂浆在与老混凝土表面粘结、本身抗裂和密封等性能不如聚合物（丙乳）水泥砂浆，丙乳砂浆与传统环氧树脂砂浆相比，不仅成本低，而且施工与普通水泥砂浆相似，可人工涂抹，施工工艺简单，易操作和控制施工质量，并适合潮湿面粘结，与基础混凝土温度适应性好，使用寿命同普通水泥砂浆，克服了环氧树脂砂浆常因其膨胀系数大于基底混凝土而开裂、鼓包与脱落等缺点。

关于丙乳砂浆批挡采用厚度应根据修补部位的具体情况要求的确定，一般为2cm左右，按丙乳净浆打底+丙乳砂浆+丙乳净浆刷面结构体系来进行采用。

3.1丙乳砂浆原材料和配合比选用

丙乳砂浆是丙烯酸脂共聚乳液水泥砂浆的简称，属于高分子聚合物乳液改性水泥砂浆。水泥宜采用32.5R以上级普通硅酸盐水泥；砂子为粒径小于2.5mm的当地河砂，砂子的细度模数1.6，为细砂，要求采用过筛；聚合物丙乳的固体含量为39~48%，砂浆用水总量应考虑丙乳中的含水量。

丙乳砂浆配合：灰砂比1：1~1：2；灰乳比1：0.15~1：0.3；水灰比40%左右。建议水工混凝土建筑物表面剥蚀、水质侵蚀、钢筋锈蚀修补采用下限配合比；有防渗要求的裂缝、冲磨、空蚀等修补采用上限配合比。施工前应根据现场水泥和砂子及施工和易性要求通过试拌确定水灰比，丙乳砂浆应尽量选用小水灰比。

打底和最后刷面层采用的丙乳净浆配和比为1kg丙乳加2kg水泥搅拌成浆。

3.2丙乳砂浆施工工艺

丙乳砂浆施工方便，配制拌和简单，可采用人工抹压和机械喷涂两种施工方法，只要掌握关键的施工养护要求，施工质量是容易得到保证的。下面仅介绍人工抹压法施工的主要施工工艺要求。

（1）丙乳砂浆拌制时，先将水泥和砂子拌均匀，再加入经试拌确定的水量及丙乳，充分拌和均匀，材料必须称量正确，尤其是水和丙乳，拌和过程中不能随意扩大水灰比。每次拌制的丙乳砂浆，要求能在30~45分钟内使用完，不宜一次拌和过多数量，一次拌和量以控制在10kg水泥为宜（人工抹压施工）。

（2）施工前先对露钢筋表面进行处理，对钢筋进行除锈处理后刷2遍红丹油漆后用M10砂浆批挡恢复至原有断面。然后采用钢丝刷刷除混凝土表面浮层的污物、尘土和松软、脆弱部分（有油漆等油脂污染部位用丙酮洗刷），特殊部位应用钢钎打毛，然后用清水冲洗干净、润湿，施工前应使混凝土表面处于面干饱和状态。

（3）为保证质量应先用丙乳净浆打底，然后分层抹压丙乳砂浆，每层厚度控制在5mm左右。抹压时采用倒退法进行，即加压方向与刚建砂浆层前进方向相反，要求丙乳砂浆层密实，表面平整光滑，砂浆铺筑到位后，用力压实，随后抹面，注意向一个方向抹平，不要来回多次抹，不需第二次收光。修复面积较大时，隔块跳开分段施工效果更好。

（4）丙乳砂浆抹压后约4h（表面略干后），采用农用喷雾器进行水喷雾养护或用薄膜覆盖，养护1天后再用毛刷在面层刷1道丙乳净浆，要求涂均、密封，待净浆终凝结硬后继续喷雾养护，使砂浆面层始终保持潮湿状态7天。在阳光直射或风口部位，注意采取合理的遮阳和保湿措施。

4工程实例

采用丙乳砂浆进行水工混凝土表面防护修补，国外1964年已开始使用这种材料，根据国内有关资料，1985年以来国内在潘家口水库加固、南湾水库溢洪道加固、山东省南四湖二级节制闸加固、福建山仔碾压混凝土坝上游防渗涂层、广西蒙山水库、上海陈家冲溢洪道公路桥大梁裂缝修补、韶山灌区渡槽表面修补、江苏万福闸加固等十多个工程采用这种材料进行各种表面防护修补，最长使用年限已达20年，均取得良好的效果。

省内第一个采用丙乳砂浆进行表面防渗修补的工程是琼海市石合水库除险加固工程中的溢洪道侧墙和中墩，总修补面积1130m2。已施工完成，业主、设计及施工单位认为，修补效果良好，有待洪水的验证。

松涛水库除险加固工程南丰进水塔混凝土表面修补加固工程，经过36年的运行，现场查看后发现，由于南丰进水塔承受水流长期冲刷，拦污栅操作平台框架和竖井混凝土外表面多处存在钢筋裸露、混凝土表面碳化、大部分表面粗骨料出露及施工缝结合不佳等老化病害现象，属于典型的水工混凝土老化建筑物。拟采用2cm厚丙乳砂浆进行表面修补加固，总修补面积为1850.6m2。

5结语

水工混凝土范文篇3

全断面砼衬砌埋藏式水工隧洞，在砼浇筑结束后，由于山体内地下水的渗流通道被封堵，形成较高的外水压力，使衬砌砼在施工缝、变形缝的薄弱位置产生渗漏。这是因为：

在砼浇筑时没有采取有效的排水措施(如设置排水廊道、打排水孔等)进行外水导排减压。

在砼衬砌完成后，因各种原因回填和固结灌浆不可能立即进行时，当衬砌砼水化热完成后，衬砌与岩体之间实际存在一个较大的空隙。当围岩外水压力梯度尚不足以形成新的渗流通道时，外压力实际上是渗透水在围岩和衬砌中产生的体积力。其计算公式为P=Byh、B=0.25-0.6。

此时的外水压力迅速升高，并直接作于衬砌砼上，导致砼薄弱面渗水，而影响衬砌结构的安全。因此在结构设计时如何控制外水压力引起构筑物的渗漏是十分重要的。尤其是特殊的隧洞结构断面的衬砌(如断面形式、配筋限制等问题)不可能一次全断面衬砌成型时，必须将底板和边顶拱分开施工，对形成的施工缝止渗防治是十分重要的。

2水工隧洞工程特性

某永久性水工隧洞采用城门洞形和矩形砼衬砌，全长1917米。标准段过水断面为6×7m，衬砌厚度为0.8~1.26m。双层配筋、衬砌单元分块长度为12m。衬砌砼标号R28、300、D150、S8。该处地质状况为：以浅灰色中粗粒闪长斜云花岗岩为主，整体呈块状结构，属Ⅱ类围岩。沿洞向陡倾裂隙较为发育，裂隙面平直稍粗，闭合裂隙居多。充填物主要为绿帘石、风化碎屑等。小断裂较多，NW倾向陡倾节理与NE倾向缓倾节理发育。绝大多数为微风化岩体，该洞段地下水较为富集，雨季洞壁局部明显可见无压渗水。

该隧洞的进口段长为144米(计12个标准单元块)，衬砌形成为矩形，四个角上有半径为50厘米的1/4圆弧。砼衬砌分底板和边顶拱两次施工，先浇底板，后浇边顶。底板施工时，由于设计限制分缝位置必须在底板以上90

厘米，因此在底板施工时就必须设置一部分“吊脚模板”进行部分边墙的施工。详细分缝位置见图1。由于通道条件的限制，边顶拱砼施工只有在底板全部完成以后才能进行，第一块边顶拱砼浇筑完后，紧接着开始第二、三块的施工，在第一块边顶拱砼完成后的第22天，边墙与底板接触位施工缝面出现潮湿印迹。当第2到第12块边顶拱砼在衬砌完成后的第18天—22天之间都分别出现了同样的情况。最后整个进口共12个单元块都相继产生了施工缝渗水，缝宽一般在0.1—0.33mm之间。可见砼衬砌与围岩间形成的外水压力时间在18~22天，而此时的砼强度未能达到理想值，外水压力的存在对浇筑的砼不利。

3产生渗水的原因分析及防治措施

施工缝面作为新、老砼的结合部因其所处位置较低，而在缝面的处理上及时采取了冲毛或凿毛工艺，但由于现场条件的限制还存在一定的问题，比如边、顶拱砼开仓前冲仓后会有少量的积水和一些细小的渣子难以彻底清除，再加上砼入仓前的砂浆摊铺往往也难以全部覆盖老砼面、结合面振捣不密实等等因素的存在，使该部位成为一个较为薄弱的地方。况且边、顶拱砼浇完以后其强度增长还需要一定的时间，在此时间内，外水压力迅速增加必然从该处渗出。针对这一问题，采用“先引导”、“后排水”的方法，取得了一定的效果。先引导的目的是在未进行二次砼浇筑时，预先设置导水孔，创造导排外水减压的条件。后排水是在二次浇筑砼后，使无规的渗漏水通过引导水管变为有规的卸压排水导流。使二次浇筑有足够的强度增长时间，确保砼的质量，最后通过注浆封闭导水孔达到止渗的目的，其具体作法：

1、底板浇筑时，对于边、顶拱岩壁有渗水的洞段，在底板砼施工时，在施工缝面上预留一个纵向槽（如图2所示），预留槽的位置设在外层钢筋与岩壁之间，并且留出6cm的钢筋保护层。如果边墙没有足够的超挖空间，则凿除部分岩石，以保证该槽的形成。在纵向槽的底部与模板之间埋设一根PVC管作为导排水管，详见图2。在进行边顶拱浇筑时，纵向槽内填充碎石，表面用镀锌铁皮封盖。边顶拱浇筑完毕，钢模台车拆出后，要及时通开该PVC管，以保证排水的畅通。

2、对于裂隙渗水或集中渗水的地方，则采用打排水管孔，孔内插管排水的方案。排水孔沿着裂隙的走向打，孔深1.0M，孔径Ф=42mm，间距2~3m，管子采用DPVC”管，其插入孔内的部分用钉子开一些小孔，孔口用棉纱或砂浆堵塞。管子可顺岩壁接到图2中所示的纵向槽内，也可穿过堵头模板将水排到仓外。

3、边顶拱浇筑时，仓内的积水安排专人负责舀出，必须保证仓内积水及时排出。

4、在边、顶拱砼浇筑结束、模板拆出后，立即扫开顶部预埋的回填注浆孔，帮助排水减压。

5、对留在槽内的骨料的处理，可在最后进行隧洞回填灌浆时，将所处埋的PVC排水管清除后，沿埋留孔进行灌浆处理。

4施工缝的渗漏处理

根据设计的要求：施工缝渗漏处理，层面缝及裂缝灌浆后粘接强度为帷幕线以上0.3~0.5mpa；帷幕线以下0.7~1.0MPa。表面缝口回填材料砼粘结强度≥1.0mpa，灌压水试验检查，透水率Q<0.1Lu。

为确保处理效果，我们进行了室内粘结性能试验和现场施工性试验，并经过检测，现将采用嘉德牌EAA环氧防渗补强材料，试验的情况介绍如下:

4.1处理的特点：

该水工隧洞内衬在0.8-1.2m之间。砼衬砌较一般地下工程厚，且周边围岩裂隙水丰富，在无防水措施的条件下进行砼浇筑、其衬砌砼与围岩之间的空隙有一定的连通性。在进行化学注浆补强止水处理时，如控制不当，浆液沿施工缝裂隙面流过，而不是充填饱满缝隙，不但影响处理效果，同时造成材料的浪费。

4.2嘉德牌EAA环氧材料特性

嘉德牌EAA环氧材料，由于加入复合的ENA改性剂和表面处理剂。材料具有粘度低、润湿性强、综合力学性能强度高、耐老化、无毒的特性。对水有良好的亲和性，能克服被粘物界面的水膜对固体进行粘结。

表1EAA浆材的物理性能表

项目

表面张力

达因/厘米

接触角度

比重

粘度

25℃/2小时

凝胶时间

25℃小时

凝胶时间

35℃小时

指标

30.2~34.2

15~29

0.873~1.063

1.3~37.4

30~85

13~29

表2EAA浆材的力学性能表

项目

抗压强度

mpa

弹性模量

mpa

抗剪强度

mpa

劈裂抗拉强度

mpa

抗拉强度

mpa

抗冲击强度

mpa

指标

36.2~85.7

300~2154

10.0~32.7

5.7~23.9

9.9~17.3

4.1~4.2

表3EAA环氧防渗补强材料

组份名称

EAA主剂

EAA固化剂

EAA促进剂

配比

100

6

0．8

4.3施工方法

（1）沿缝开“V”型槽，槽深×宽为4~5×4~5cm。

（2）沿缝钻骑缝孔，孔距40cm，孔径25~28mm，孔深约55cm，（设EAA浆液的扩散半径为20~25cm）。

（3）清缝、清孔，达到孔内、槽缝无泥垢、碎碴。

（4）在孔内布置注浆管及排气管，注浆管长约45cm，管径18mm；排气管长约10cm，管径8mm。

（5）采用速凝水泥嵌缝、埋管，要求嵌入均匀，孔内压贴密实、平整，不得有渗漏。

（6）注入丙酮浆液，记录注浆压力和注浆量。

（7）注入EAA环氧浆液，注浆第一次压力0.8Mpa，第二次重复注浆1.0Mpa，采用逐级升压施灌。

（8）注浆结束标准以达到结束压力后，恒压10~15分钟，以不进浆为结束。

（9）第一次注浆结束后5小时，现场负责人进行孔口检查，如发现孔口浆液不饱满，即进行第二次注浆，至孔口饱满为止。

经室内粘结试验和现场抽芯取样检测，有关部门认为：试验表明采用水泥和化学材料复合灌浆措施，在浆材、设备和工艺及参数择用恰当的条件下、补强处理可以达到预期的效果。

表4室内粘结后劈裂抗拉强度试验

项目

原砼试件劈裂抗拉强度Mpa

EAA材料粘结后劈裂抗拉强度Mpa

备注

灌EAA材料

2.7

3.5

涂刷EAA材料

3.1

3.5

粘结条件：在砼粘结界面注浆或涂刷EAA材料粘结固定后，置35~40℃烘箱内3天后进行测试，研究报告提供值5.7~23.9Mpa，为1个月25~35℃的固化强度。

室内检测抗渗试验结果，为0.9Mpa时，缝面无渗水，平均渗水高度2.2cm。

表5现场抽芯检查岩芯强度及抗渗结果

项目

设计要求值

现场抽芯试件

灌后渗透值

帷幕以上劈裂抗拉强度MPa

帷幕以上劈裂抗拉强度MPa

表面缝口回填材料与老砼粘结强度MPa

劈裂抗拉强度MPa

抗压强度MPa

抗渗试验MPa

抗渗试验MPa

指标

q≤0.1Lu

0.3~0.5

0.7~1.0

≥1.0

1.11~2.1

平均1.52

46.2

渗透高度70mm

渗透高度35~70mm

5结果与讨论

在富水区围岩中建筑水工隧洞，应充分意识到水对工程的影响。尤其是当施工难度增加时，现实的施工条件无法达到设计的操作要求时，对该类水工隧洞的设计应考虑以下几个问题：

1、施工缝的位置可尽量设在底板水平面上，以免设置吊脚模板，这样可使模板的支撑体系尽量减少。以避免底板砼表面产生气泡及相应的砼空蚀和空化问题。即使该部位的剪力或弯矩较大亦可通过增加钢筋或界面尺寸的办法来解决，而不应限制在该部位设缝。

2、如因结构需要，施工缝需设在边墙上，可考虑在分缝位置上设置沿洞轴线方向的止水措施（如可便固定的橡胶止水条）。

3、对隧洞的衬砌设计应考虑设固结灌浆，充分利用围岩与衬砌体共同受力、减少配筋。

水工混凝土范文篇4

1水工混凝土养护方法研究与应用

1．1养护方法

水工混凝土养护是混凝土生产中周期最长的工艺过程，养护时间视当地气候条件及水泥品种而定，一般养护从混凝土浇筑完毕12～18h开始，并持续21～28d．多采用洒水进行自然养护，还有喷涂薄膜养护和塑膜包裹养护方法，使混凝土表面保持湿润，实现养护目的．

为了检验不同养护方法适应范围及实际效果，笔者在甘肃景电二期延伸向民勤调水工程中进行了现场实践对比．该调水工程位于腾格里沙漠南缘，风沙天多，风速大，空气干燥，气候炎热，没有湿润感，工程环境恶劣，全长99．04km渠线中有85km钢筋混凝土箱型渠穿越沙漠地段，还有渡槽、泄水建筑物等52座，混凝土量21．63万m3，混凝土表面积80．14万m2，养护任务相当大，预算养护用水6．4万m3．这些水工建筑物的共同特点是壁薄，外形坡面与直立面多，表面积大，水分极易蒸发，施工水源远而不便，水价昂贵（10～15元／m3），成型混凝土构筑物养护是本工程的难题．因此，质检部门将混凝土养护作为重点控制环节．起初按惯例采用自然养护法，考虑到工程环境炎热、气候干燥，混凝土脱模后便开始养护工作．草帘遮盖加洒水养护与无遮盖洒水养护同时进行，养护时间21～28d，浇水次数根据气候情况和覆盖物的保湿能力决定，以保证混凝土有足够的湿润，固定专人养护．用混凝土回弹仪测定的数据表明，遮盖加洒水养护的混凝土比无遮盖洒水养护的强度增长更快，28d强度回弹平均值前者高于设计10％以上，后者在设计值左右变动，细心观察可见后者混凝土表面有不规则的干缩裂纹和起沙现象．分析其原因认为构筑物表面持水性差，又是线型施工现场，水源不便，养护质量易失控，达不到养护要求，严重影响到构筑物混凝土质量．此后又采用塑料膜覆盖养护方法，试图以不透水汽的塑料膜来保持混凝土中的水，满足混凝土强度增长的需求，但实际中由于风大不易固定，覆盖过程中存在膜破损和接缝不严密的问题．养护效果检验认为，这种方法存在较多的具体问题，不能满足混凝土强度均匀的要求，保证率低．为了改进混凝土养护方法，经调查先后引进美国、中国石家庄生产的混凝土养护剂，现场试验从回弹测定强度值可见基本接近试验室标准养护效果．但使用美国生产的养护剂价格较高（51元／kg）．为了能够广泛推广应用，降低成本，笔者借鉴相关信息资料，反复试验，优选了一种较为理想的配方，自己生产养护剂，价格降低了90％多（5．0元／kg）．与美国以及国内同类产品工程应用、试验类比，自制的JD混凝土养护剂质量已达到国内同类产品水平．经甘肃省建材产品质量监督检验站、甘肃省建材研究中心试验站等有关部门及专家鉴定，认为JD混凝土养护剂各项物理指标和相应的性能均达到同类产品的标准，其研制和使用填补了甘肃省水利水电工程建设中的一项空白．工程实践与跟踪检验结果表明，采用JD混凝土养护剂养护，能够保证混凝土早期强度的增长以及各部位强度的均匀性，满足混凝土养护质量要求和技术要求，不仅成功地解决了沙漠及水源不便地带混凝土养护难的问题，而且普遍适宜水利工程混凝土养护，养护质量看得见摸得着，控制方便，技术可靠，操作简便，节省劳力，经济合理，消除了自然养护和塑料膜覆盖养护方法难以管理、不能保证养护效果的缺陷，成为施工单位乐于使用的养护方法．

甘肃省景电二期延伸向民勤调水工程混凝土全面采用养护剂养护，共使用养护剂133t，喷涂面积80多万m2，比洒水养护节约资金89．08万元，甘肃省疏勒河大型水利工程和宁夏自治区扬黄扶贫“1236”工程中现浇混凝土构筑物养护也广泛应用养护剂，没有发生一次因混凝土养护造成的问题，效果很好．

1．2混凝土养护剂的物理性能

各种混凝土养护剂的物理性能基本一样，只是材料组成有所不同．JD混凝土养护剂为无色液体，无毒，无臭，不燃烧，透气率低，常温下混凝土面上成膜时间约20～30min，有较好的成膜性和保水作用，成膜厚度0．058～0．086mm，虽然成膜的抗拉强度和伸长率，比吹塑或聚乙烯塑料薄膜偏低，但用于水工混凝土21～28d养护期是完全可以满足要求的．经景电二期工程试验室试验，该产品各项指标均达到标准，主要物理指标：固体含量不小于15％，CaCl2析出率不大于6％，pH值8～9，最低成膜温度6～8℃，贮存稳定性为3个月内无析出物（贮存温度大于0℃），断裂伸长率98％，涂刷用量4～6kg／m2．

1．3混凝土养护剂的养护机理

水工混凝土在硬化过程中，水泥完全水化需要的水量仅约为水泥量的22％～27％，多余的水量是为了满足混凝土施工和易性的要求，因此如能保持住混凝土中未凝水分不散失，凝固过程中根本不需要养护．但实际施工时在自然环境中水分不断蒸发散失，若不创造人工湿润环境，如覆盖、浇水等，保持混凝土中的水分，则难以保证水泥的水化反应，特别是在混凝土硬化的初期，保持适当的环境温度和湿度对混凝土强度和其它性能的提高非常必要．采取混凝土养护剂养护就是在混凝土表面涂刷养护剂，随着溶液的挥发迅速在混凝土体的表面结成一层不透水膜，将混凝土中大部分水化热及蒸发水积蓄下来进行自养．由于膜的有效期比较长，使混凝土得到良好的养护，对提高水工混凝土的抗渗性、抗冻性及耐久性有着很重要的作用，从而保证了水工混凝土应有的质量．

1．4应用混凝土养护剂的工艺要求

使用混凝土养护剂工艺非常简单，一次涂刷即能管住整个混凝土养护期．作业方法可根据建筑外形状况及施工情况选用喷涂或涂刷方法，将养护剂均匀地涂刷于混凝土表面，工程施工多采用人工涂刷作业来完成．

a．喷涂作业法采用农用喷雾器或油漆喷枪作为喷涂工具．使用前先用清水试喷，雾化正常后喷涂养护剂，喷枪距混凝土面20～50cm，并略有倾斜，调解压力以0．4～0．6MPa为宜，以免冲坏混凝土面．为保证喷出均匀的雾状，喷涂运动速度也要均匀，一般从左到右、从上到下相互结合，防止漏喷，如出现不均匀现象，可在第一遍成膜后5～10min内喷涂第二遍，以保证在混凝土表面形成封闭的养护膜．喷涂作业完成后，即用清水洗净喷雾器，防喷孔堵塞，影响下次使用．

b．刷涂作业法采用油漆刷或涂料专用滚直接涂刷成膜．一般先水平涂刷第一遍，涂刷一定范围5～10min后再以垂直方向回涂第二遍，务必使涂层均匀成膜，自上而下逐渐扩大范围，边角或毛糙的部位要细致刷到，一定使混凝土构筑物表面全封闭．

c．喷刷作业时应注意在混凝土表面没有浮水或泌水已蒸发，用手指按压混凝土无痕迹时即可喷刷养护剂．使用模板的部位拆模后立即实施喷刷养护作业，喷刷过早会腐蚀混凝土表面，拖延过迟则混凝土水分蒸发，影响养护效果．

d．喷刷混凝土养护剂用量指标：1kg养护剂喷涂面积应控制在4～6m2；涂刷面积可控制在5m2；天气炎热或大风天，养护剂用量可酌情增加．作业过程中应及时把握材料用量与质量．

e．喷刷混凝土养护剂时要防止雨水及沙尘入浸，同时还要注意避免机械性碰撞或在其上行车及拖拉重物，若有损伤应及时补刷．

2混凝土养护技术经济分析

混凝土浇捣密实成型后，逐渐凝结硬化，具有一定的强度和耐久性，这个过程主要是由水泥的水化作用来实现的．水泥的水化作用好坏与快慢与混凝土的环境温度、湿度及养护效果有密切的关系，尤其是早期养护，如果养护时间短或养护期内不能经常保持在湿润状态，混凝土内的水分会迅速蒸发，混凝土表面因干缩而产生裂缝或形成毛细网透气渗水，使混凝土的抗渗性急剧降低．采用养护剂养护，由于保证了良好的水化热作用，生成晶态或胶态水化物，阻塞混凝土的毛细管道，降低混凝土内部的空隙率，增强混凝土的密实性，从而获得良好的抗渗性、抗冻性及耐久性．在一般工程环境条件下，要较好养护现浇混凝土，无论采用哪一种方法，只要能够按照相应的养护要求去做，从理论上是完全可以的，然而现实中往往做不到，特别是在炎热、干旱、沙漠环境下，自然养护说来简单，做法明了，但要在混凝土养护期保持湿润状态却非常不容易，难在用水不便，有的结构难以覆盖与洒水，一般不便于监督，易习惯地进行象征性养护，养护次数与保湿程度不够，要真正达到自然养护的各项标准，其代价高于其它任何一种现场养护方法．塑料膜包裹或覆盖法，原理成立，但不能很好地贴在混凝土表面，一般条件下不易做到天衣无缝．混凝土中水分蒸腾，吸附于塑料膜下面，混凝土养护保证率低，难以达到应有效果．

同强度等级混凝土试块采用不同养护方法效果与经济性比较见表1．养护剂养护的试块28d强度接近或基本达到标准养护强度值；塑料膜包裹养护的试块28d强度，最高值与最低值相差较大，均匀性较差；无覆盖洒水养护的试块28d强度值最低．可以认为，养护剂养护的混凝土质量均匀，各组试件强度差异小，保证率大，是最有效的养护方法．

根据广泛的实践经验分析与总结，混凝土养护剂养护与其他各种现场养护方法相比，具有以下优点：①施工操作简便，现场清洁，交叉作业干扰小；②有效降低混凝土养护成本和劳动强度，节约费用50％以上；③养护后的混凝土构筑物表面水泥色泽加深，观感良好；④便于检查与控制养护质量，从而有效提高养护质量的保证率；⑤对难以用洒水及覆盖方法养护（如高空建筑物）及在干旱缺水地域的混凝土结构具有事半功倍的效果；⑥节约工程用水，避免浪费水资源．

3几点建议

a．有必要进一步提高混凝土养护剂产品的质量，增强养护效果．

水工混凝土范文篇5

关键词：水工混凝土；质量检测；检测方式

水工混凝土建筑物一般由三部分构成，其中一部分是建筑物，一部分是病坝，还有一部分是危险大坝。目前我国大部分水工建筑物都会存在质量问题，其中比较严重的大坝就是混凝土大坝，它的质量问题会引发决坝危险，也有可能引发溃坝危险。所以，水工混凝土建筑物需要进行病害检测。相比于一般混凝土来说，水工混凝土的耐水性更好，在施工过程中，不能忽视拌和、浇筑以及养护问题。

1混凝土质量检测的重要性

水工混凝土建筑在使用过程中经常会出现质量问题，出现问题的原因主要有以下两种，第一种因素是人为因素，第二种因素是受到外力破坏所导致。但是在水工建筑构建的过程中也会出现一定的问题，在建筑的后期使用中同样会出现一些问题。在建筑构建过程中出现问题的原因可能是以下原因，可能是施工计划出现问题，也可能是施工材料出现问题，还可能是施工人员技术水平不够高。所以水工建筑出现老化或者是病害问题需要及时修护，这就需要维修人员准确找到出现问题的部分，这也是水工建筑需要定期检测的原因。及时修复水工建筑所出现的问题有助于延长建筑寿命，保证水工建筑更好的使用。对于水工建筑来说，对混凝土质量进行检测是非常重要的，这也是避免建筑受到损害的重要环节。通过对混凝土质量进行检测可以了解整个建筑的受力情况，及时发现水工建筑出现的问题，其中包含了建筑的老化问题以及病害问题等，然后针对不同问题采取不同的养护措施[1]。

2水工混凝土建筑物的混凝土强度检测

混凝土结构是否具有足够强的承受能力与混凝土的强度有着紧密的关系，同时混凝土的强度又是评定混凝土性能的最重要指标之一。目前，我国对混凝土强度检测的手段还比较少，只有两种方法，其中一种方法是有损法，另一种方法是无损法。有损法最常用的方法同样有两种，一种方法是钻芯法，另一种方法是回弹法。无损法从字面上理解就是对建筑没有任何伤害的检测方法，这种方法通过对一个或者一个以上相同抗压强度的建筑进行物理考量，而且使用考量结果来判定建筑本身的强度。在所有混凝土强度检测方法中，最常用的方法是超声回弹综合法。2.1钻芯法。在实际建筑工程中，尽管混凝土满足以下三个条件，还是可能会出现质量差异，第一个条件是同一层次的混凝土，第二个条件是同一强度的混凝土，第三个条件是同一天浇灌的混凝土。因此，在使用钻芯法进行检测时应该要遵循某些准则，首先要在水工混凝土建筑受力非常小的地方钻取芯样，通过对钻取的芯样进行受力分析，然后按照受力分析之后所得出的受力弯矩图进行检测，接着选取水工混凝土建筑受力相对大一些的部位，继续钻取芯样对其进行受力分析，得到受力弯矩图进行检测。需要注意的是，在检测过程中所使用的芯样与骨料做对比，一般芯样是不能够超过骨料最大粒径的3倍，但无论什么情况，芯样都不能低于骨料最大粒径的2倍[2]。因此，在进行芯样粒径选择时，不能够盲目选择，而是要根据水工建筑的具体情况来确定。盲目选择芯样的粒径可能会对主筋造成一定伤害，更严重一些，主筋可能会被钻断，导致建筑受到非常大的损伤，由此可见，检测是否能够顺利进行是由芯样粒径的大小决定的。2.2回弹法。对于水工建筑来说，它的表面硬度也是需要被检测的，通常使用的检测方法是回弹法。之所以会检测水工建筑的表面硬度是因为它与混凝土强度有关回弹法存在通用的测强曲线，因为不同水工建筑的承受强度是有很大差别的。回弹测强曲线是非常有效的，它可以测量出水工混凝土建筑的混凝土强度值，但回弹值换算强度也会出现一定的偏差，这是因为不同水工建筑所使用的材料存在明显差异，所以使用回弹法测量混凝土的强度从本质上来说就是在建立专用的测强曲线。使用回弹法测定水工建筑混凝土强度应该注意测定出建筑内外的混凝土质量几乎无差别，如果建筑内外的混凝土质量有一定的差别，则可能会出现以下三种情况，第一种情况是建筑物受到过损伤，第二种情况是建筑物可能发生过火灾，第三种情况是建筑物被冻伤，无论水工建筑物出现过哪种情况，都会让回弹法所测定出的混凝土强度值没有任何意义。2.3超声回弹综合法。当前，我国应用最为广泛的检测水工混凝土建筑的混凝土强度的方法就是超声回弹法。无论是与超声非破损检测方法相比较，还是与回弹非破损检测方法相比较，超声回弹方法都具有非常明显的精度高优势，这也是它应用广泛的最重要因素。使用超声回弹法主要进行以下几步，第一步就是测定回弹值，测定回弹值所使用的仪器是中型回弹仪，回弹仪的使用需要满足两个条件，一个条件是通过技术鉴定，另一个条件是确定产品合格证和检验证。回弹仪的率定试验需要在大约20摄氏度的环境中进行，取回弹值时要反复进行三次检测，计算出三次检测的平均值作为测量标准。如果建筑物材料的差异性比较大，则对每种材料进行回弹测试，根据每种材料的硬度值得出标准结果[3]。超声波回弹法的最大优势在于它可以精准测出水工建筑中的混凝土材料和强度，延长建筑寿命。

3水工混凝土建筑物的混凝土病害检测

3.1外观检测。在水工建筑物的外观检测中，最重要的部分是栋胀。一般情况下，如果温差比较大，则混凝土微孔中水温下降，导致混凝土体积膨胀，微孔中的冷水迁移会存在一定的渗透压力，栋胀和渗透压力大于混凝土抗拉强度，混凝土的整体性就会被破坏。3.2裂缝检测。对于水工混凝土建筑中，比较常见的问题就是裂缝问题，裂缝对建筑的伤害大小取决于裂缝的大小。裂缝通常会产生在两个时期，其中一个时期是施工期，这个时期裂缝可能会受到湿度的影响，也可能受到干缩影响；另一个时期是建筑运行期，这个时期会受到荷载影响，也会受到温度影响，还会受到地震以及化学反应等影响[4]。如表1、2所示。

4结束语

在水工建筑的使用中，需要经常对其进行混凝土的质量检测，及时对水工建筑进行保养，定期对水工建筑进行维护。需要注意的是，要经常对水工建筑进行质量强度检测，这是为了能够让水工建筑有序运行。要想让水工建筑能够产生最大的经济效益，对水工建筑进行检测和维护是非常必要的，这也是水工建筑能够良好运行的基础。在水工建筑中，最重要的检测就是混凝土质量检测，这对水工建筑的运行具有重大意义，故此，水工建筑是否能够安全运行与混凝土质量有着极其密切的关系。

参考文献：

[1]陈忠华.水工混凝土建筑物的病害检测与修补技术浅析[J].黑龙江科技信息,2012,(34):235.

[2]雷宇.水工混凝土建筑物的病害检测与修补技术[J].黑龙江科技信息,2013,(06):257.

[3]金帮琳,赵金波.水工混凝土建筑物缺陷检测探讨[J].水利天地,2014,(12):32-34.

水工混凝土范文篇6

水工混凝土一般为防水混凝土，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。它兼有承重、围护和抗渗的功能，还可满足一定的耐冻融及耐侵蚀要求。防水混凝土结构具有材料来源广泛、工艺操作简单、工程成本低廉、结构整体性强、防水抗渗耐久等特点。防水混凝土结构以其独特的优越性成为水工工程建筑的首选。

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。

1.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，以调整和控制配合比的方法，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。

2.外加剂防水混凝土

外加剂防水混凝土是指用掺入适量外加剂的方法，改善混凝土内部组织结构，以增加密实性，提高抗渗性的混凝土。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。

二、常见病害分析

根据水工混凝土建筑物的结构性特点和所处工作环境的不同，常见病害主要有裂缝、冻胀、溶蚀和侵蚀等类型。

1.裂缝

裂缝是混凝土建筑物最常见的病害之一。混凝土中产生裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合格(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。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，时干时湿，表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也往往导致裂缝。

2.冻胀

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。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。影响混凝土破坏的原因比较复杂大致可分为：内部因素、外部因素等多种因素。

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。外部因素：如冻融温度，冻融速度。湿润条件，冻融循环次数，即混凝土工作环境条件。

构造因素：如有无配筋、体积大小、原薄、排水措施等。

施工因素：如配合比、拌合、浇捣、养护条件等。

3.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。

4.溶蚀及侵蚀

混凝土溶蚀是一种化学性病害。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。

三、预防对策

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.病害预防

(1)为保证混凝土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，工程施工是关键。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。

2.病害治理

(1)混凝土更新

对混凝土建筑物的病害部位要全部凿除，然后换新混凝土。一般开凿采用风镐，清除疏松表面采用喷砂喷洗后再架主摸板，在新老混凝土的结合面上喷砂浆后在浇筑混凝土。为使新旧混凝土紧密结合可采用在混凝土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)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，可埋设钢筋网，然后浇注新混凝土。

(3)表面涂层

如混凝土病害较轻，深度较浅或由于其它原因不能凿出表面混凝土，可采用表面涂层的办法，采用有机硅，环氧树脂漆，橡胶涂料等喷涂在混凝土表面上来增加混凝土表面的强度。

(4)裂缝修补

对混凝土裂缝较深，较宽时，应首先把裂缝凿出新茬后，再灌粉煤灰无机灌浆，化学灌浆等。也可用沥青，橡胶沥青，聚硫化合物，环氧树脂等进行灌浆修补。

四、结语

由于病害的影响，很多水工混凝土建筑物受到威胁和挑战，这些问题不是设计、施工和运行管理单位任何一家的问题，而是大家面临的共同问题，只有各牵涉单位全方位地联合控制，才能确保混凝土质量，减少病害隐患及威胁。

参考文献：

[1]李家正，句广东，王仲华.病险闸建筑物的检测及安全评价[J].人民长江，2001.

[2]周云，王继光.沿海水工钢筋混凝土结构腐蚀病害及防护修复[J]，江苏水利，2001

[3]SL/T191-96，水工混凝土结构设计规范[S].

[4]刑林生，聂广明.我国水电站混凝土建筑物耐久性分析[J].力发电，2003.

水工混凝土范文篇7

论文摘要:水工混凝土在其生产使用过程中，由于各种因素的影响，其质量通病的产生难以避免。结合多年从事水工混凝土施工和处理通痛的经验，分析探讨其产生的根本原因，提出了经过实践检验能有效解决几种常见通病的防治措施。

1前言

水工混凝土施工生产过程中，受材料、施工、温度、气候等多种因素的影响，产生蜂窝麻面、裂缝、渗漏、冻融、变形等质量通病，降低水工混凝土质量等级，严重影响其结构安全，缩短了水工混凝土使用寿命。为此，通过对以下几种常见质量通病成因的分析研究，结合成功经验和实际做法，提出相应的防治措施，有效解决水工混凝土病害处理问题，对提高工程质量、延长工程使用寿命具有重要的现实意义。

2水工混凝土质量通病成因分析

2.1水工混凝土表面蜂窝麻面及气孔的成因

水工混凝土浇筑拆模后，结构局部出现表面酥软、缺浆凹坑、粗糙麻点、豆状小孔、石子多而漏深大于5mm、表面形成孔隙群类似蜂窝状的窟窿、结构内部有尺寸较大的空隙、钢筋局部或大部裸露等。成因主要是:①混凝土配合比和粗细骨料级配不当，造成石子多，砂浆少；②混凝土搅拌时间短，拌和不均匀，混凝土和易性差；振捣不密实或过振出现漏浆；③运距过长，装卸料、运料不当，混凝土石子、砂浆离析、严重跑浆；④混凝土施工过程振捣不密实，不均匀振捣中产生气泡未采取适当措施及时排出；⑤模板安装质量不合格，模板表面粗糙或新旧混凝土接茬处漏浆，拆模不当造成混凝土表面被粘坏；⑥架模时模板表面湿润不够，隔离剂涂刷不均或局部漏刷失效等；⑦钢筋配置较密，粗骨料粒径太大或混凝土坍落度过小，浇筑时掉入泥块等杂质；③浇筑基础、柱子、墙根部等结构部位时间歇时间不够，上层混凝土连续浇筑或预留的孔洞和埋件处混凝土下料搁空、振捣不到位等。

2.2水工混凝土裂缝的成因

混凝土表面或内部由于混凝土硬化凝固时产生的大量水化热作用，或不均匀收缩变形、沉降、干缩、温度变化、结构应力变化、结构约束变化产生的微观裂缝和宏观裂缝现象。

混凝土在浇筑过程中，在尚未受荷载作用时，混凝土硬化产生不均匀的体积变形，形成黏着裂缝、水泥石裂缝、骨料裂缝等微细裂缝(宽度小于0.05mm)。当受压荷载在30％～70％极限强度时，微观裂缝逐渐开始扩展并增加，形成宏观裂缝；当荷载在70％～90％极限强度时，裂缝显著扩展并迅速增多，裂缝相互串联直至混凝土完全破坏。

2.3水工混凝土渗漏的成因

混凝土的施工缺陷引起混凝土渗漏，长期作用会导致钢筋锈蚀和混凝土冻融破坏；漏水较大时会引起工程建筑物沉陷垮蹋、输水量损失等严重后果。

一般混凝土渗漏有如下几种情况:施工过程振捣不密实；施工缝处理不当；产生裂缝；伸缩缝止水带漏设或埋设不良；沿模板贯穿钢拉杆渗漏等。

2.4水工混凝土冻融破坏的成因

混凝土微孔隙中的水，在正负温度交替变化作用下，其中毛细孔内的水结冰产生很大冰压力，形成冻胀压力和渗透压力联合作用，使得混凝土材料产生疲劳应力，造成混凝土强度降低，内部微裂逐渐增加、扩展连通，产生由表及里的剥落破坏。影响混凝土抗冻融性的因素主要有以下几种:①材料影响。用量不当的外加剂和掺合料使混凝土强度降低，抗冻融性减弱。对不同使用要求的混凝土，其外加剂和掺合料要通过科学实验合理确定。②混凝土配合比的影响。混凝土抗冻融性随水灰比的增大而降低；在相同水灰比条件下，混凝土抗冻融性随骨灰比的增大而降低；影响混凝土抗冻融性的主要因素是水灰比。③施工工艺影响。混凝土施工过程中，拌和工艺、成型工艺、混凝土养护均对混凝土抗冻性有不同影响。

2.5水工混凝土建筑物地基变形的成因

混凝土建筑物地基条件不良，软硬不均，温差过大导致强冻胀，或因环境水、渗漏水造成局部地基产生不均匀沉陷、地基冻胀引起建筑物结构变形、裂缝破坏等，严重时影响混凝土建筑物安全运行。

3水工混凝土质量通病的防治措施

3.1水工混凝土表面蜂窝麻面及气孔的防治措施

3.1.1防止蜂窝麻面积及气孔的主要措施。改善施工工艺，提高模板制作安装质量；认真设计、严格控制混凝土配合比、坍落度；粗细骨料计量准确，拌和均匀；运料过程中避免混凝土泌水离析；振捣时应均匀分层振捣，防止穿层过振、移位漏振等。浇筑过程中要防止出现漏浆；对基础、柱、墙根部等特殊部位浇筑时应控制1～1.50h的间歇时间，待沉实后再浇筑上层混凝土，防止出现“烂脖子”现象和尽蜂窝麻面、气孔和孔洞等。

3.1.2蜂窝麻面的补强处理。混凝土表面蜂窝麻面的处理多采用改性水泥砂浆修补，方法简便，价格便宜。施工时先将蜂窝麻面清理干净，涂一层体积比为1:2的水泥与聚合物胶乳黏结层，在其潮湿状态下立即修补聚合物改性水泥砂浆，补平即可。聚合物常用丙烯酸胶乳和丁苯胶乳等，聚合物在聚合物改性水泥砂浆中的含量为10％，水泥与砂子的比为1.25:3，一般合格的建筑用砂即可。有特殊要求混凝土修补可采用环氧砂浆抹面修补。

3.13表面气孔和孔洞的补强处理。对混凝土拆模后表面出现的豆状小孔、轻微少量的孔洞，多由于模板表面积留的水或空气引起，或不均匀振捣、漏浆严重所致。浇筑时主要通过调整混凝土配合比，提高混凝土的和易性；加强均匀振捣；加用减水剂、可吸收性模板、改变脱模剂等，避免气孔、孔洞产生。其补强处理一般采用改性水泥砂浆修补。

3.2水工混凝土裂缝的防治措施

裂缝的处理一般是指宏观裂缝的补强处理，一般根据不同裂缝的成因类型和开缝宽度，采用涂抹法、贴补法、充填法、锚固法、灌浆法等。选用的材料有水泥浆、环氧浆液、丙烯酸橡胶(砂浆)、氯丁砂浆、聚硫密封膏、甲凝、聚氯乙烯胶泥、土工布、止水橡胶、紫铜片等。常见的宏观裂缝有以下几种:

3.2.1塑性收缩裂缝防治修补。浇筑完成的混凝土，表面由于风吹日晒，水分迅速蒸发变干，体积缩小变形，产生不连续、多为对角线方向的较短裂缝，严重时也有可能互相连通，配有钢筋时裂缝方向会有改变。防止塑性裂缝一定要注意加强混凝土的振捣和施工期的防风防晒，洒水养护，表面覆盖，掺加适量引气剂减少裂缝。其修补一般采用涂抹法，选用水泥浆、环氧浆液、丙烯酸橡胶、聚氯乙烯胶泥等材料涂抹封堵，处理死缝。

3.2.2干缩裂缝防治修补。混凝土浇筑完成数月后，体积收缩形成龟裂状的干缩裂缝。影响因素有:骨料颗粒收缩、含水量增加收缩、水泥浆缩水收缩、减水剂、缓凝剂、过量的引气剂、湿养龄期不够等等。防治时应注意预防和处理。

3.2.3温度裂缝。大体积混凝土浇筑后，水泥水化热使混凝土内部温度升高到最高峰后，受环境温度的影响，

降温过程中混凝土产生收缩，表面产生无规则裂缝。

防治温度裂缝，一定要严格按照施工规范和设计要求控制温度，混凝土浇筑后，要及时加强保温养护措施，避免混凝土内外温差过大产生裂缝。

3.2.4超载或设计不当引起的裂缝。混凝土裂缝一般发生在拉引力区，裂缝一般平直规则。缝宽小于允许开展宽度时，一般不处理，否则要进行加固补强处理。

3.3水工混凝土渗漏的防治措施

3.3.1混凝土渗漏的防治。加强各类水工结构和各类缝隙止水工艺设计工作；施工时严格按照施工规范控制混凝土配合比、水灰比；加强混凝土振捣养护和温控措施，增强混凝土的密实性，减少各类裂缝发生。

3.3.2混凝土渗漏的修补。止水带渗漏时重新粘贴处理，裂缝渗漏参照各类裂缝处理方法处理。对混凝土不密实渗漏水的表面处理方法有两种:一是进水表面处理法，先将进水表面蜂窝麻面松动部分凿除，刷净灰土后，然后用聚合物胶乳与水泥拌成腻子，将混凝土表面填平，再用氯磺化聚乙烯涂料涂刷3～4遍即可，耐热性、耐老化性能好，且价格便宜。二是出水表面处理法，当混凝土渗漏水较多时，先预备好1:2的水泥、河砂均匀拌合物，再调制水与1:4水玻璃拌合物，将渗漏处表面清洗干净，再将拌制的两种拌合物快速拌合后，压抹于渗漏处即可。

3.4水工混凝土冻融破坏的防治措施

改善提高混凝土抗冻性可采取的措施:①正确选择混凝土抗冻性各项指标；②选择使用符合规定要求的原材料；③选择最佳的混凝土配合比，严格控制水灰比，选用最佳砂率，合理确定合适的含气量以满足混凝土抗冻性要求；④精心施工，提高工程综合质量；⑤加强日常运行管理维护，随时解决处理好检测运行中出现的问题，做好维护工作等。

混凝土冻融破坏的修复，一般把冻融破坏、松动发酥的混凝土凿除，再浇以新的抗冻混凝土。通常在剥蚀深度小于5～10cm，采用掺人大于10％的丙烯酸水溶性乳液、优质引气剂，常规施工修补即可。在剥蚀深度大于10cm，修复面积较大时，掺用优质引气剂、保持适当含气量，严格控制水灰比，除旧补新，常规施工修补即可。

3.5水工混凝土建筑物地基变形的防治措施

工程实践中主要采取加强工程前期地基地质勘探工作，加强工程施工期的监理工作和驻工地设代工作，加强地基地质认证工作，完善设计措施，针对不同情况采取修改加固设计、加大基础承载面积、补设井桩、地基灌浆加固、结构补强加固、换基处理、甚至返工重做。

水工混凝土范文篇8

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，工程建设耗费了大量资源，水工混凝土的耐久性也直接关系到工程的使用寿命、加固费用、效益发挥和运行安全，但是水工混凝土却经常受到裂缝、冻胀、冲磨、空蚀、碱骨料反应、碳化、溶蚀和侵蚀等病害的威胁，由于工程耐久性不足，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，并反馈到设计、施工和运行管理等方面来进行预防和控制，在工程建设管理的整个过程中，全方位、多渠道地提高水工混凝土的质量和耐久性，延长工程使用寿命，确保国家可持续发展战略在水利建设开发过程中的有效施行。

2、常见病害分析

水工混凝土是水利工程建设中很重要的材料，使用种类繁多，也需要在各种各样复杂的环境条件下发挥作用和确保工程正常运行。根据水工混凝土建筑物的结构性特点和所处工作环境的不同，常见病害主要有裂缝、冻胀、冲磨空蚀、碱骨料反应、碳化、溶蚀和侵蚀七大类，其中前三类属于物理性病害，后四类属于化学性病害。由于工程自身因素和工作条件的差异，这几类病害对混凝土的危害程度也互不相同。

（1）裂缝

裂缝是混凝土建筑物最常见的病害之一。裂缝是材料的不连续现象，属于物理性病害，是水工混凝土耐久性的首要影响因素。裂缝的出现，多数在施工期就存在，有的虽然在施工期以后，也多在运行初期5～10年以内，不是由于运行期长工程老化问题，而是早期的问题。裂缝的存在直接导致混凝土抗拉性能的降低，裂缝也会引导有害物质进入混凝土内部，造成钢筋锈蚀，甚至混凝土结构破坏。对于水库蓄水发电和灌溉来说，挡水混凝土结构的裂缝会直接引起渗漏，如果渗漏量达到一定程度，就直接危及工程的蓄水能力；对于混凝土重力坝来说，如果裂缝达到一定贯穿深度和宽度，会引起坝体扬压力的急剧增长，削弱坝体的抗滑能力，对结构抗震非常不利，甚至会对整个坝体的结构稳定和安全造成威胁。

水工混凝土常见病害类型及影响框图

（2）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。所以说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。

（3）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。

（4）碱骨料反应

骨料中含有的氧化硅等物质容易和水泥或混凝土中的碱（Na2O、K2O）起反应，即碱骨料反应，显然这是一种化学病害。该反应生成吸水膨胀的凝胶，使混凝土产生开裂。

（5）碳化

混凝土的碳化（中性化）是空气中的二氧化碳气体不断地透过混凝土中未完全充水的粗毛细孔，扩散到混凝土内部充水的毛细孔中，与其中的空隙液所溶解的氢氧化钙进行中和反应，生成碳酸盐或其他物质，使混凝土孔溶液的PH值小于10，钢筋的钝化膜被破坏，钢筋发生锈蚀。钢筋生锈后体积膨胀，引起混凝土开裂，与钢筋的粘结力降低，混凝土保护层脱落，钢筋断面面积发生损缺，严重影响混凝土的耐久性。

（6）溶蚀

混凝土溶蚀是一种化学性病害。混凝土中的CaO被水溶解变成Ca(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。

（7）侵蚀

侵蚀主要是环境水质对水工混凝土的危害，这也是一种化学病害，虽然不是特别普遍，但有些工程却受害很深。比如，环境水中的SO42-离子与混凝土中的Ca(OH)2反应生成CaSO4时，产生第一次体积膨胀，CaSO4又与混凝土中的C3A反应生成硫铝酸钙，产生第二次体积膨胀，巨大的膨胀应力导致混凝土胀裂、变酥，甚至变成粉末状。另一个就是氯盐的渗入，当混凝土结构处于含有氯盐的海水、岩土或空气环境中时，氯离子也会从混凝土表面逐渐扩散到钢筋表面并使钢筋脱钝而锈蚀。

在上述所列病害类型中，以混凝土裂缝为首要病害，同时各类病害对混凝土的影响程度不同，同种病害在不同的混凝土建筑物上造成的破坏也各种各样，另外还存在地域差异，就全国范围来说，各地的混凝土病害特征也是复杂多样。并且各种病害还会交叉感染，比如说，裂缝的存在会引起渗漏溶蚀、环境水侵蚀、冻胀破坏的扩展、混凝土碳化和钢筋锈蚀等。

3、预防对策

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，因此要减少或预防混凝土病害，就要从这几个方面采取预防措施。

（1）工程设计

①水工混凝土建筑物的设计要从按强度设计的模式中解脱出来，更多地考虑建筑物长期使用过程中由于环境作用引起结构材料性能劣化、腐蚀对结构安全性与适用性的影响，尽可能延长工程寿命，避免资源浪费。

②水工混凝土建筑物的设计要严格按照国家现行有关标准执行，严格考虑建筑物正常使用过程中构件的预定检测和维护，并在结构设计时为此项工作提供可能性和工作面。

③水工混凝土遭受病害是不可避免的，只是程度轻重可以控制。所以混凝土构件在考虑了环境的侵蚀性和材料性能的老化过程后，要仍然可以保证结构应有的安全性和稳定性。

④同一建筑物中的不同构件所处的工作环境可能存在差异，其遭受病害的可能性和程度也会不一样，因此其耐久性就不同，所以对于局部可能遭受病害严重同时可以更换的构件可以设计成拆装和可更换型的，从而延长建筑物使用寿命。

⑤在建筑物的构造设计中，也可以有很多措施，比如，对混凝土表面进行粉刷或涂膜延缓碳化或减少水质侵蚀，在有效范围内增大混凝土钢筋保护层，对混凝土裂缝最大宽度的允许值进行认真论证和严格限定，设置合理的伸缩缝、沉降缝和施工缝，让结构可以自由变形，避免裂缝和不均匀沉降等。另外还可以设置有效的防渗、排水、抗冲刷和抗磨蚀措施等。

（2）工程原材料

①合理选择水泥品种和标号，尽可能选用水化热小的水泥，适量掺加粉煤灰或矿渣等掺和料。

②严格对混凝土拌和用水进行检验，避免氯离子含量超标。

③尽可能采用较小的水灰比，减少混凝土的孔隙率。

④采用杂质少、粒径适中、级配好、坚固性好的砂石骨料。

⑤合理使用和掺加减水剂和引气剂等外加剂。

（3）施工工艺

①建筑物的施工要符合工程设计和国家现行的施工规范、质量评定与验收规范的要求。

②严格执行工程施工监理和竣工验收制度，并进行耐久性专项质量检验。

③大体积混凝土要事先制定完备的温控措施计划，并在施工中严格执行。

④改进施工机械，改善施工操作方法，确保混凝土均匀密实。

⑤混凝土浇筑过程中严格控制钢筋保护层不受影响和破坏。

⑥混凝土临空面要从模板和浇筑过程中的振捣等方面进行控制，避免蜂窝、麻面的出现，对于已经造成的混凝土缺陷，要及时科学地进行修补和处理。

⑦加强混凝土养护，要从养护方法、时间和材料等方面下工夫。

（4）运行管理

①严格按照设计预定的工况进行运行，不应有超出设计范围的工况，对于设计预定的但是不常用的工况运行期间要加强监测和控制。

②建立严格的运行管理规章制度并在运行中严格执行。

③设计人员要向建设单位或运行单位的相关人员提出建筑物使用过程中日常维护措施、设计预定的定期维修、部件更换、监测要求和定期安全鉴定计划的内容，做好运行安全技术交底。

④对于建筑物的特殊部位要经常性检测，特别是处于严重腐蚀性环境作用下的构件和部位。

⑤定期进行安全鉴定。

⑥对于检测和安全鉴定中发现的问题，要及时进行科学规范的处理。

4、结语

由于病害的影响，很多水工混凝土建筑物的耐久性受到威胁和挑战，很多以前建成的混凝土建筑物也不同程度地遭受了破坏，因此很有必要对这些病害进行分析和研究论证，探讨可行的有效的处理措施和预控方案，并且在工程建设过程中做好宣传教育和引导，混凝土的耐久性问题不是设计、施工和运行管理单位任何一家的问题，而是大家面临的共同问题，我们一定要高度重视，认真对待，各参建及运行管理单位要齐心协力，全方位、多渠道地联合控制，确保混凝土质量，减少病害隐患及威胁，提高水工混凝土耐久。

参考文献

[1]刑林生,聂广明.我国水电站混凝土建筑物耐久性分析.水力发电,2003(2)

[2]柏宝忠,王以仁.影响水工建筑物耐久性的主要因素及预防对策.水利水电技术,2004(10)

水工混凝土范文篇9

这类结构在水利工程设计中是难于避免的，有时，它在某些水工混凝土工程结构中处于制约设计的重要地位。从逻辑概念讲，只要允许素混凝土结构的存在，必定会有少筋混凝土结构的应用范围，因为它毕竟是素混凝土和适筋混凝土结构之间的中介产物。

凡经常或周期性地受环境水作用的水工建筑物所用的混凝土称水工混凝土，水工混凝土多数为大体积混凝土，水工混凝土对强度要求则往往不是很高。在一般水工建筑物中，如闸墩、闸底板、水电站厂房的挡水墙、尾水管、船坞闸室等，在外力作用下，一方面要满足抗滑、抗倾覆的稳定性要求，结构应有足够的自重；另一方面，还应满足强度、抗渗、抗冻等要求，不允许出现裂缝，因此结构的尺寸比较大。若按钢筋混凝土结构设计，常需配置较多的钢筋而造成浪费，若按素混凝土结构设计，则又因计算所需截面较大，需使用大量的混凝土。

对于这类结构，如在混凝土中配置少量钢筋，在满足稳定性的要求下，考虑此少量钢筋对结构强度安全方面所起的作用，就能减少混凝土用量，从而达到经济和安全的要求。因此，在大体积的水工建筑物中，采用少筋混凝土结构，有其特殊意义。

关于少筋混凝土结构的设计思想和原则，我国《水工混凝土结构设计规范》(SL/T191—96)作了明确的规定。

二、规范对少筋混凝土结构的设计规定

对少筋混凝土结构的设计规定体现在最小配筋率规定上，这里将《水工混凝土结构设计规范》(SL/T191—96)（下文简称规范）有关最小配筋率的规定，摘录并阐述如下：

1．一般构件的纵向钢筋最小配筋率

一般钢筋混凝土构件的纵向受力钢筋的配筋率不应小于规范表9.5.1规定的数值。温度、收缩等因素对结构产生的影响较大时，最小配筋率应适当增大。

2．大尺寸底板和墩墙的纵向钢筋最小配筋率

截面尺寸较大的底板和墩墙一类结构，其最小配筋率可由钢筋混凝土构件纵向受力钢筋基本最小配筋率所列的基本最小配筋率乘以截面极限内力值与截面极限承载力之比得出。即

1)对底板(受弯构件)或墩墙(大偏心受压构件)的受拉钢筋As的最小配筋率可取为：

ρmin=ρ0min()

也可按下列近似公式计算：

底板ρmin=(规范9.5.2-1)

墩墙ρmin=(规范9.5.2-2)

此时，底板与墩墙的受压钢筋可不受最小配筋率限制，但应配置适量的构造钢筋。

2)对墩墙(轴心受压或小偏心受压构件)的受压钢筋As’的最小配筋率可取为：

ρ＇min=ρ′0min()

按上式计算最小配筋率时，由于截面实际配筋量未知，其截面实际的极限承载力Nu不能直接求出，需先假定一配筋量经2—3次试算得出。

上列诸式中M、N——截面弯矩设计值、轴力设计值；

e0——轴向力至截面重心的距离，eo=M／N；

Mu、Nu——截面实际能承受的极限受弯承载力、极限受压承载力；

b、ho——截面宽度及有效高度；

fy——钢筋受拉强度设计值；

γd——钢筋混凝土结构的结构系数，按规范表4.2.1取值。

采用本条计算方法，随尺寸增大时，用钢量仍保持在同一水平上。

3．特大截面的最小配筋用量

对于截面尺寸由抗倾、抗滑、抗浮或布置等条件确定的厚度大于5m的结构构件，规范规定：如经论证，其纵向受拉钢筋可不受最小配筋率的限制，钢筋截面面积按承载力计算确定，但每米宽度内的钢筋截面面积不得小于2500mm2。

规范对最小配筋率作了三个层次的规定，即对一般尺寸的梁、柱构件必须遵循规范表9.5.1的规定；对于截面厚度较大的板、墙类结构，则可按规范9.5.2计算最小配筋率；对于截面尺寸由抗倾、抗滑、抗浮或布置等条件确定的厚度大于5m的结构构件则可按规范9.5.3处理。设计时可根据具体情况分别对待。

为慎重计，目前仅建议对卧置于地基上的底板和墩墙可采用变化的最小配筋率，对于其他结构，则仍建议采用规范表9.5.1所列的基本最小配筋率计算，以避免因配筋过少，万一发生裂缝就无法抑制的情况。

经验算，按所建议的变化的最小配筋率配筋，其最大裂缝宽度基本上在容许范围内。对于处于恶劣环境的结构，为控制裂缝不过宽，宜将本规范表9.5.1所列受拉钢筋最小配筋率提高0.05％。大体积构件的受压钢筋按计算不需配筋时，则可仅配构造钢筋。

三、规范的应用举例

例1一水闸底板，板厚1.5m，采用C20级混凝土和Ⅱ级钢筋，每米板宽承受弯矩设计值M=220kN／m(已包含γ0、φ系数在内)，试配置受拉钢筋As。

解：1)取1m板宽，按受弯构件承载力公式计算受拉钢筋截面面积As。

αs===0.012556

ξ=1-=1-=0.0126

As===591mm2

计算配筋率ρ===0.041%

2)如按一般梁、柱构件考虑，则必须满足ρ≥ρmin条件，查规范表9.5.1，得ρ0min=0.15%，

则As=ρ0bh0=0.15%×1000×1450=2175mm2

3)现因底板为大尺寸厚板，可按规范9.5.2计算ρmin

ρmin===0.0779%

As=ρminbh0=0.0779%×1000×1450=1130mm2

实际选配每米5Φ18（As=1272mm2）

讨论：1)对大截面尺寸构件，采用规范9.5.2计算的可变的ρmin比采用规范表9.5.1所列的固定的ρ0min可节省大量钢筋，本例为1：1130／2175=1：0.52。

2)若将此水闸底板的板厚h增大为2.5m，按规范9.5.2计算的ρmin变为：

ρmin===0.0461%

则As=ρminbh0=0.0461%×1000×2450=1130mm2

可见，采用规范9.5.2计算最小配筋率时，当承受的内力不变，则不论板厚再增大多少，配筋面积As将保持不变。

例2一轴心受压柱，承受轴向压力设计值N=9000kN；采用C20级混凝土和I级钢筋；柱计算高度l0=7m；试分别求柱截面尺寸为b×h=1.0m×1.0m及2.0m×2.0m时的受压钢筋面积。

解：1)b×h=1.0m×1.0m时，轴心受压柱承载力公式为：

N≤φ(fcA+fy′As′)

==7＜8，属于短柱，稳定系数φ=1.0，

As′===3809mm2

ρ′===0.38%

由规范表9.5.1查得ρ0min′=0.4%，对一般构件，应按ρ0min′配筋

As′=ρ0min′A=0.4%×106=4000mm2

2)b×h=2.0m×2.0m时，若仍按一般构件配筋，则

As′=0.4%×2.0×2.0×106=16000mm2

现因构件尺寸已较大，可按规范9.5.3计算最小配筋率：

ρmin′=ρ0min′()

式中因实际配筋量As′尚不知，故需先假定As′计算Nu。

①假定As′=4000mm2。

Nu=fy′As′+fyAs

=210×4000+10×4.0×106=40.84×106N

ρmin′=ρ0min′()

=0.4%()=0.106%

As′=ρ0min′A=0.106%×4.0×106=4231mm2

②假定As′=4231mm2。

Nu=210×4231+10×4.0×106=40.89×106N

ρmin′=0.4%()=0.1056%

水工混凝土范文篇10

本人参考资料及结合在小浪底工程混凝土施工的质量控制经验，就如何搞好混凝土的质量控制论述如下：

一、原材料的质量控制：

原材料的质量及其波动，对混凝土质量及施工工艺有很大影响。如水泥强度的波动，将直接影响混凝土的强度；各级石子超逊径颗粒含量的变化，导致混凝土级配的改变，并将影响新拌混凝土的和易性，骨料含水量的变化，对混凝土的水灰比影响极大。为了保证混凝土的质量，在生产过程中，一定要对混凝土的原材料进行质量检验，全部符合技术性能指标方可应用。骨料中含有害物质，超过规范规定的范围内，则会妨碍水泥水化，降低混凝土的强度，削弱骨料与水泥石的粘结，能与水泥的水化产物进行化学反应，并产生有害的膨胀的物质。如果粘土、淤泥在砂中超过3%，碎石、卵石中超过2%，则这些极细粒材料在集料表面形成包裹层，妨碍集料与水泥石的粘结。它们或者以松散的颗粒出现，大大地增加了需水量。如使用有机杂质的沼泽水，海水等拌制混凝土，则会在混凝土表面形成盐霜。对混凝土集料来说，影响配合比组成变异而导致混凝土强度过大波动的主要原因是含水率，含泥量的变化和石子含粉量的影响。在混凝土生产过程中，对原材料的质量控制，除经常性的检测外，还要求质量控制人员随时掌握其含量的变化规律，并拟定相应的对策措施。如砂石的含泥量超出标准要求时，及时反馈给生产部门，及时筛选并采取能保证混凝土的其它有效措施。砂子含水率，通过干炒法，及时根据测定的含水率来调整混凝土配合比中的实际用水量和集料用量。对于相同标号之间水泥活性的变异，是通过胶砂强度试验的快速测定，根据水泥活性结果予以调整混凝土的配合比。水泥、砂、石子各性能指标必需达到规范要求。

二、科学配制混凝土是保证质量的先决条件

1、混凝土施工配合比的换算

试验室所确定的配合比，其各级骨料不含有超逊径颗粒，且以饱和面干状态。但施工时，各级骨料中常含有一定量超逊径颗粒，而且其含水量常超过饱和面干状态。因此应根据实测骨料超逊径含量及砂石表面含水率，将试验室配合比换算为施工配合比。其目的在于准确的实现试验室配合比，而不是改变试验室配合比。

调整量=（该级超径量与逊径量之和）—（次一级超径量+上一级逊径量）

2、混凝土施工配合比的调整

试验室所确定的混凝土配合比，其和易性不一定能与实际施工条件完全适合，或当施工设备、运输方法或运输距离，施工气候等条件发生变化时，所要求的混凝土坍落度也随之改变。为保证混凝土和易性符合施工要求，需将混凝土含水率及用水量做适当调整（保持水灰比不变）。

3．混凝土配合比，需满足工程技术性能及施工工艺的要求，才能保证混凝土顺利施工及达到工程要求的强度等性能。

水工素混凝土和少筋混凝土配制坍落度一般为3—5cm，配筋率超过1%的钢筋混凝土配制坍落度一般为7—9cm，对于桥梁施工中的箱梁采用泵送施工，混凝土配制坍落度一般为10—14cm，初凝时间在4小时以上，强度为45Mpa的缓凝早强混凝土；灌注桩要求配制强度为35Mpa，凝结时间在10小时以上，坍落度一般为18—22cm的大坍落度超缓凝混凝土。按通常的配制方法使混凝土达到上述工程技术性能是困难的，为改善混凝土性能，提高混凝土强度，达到工程各部位对混凝土各种性能的要求，在混凝土中掺入不同类型的外加剂，改善混凝土性能的科学配制，优化混凝土的配合比，在施工中效果明显。

灌注桩用混凝土，按通常的配制方法，当水泥用量为420kg/m3（水灰比为0.56）时，混凝土的强度才能达到35Mpa，但由于坍落度（18—22cm）过大，均质性差，和易性不好，凝结时间也达不到缓凝10h，以上的超大型缓凝要求。在配制混凝土中掺入1%的减水剂优化配合比。水泥用量每1m3混凝土可节省40公斤左右，而且在坍落度达到18—22cm情况下，均质性、和易性良好，凝结时间也可以缓凝到10h以上。优化配合比后的混凝土和易性、缓凝作用良好，在灌注桩混凝土施工中消除了卡管或断桩等事故，保证了顺利施工。并且混凝土的7天强度也比通常不掺外加剂配制的混凝土提高20%左右。

可见，科学配制混凝土，早期强度明显提高，加快模板周转，加快施工速度，其技术、经济综合效益十分显著。

三、抓好工地试验室的工作

混凝土质量控制的好坏与试验室的工作是分不开的。首先使用的原材料要符合要求，特别是砂、石材料变异性较大，试验室人员必需按照技术规范的要求，经常取样进行检验，不符合要求的材料杜绝使用。试验室必需根据工程结构各部位对混凝土性能的要求进行各项试验，提出性能好，成本低的混凝土配合比。水灰比是影响混凝土强度的一个主要因素，所以，每天工地进行混凝土搅拌前，试验室必需检验砂、石料的含水量，调整混凝土的用水量，以控制混凝土的水灰比,施工中当混凝土坍落度大于规定的范围时，不准入仓浇筑。因为若配制混凝土的原材料质量得到控制，称量准确，则坍落度变化大的原因必然是混凝土中水量的增多，这样则水灰比变化大，必然导致混凝土强度的降低。所以在混凝土浇筑过程中工地试验室人员一定要经常进行混凝土坍落度的检验，坍落度符合要求才能入仓。

四、混凝土试件合格，结构物混凝土不一定全部合格

合同文件中技术规范规定，混凝土的质量是依靠混凝土试件的强度来评定，并代表结构物混凝土的强度,这是认为在正常施工情况下,实际工程结构物混凝土强度可以表现出混凝土试件强度特性。但应当指出,当结构物混凝土浇筑成型不够密实，或有缺陷时，试件强度的代表性就要随着降低，因为试件体形很小，容易浇筑成型和养护振实。但在浇筑结构物的混凝土时，特别是当结构物形状及配筋情况复杂，混凝土运输入仓条件，气温变化较大和施工很不方便时，就很难把结构物各部位的混凝土浇筑成如同试件的质量一样，如在一座桥墩的施工过程中，桥墩混凝土设计强度为C25，原材料检验无问题，承包商在按规定取样试件28d的强度均达到了27.0一28.0Mpa,按照合同技术规范要求达到了合格要求,但在工程师钻芯取样时混凝土的强度只达到了19.0Mpa,不能满足合同要求,造成了工程返工重新浇筑。因此,结构物的混凝土质量只依靠试件强度保证是不够的,还必需对结构物的混凝土施工全过程进行妥善控制，特别是对浇筑振实成型过程尤需严格控制。对于成品采取回弹法，射钉法，拉拔法等辅助手段进行必要及时的检查，对关键部位的结构物，有必要进行钻芯取样检查试验，以确保混凝土结构物的质量。

五、和易性是决定混凝土质量的主要因素

和易性是混凝土拌和物的流动性，粘聚性，保水性等多种性能的综合表述。当混凝土拌和和易性不良时，则混凝土可能振捣不实或发生离析现象，产生质量缺陷。混凝土的和易性良好，混凝土易振实，且不发生离析，能够获得均质密实良好的混凝土浇筑质量。通常一些人配制混凝土选用低水量、低坍落度，强调以振实工艺来保障混凝土质量，其实这样易产生蜂窝，孔洞等质量缺陷。实践表明，和易性良好的混凝土才便于振实，且应具有大些的流动性或可塑性，以利于浇筑振实，且应具有较好的粘聚性和保水性，以免产生离析，泌水现象。现在通过掺高效减水剂来提高混凝土的和易性。

六、混凝土浇筑振捣过程是混凝土质量控制的主要环节

混凝土配合比设计、原材料的质量、配料准确、搅拌均匀运输，浇筑振实成型，养护等整个施工环节中，浇筑振实成型是主要的环节。

在混凝土浇筑成型时，由于没有振实所产生的外观上的气孔、麻面、蜂窝、孔洞、裂隙等质量问题，易引起重视，但由于振捣不良，所产生的内部蜂窝、孔洞所导致的内在质量问题，人们容易忽视。而混凝土内在质量缺陷，同样引起混凝土结构物的破坏。所以，混凝土振捣应引起施工人员（特别是混凝土振捣工）足够重视，质检员应采取相应的有效措施，使混凝土振捣良好。

七、预防混凝土缺陷的发生是质量控制的重点

混凝土工程质量的好坏，是由设计人员、监理人员和施工人员共同努力的结果。混凝土质量的好坏，除外观上的蜂窝、麻面缺陷外，主要是混凝土强度能否达到要求，当混凝土强度达不到工程要求时，监理人员只能要求拆毁重作。而确定混凝土强度常是在混凝土浇筑后第三产业28天进行，并得出结论。在这段时期，还可能浇筑出大量劣质混凝土，这样一来，拆毁的工程量将很大。所以每一位负责质量的人员必需注意预防质量缺陷的发生或尽早地发现施工中可能出现的缺陷，以不误时机地采取补救措施，所有的施工人员，监理人员都应当随时监控混凝土的配制、搅拌、浇筑和养护等过程。监理人员、承包商质检人员按时检查配制的混凝土材料是否符合规范规定的要求，检查施工中混凝土的成份是否符合设计要求的配合比，运输、浇筑和养护是否符合施工工艺规定；同时要检查是否按时做混凝土坍落度实验等，坍落度是最简易、最快速判别混凝土质量的指标，坍落度过大，过小将会产生振捣不实，出现蜂窝、孔洞、发生离析、分层或强度是否按技术规范的要求做混凝土强度试验，并检查试验结果。特别是7d龄期的强度表明28天强度有可能低于该工程部位所要求的强度时，应及时查明原因并在强度不合格工程部位停止混凝土施工。等到28天有试件测验后再定。

八、混凝土受各种因素影响而产生变形也要引起足够重视。

混凝土的变形主要有硬化过程的自生体积变形，湿胀干缩变形，温度变形和在荷载作用下的变形。混凝土的湿胀干缩是由于混凝土中水分的变形而引起的，干缩裂缝产生的原因是：1、混凝土成形后，养护不良，受到风吹日晒，表面水分蒸发快、体积收缩受到内部混凝土的约束，出现拉应力，引起混凝土表面开裂；或者构件水分蒸发，产生的体积收缩受到地基或垫层的约束，而出现干缩裂缝。2、混凝土构件长期露天堆放，表面湿度经常发生剧烈变化。3、采用含泥量多的粉砂配制混凝土，4、混凝土受到过度振捣，表面形成水泥含量较多的砂浆层。5、后张法预应力构件露天生产后长期不张拉等。对混凝土裂缝的预防措施：1、混凝土水泥用量、水灰比和砂率不能过大，严格控制砂石含泥量，避免使用过量的粉砂，振捣要密实，并应对板面进行二次抹压以提高混凝土抗拉强度，减少收缩量。2、加强混凝土早期养护时间，长期堆放的预制构件宜覆盖，避免曝晒，并定期适当洒水，保持湿润。3、浇筑混凝土前，将基层和模板浇水湿透。4、混凝土浇筑后，应及早进行洒水养护；大面积混凝土宜浇完一段，养护一段。

大体积混凝土所产生的裂缝，大多数属于温度裂缝，其中表面裂缝又占绝大多数。由于贯穿裂缝将危及大坝安全运行，而少数表面裂缝在一定条件下，可能继续发展成贯穿裂缝，因此分析工程特性，坝址、气候和工程特点，合理地确定混凝土抗裂指标，稳定温度场，分缝分块，温控标准及防裂措施对于保证混凝土质量至关重要的。