冻融剥蚀破坏的诊断和修补处理对策

　　对于大体积水工馄凝土建筑物，冻融破坏好象就是“皮肤病”，往往不能引起式程技术人员的重视。但是如果冻融破坏发生在溢流面、溢洪道底板等泄流部位，那么就会强烈加剧高速水流的冲磨气蚀破坏，甚至危及建筑物的安全运行。由混凝土保护层碳化或(和)氯离子污染引发的钢筋锈蚀，被称为是钢筋混凝土结构的“癌症”，潜伏期长，病发初期没有任何外部征兆，及至发现顺筋裂缝、混凝土保护层崩落等病害特征，钢筋锈烛已处于加速期或破坏期。

　　正确诊断，是经济、有效、及时、合理修补处理水工混凝土建筑物剥蚀破坏的基础。所谓诊断，就是要明确剥蚀破坏的类型、诱发因素(一种或多种原因)、剥蚀破坏所处的发展阶段以及预测今后可能的发展趋势和速度，然后才能通过分析，对以下问题做出结论性判断：

　　①剥蚀破坏的现状对建筑物使用性(安全性和功能)、耐久性和美观的影响及危害严重程度;

　　②预测剥蚀破坏的发展或诱发其它病害可能产生的严重后果;

　　③修补处理决策(是否修补或防护、修补范围和规模、修补时机等)。

　　实际上，经过诊断后分析剥蚀破坏现状和可能的发展，对水工混凝土建筑物的危害程度就是对剥蚀破坏的狭义评估，但这也不仅仅是局部的结构和材料问题，而是一项涉及到整个建筑物运行状态的复杂工作。诊断和评估应该以水工建筑物的原始记录资料(设计，施工记录、维护管理)、破坏现场调查和检测资料为依据;有时对于多种因素叠加作用导致的剥蚀破坏等疑难问题，还要进行室内材料试验、模型试验和强度复核等专题研究。

　　一、冻融剥蚀破坏的诊断和修补对策

　　(一)冻融破坏的诊断

　　诊断混凝土的冻融破坏，可从产生冻融破坏的必要条件、冻融破坏的部位特点、地域分布特点、破坏形态特征等方面人手。 1。发生冻融破坏舶必要条件 (1)混凝土必须与水接触，或含水量不小于临界值91.7%。

　　(2)在环境气温变化作用下，混凝土所含的孔隙水必须能够经历反复循环的冻结和融化过程。最低气温越低，冻层越深，混凝土的剥蚀层越厚。温降速度越快，年冻融循环次数越多，剥蚀破坏越严重，发展也越快。如北方寒冷地区，水工建筑物向阳面由于受日光照射，冬季冻融次数多，因此冻融破坏程度也较阴面严重。

　　2.水工建筑物冻融破坏的部位特点

　　对于混凝上挡水坝，冻融破坏主要发生在上下游面水位变化区，下游面坝体漏水部位(漏水的伸缩缝、水平施工缝、渗流饱水区)，溢流坝面及反弧段;对于其它水工建筑物，冻融破坏部位主要是水位变化区钢筋混凝土结构或被渗漏水、地下渗流水、天然降水饱和的钢筋混凝土结构，如溢洪道底板，电站尾水渠、露天调压井、水闸闸墩等。

　　3.冻融破坏的地域分布特点

　　我国水工混凝土建筑物出现冻融破坏较严重的地区是东北、西北和华北。华东利华中部分地区(长江以北)或西南高山地区，凡最低气温低于零度，建筑物所在水域会山现冰冻的地区，都可能出现混凝土的冻融剥蚀破坏。

　　4.破坏形态特征

　　(1)表面剥落：一般表现为混凝土表面起毛一砂浆剥落一骨料裸露一脱落，如此由表及里逐层剥落。但当混凝土构件较薄，冻深大于构件厚度，且吸水饱和时，就会发生整个构件疏软崩解现象。

　　(2)深层冻胀破坏：这种破坏形式在严寒地区的工程中时有发生，且危害性大。一般发生在混凝上质量差且易浸水饱和的大体积混凝十内部。如丰满电站大坝#12、#13溢流坝段混凝十的冻胀破坏。

　　(3)冰冻裂缝：当混凝土中的骨料为吸水率较大的岩石时，易发生这种形式的冻害。吸水饱和的骨料受冻时受膨胀压力和渗透压力作用膨胀爆裂使混凝土产生裂缝。如果冻胀骨料位于混凝土表面区，则会发生局部胀突现象。

　　5。成因分析

　　水工混凝土遭受冻融破坏，一般可归结为以下几方面原因：

　　(1)渗漏水使不具备饱水条件的混凝土吸水饱和。

　　(2)混凝土设计抗冻等级偏低。

　　(3)施工质量差使实际浇筑混凝土的抗冻性差。例如使用了劣质水泥或掺加了不适当的混合材;砂石胃料含过量泥土杂质;粗骨料为风化多孔性岩石;现场水灰比控制不严，水灰比偏大;混凝土浇筑振捣不密实：引气效果差，混凝土含气量不足或气泡质量不佳;施养护不力，使表面混凝土质量下降或早期受冻等。

　　(二)冻融剥蚀破坏的修补对策

　　一般来说，混凝土的冻融剥蚀破坏进程比较缓慢，初期阶段易被忽视，直到显露出明显特征才被发现。冻融破坏发生后，首先要明确在特定工程条件下引发和控制冻融破坏发生发展的主要因素)分清其中的可消除因素。根据工程维护管理资料确定或估计冻蚀的发展速度(年剥蚀深度)，分析冻蚀现状(深度和范围)以及今后可能的发展对建筑物危害性的大小，最后判断修补处理的必要性及轻重缓急或采取适当的防护措施。

　　视建筑物种类和冻蚀结构部位的不同，同样冻蚀深度和范围的冻融破坏，对建筑物的危害在程度上会有很大差异。对于大体积混凝土重力坝，几个厘米的冻蚀如果发生在坝体的上下游面，除影响美观外尚不致造成灾害性事故;但若发生在大坝溢流面，那么就会诱发高速水流下的冲刷气蚀破坏，危及安全运行。若发生在水库溢洪道底板，也会带来同样严重的后果，因此必须及时修补处理。对于支墩坝和连拱坝等，冻蚀达到一定深度也会影响结构的安全，必须进行及时的修补，甚至加固。例如，美国南加里福尼亚Fdison公司所属的三座0.3-- 1.4m厚薄连拱坝上游坝面的冻蚀修补加固。对于一般的水工钢筋混凝土结构，如墩、板、柱，冻融剥蚀会使保护层减薄甚至锅筋外露，诱发钢筋锈蚀;或者减小结构的有效承载面积使其承载力降低。如1978年兴建的沛县华山阐，其闸墩冻蚀深度达lOcm以上，墩两侧冻蚀深度之和已超过闸墩设计厚度的1/2，属急需修补加固的危闸。

　　对遭受冻融破坏的水工混凝土建筑物，目前均按照“凿旧补新”法进行修补，亦即将已遭冻融破坏的混凝土全部凿除，回填具有高抗冻性能的优质修补材料。在某些情况下，还可采取防水、止住渗漏和排水等补救处理措施。

期刊VIP网，您身边的高端学术顾问

文章名称： 冻融剥蚀破坏的诊断和修补处理对策

文章地址： http://www.qikanvip.com/biyelunwen/8854.html