浅谈水工混凝土的温控防裂措施研究及常见问题

摘要:大体积混凝土产生裂缝的原因很多，但温度原因是主要的，而且温度裂缝的成因非常复杂，所以大体积混凝土防裂研究通常先从温控着手，分析研究大体积棍凝土的温度场及其温度应力，并分析了水工混凝土经常受到的裂缝、冻胀、冲磨、空蚀、碱骨料反应、碳化、溶蚀和侵蚀等病害的威胁，
　　关键词:水工混凝土；常见病害；预防对策
　　1引言
　　水工混凝土经常受到裂缝、冻胀、冲磨、空蚀、碱骨料反应、碳化、溶蚀和侵蚀等病害的威胁，影响工程的耐久性，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，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。
　　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，确保工程正常运行。
　　2.1裂缝
　　裂缝是混凝土建筑物最常见的病害之一，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5～10a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，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。
　　2.2冻胀
　　一般认为，在温度正负交替过程中，混凝土微孔中的水结冰或成为过冷的水，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。因此，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。
　　2.3冲磨和空蚀
　　冲磨主要是水流中的泥沙作用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。
　　2.4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，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。
　　2.5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＜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。
　　2.6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。
　　2.7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