水利工程中混凝土建筑物的防凍融破壞措施

李 堂 明

(山西省汾河水庫管理局，山西 太原 030006)

·水利工程·

水利工程中混凝土建筑物的防凍融破壞措施

李 堂 明

(山西省汾河水庫管理局，山西 太原 030006)

分析了混凝土建筑物發(fā)生凍融破壞的原因，闡述了導(dǎo)致混凝土建筑物出現(xiàn)凍融破壞的各種因素，從選擇混凝土抗凍等級、選用原材料、控制混凝土施工質(zhì)量等方面，提出了針對性的預(yù)防措施，有助于提高水利工程混凝土建筑物的抗凍性。

混凝土建筑物，凍融破壞，抗凍性，水利工程

水利工程項目在建設(shè)過程中大多使用的是混凝土結(jié)構(gòu)，采用混凝土結(jié)構(gòu)具有一定的益處，但混凝土結(jié)構(gòu)本身比較容易受到自然環(huán)境以及物理、化學(xué)因素的影響，例如泥沙、氣候、水流等都可以影響混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，從而使得混凝土建筑物出現(xiàn)凍融現(xiàn)象。因此，必須要針對水利工程混凝土結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)凍融現(xiàn)象采取合理的防范措施。本文將從介紹混凝土建筑物凍融破壞入手，分析混凝土建筑物凍融破壞影響因素，提出混凝土凍融破壞的預(yù)防措施，希望能為以后水利工程混凝土建筑物防凍融破壞提供一些幫助。

1 混凝土建筑物凍融破壞

抗凍性是反映混凝土質(zhì)量和性能的一項重要指標(biāo)。但很多人都對混凝土抗凍性存在理解上的偏差，大部分的人都認(rèn)為只有在寒冷地區(qū)才需要考慮混凝土的抗凍性，在溫?zé)岬貐^(qū)則不需要考慮混凝土抗凍性。事實(shí)上，寒冷地區(qū)長期的低溫環(huán)境是導(dǎo)致混凝土建筑物出現(xiàn)凍融現(xiàn)象的一個原因，但溫?zé)岬貐^(qū)冷熱的交替同樣是導(dǎo)致混凝土建筑物凍融現(xiàn)象發(fā)生的原因。所以，在溫?zé)岬貐^(qū)進(jìn)行混凝土建筑物建設(shè)施工的過程中仍需要考慮混凝土的抗凍融性?；炷两ㄖ锇l(fā)生凍融現(xiàn)象以后會使得建筑物表面的表層脫落，嚴(yán)重影響水利工程混凝土建筑物的使用壽命。混凝土建筑物凍融破壞發(fā)生的原因主要有兩點(diǎn)：第一是混凝土結(jié)構(gòu)中會有毛細(xì)孔，毛細(xì)孔中的水在零下溫度時就會從液體變成固體，即從水變成冰，在變化的過程中體積會變大，這樣就會增大毛細(xì)孔壁的壓力，從而使得混凝土毛細(xì)孔壁周圍產(chǎn)生拉應(yīng)力；第二是當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)中毛細(xì)孔中的水由液體變成固體時，膠凝孔中的過冷水會產(chǎn)生滲透壓，在混凝土結(jié)構(gòu)毛細(xì)孔周圍張力的作用下，孔內(nèi)水的冰點(diǎn)會隨著毛細(xì)孔直徑的變化而變化。膠凝孔中的水在-78 ℃下才會形成冰核，這樣就導(dǎo)致冰核和過冷水之間形成飽和蒸汽壓差，從而形成滲透壓。

2 混凝土建筑物凍融破壞影響因素

導(dǎo)致混凝土建筑物出現(xiàn)凍融破壞的因素有很多，下文將對此進(jìn)行詳細(xì)地介紹。

第一，混凝土組成材料的影響。我們知道混凝土是由水泥、砂漿、水、骨料混合而成的。使用的組成原料不同，從而使得混凝土的性質(zhì)不同。而且，這些不同的組成原料對混凝土性能的影響也不同。例如，水泥的性質(zhì)和種類主要影響混凝土的耐久性。為了提高混凝土的耐久性，可以選擇質(zhì)量比較好的水泥品種。而骨料主要影響混凝土的抗凍性。骨料對混凝土抗凍性的影響主要體現(xiàn)在兩個方面，一方面是骨料本身的質(zhì)量會影響混凝土的抗凍性，另一方面是骨料具有滲透性和吸濕性，這也會影響混凝土的抗凍性?；炷翝穸群蛷?qiáng)度的變化會導(dǎo)致巖石體積的變化，進(jìn)而會影響混凝土的表面結(jié)構(gòu)。此外，骨料的化學(xué)性能也會影響混凝土的耐久性，只是影響程度沒有水泥對混凝土耐久性的影響程度大。

第二，添加劑對混凝土抗凍融性的影響。為了提高混凝土的性能，會在其中添加添加劑。這些添加劑對于提高混凝土的抗凍性也是具有一定影響的。例如，在制作混凝土?xí)r會添加減水劑、引氣劑等，可以減少混凝土內(nèi)部的氣泡數(shù)量，改善混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這樣對提高混凝土建筑物的抗凍性是具有很大幫助的。

第三，施工工藝的影響?；炷林袉挝挥盟渴怯绊懟炷量箖鲂缘囊粋€關(guān)鍵因素。而在施工過程中可能涉及到混凝土用水量的工藝有混凝土配比、混凝土施工以及混凝土硬化過程等。因此上述施工工藝也會影響混凝土的抗凍性。此外，在混凝土施工過程中，混凝土表面、邊角、縫隙等部位是施工比較困難的地方，這些部位的施工水平也會影響到混凝土的抗凍性。

第四，水位變化的影響。水利工程混凝土建筑物中會有一部分位于水位變化的區(qū)域。在冬季，水位變化會比較頻繁，這樣就會使得位于水位變化區(qū)域的混凝土結(jié)構(gòu)受到嚴(yán)重的影響，使得混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)凍融。

第五，施工質(zhì)量的影響?；炷两ㄖ锸┕べ|(zhì)量的好壞將直接影響混凝土的抗凍性。如果在混凝土建筑物施工過程中出現(xiàn)了蜂窩、麻面、起砂等現(xiàn)象，將會使得混凝土的抗凍性大大降低，在水利工程項目投入使用以后很容易出現(xiàn)凍融破壞現(xiàn)象。

3 混凝土凍融破壞的預(yù)防措施

1)正確選擇混凝土抗凍等級。在選用混凝土抗凍等級時要綜合考慮水利工程項目所處地區(qū)的氣候環(huán)境、凍融情況、水位變化情況、混凝土使用的部位等各個方面的影響，進(jìn)而確定混凝土的種類。此外，在選擇混凝土等級時還應(yīng)嚴(yán)格遵守《水工建筑物抗凍設(shè)計規(guī)范》。如果是比較重要或所處環(huán)境比較復(fù)雜的水利工程混凝土建筑物，可以適當(dāng)提高混凝土的抗凍等級。

2)選用優(yōu)質(zhì)的原材料。因為，制作混凝土的原材料對混凝土抗凍性影響比較大。所以，一定要選用優(yōu)質(zhì)的原材料。水泥應(yīng)選擇抗凍等級比較高的硅酸鹽水泥。在選擇骨料時，應(yīng)選擇含泥量低，吸收率低的骨料。此外，還可以根據(jù)混凝土使用的部位適當(dāng)?shù)丶尤胍恍┨砑觿?，以提高混凝土的抗凍性?/p>

3)選擇合理的混凝土配合比。選擇合理的混凝土配合比是確?；炷量箖鲂缘那疤釛l件。如果混凝土原 材料的量已經(jīng)確定了，那么影響混凝土抗凍性的主要因素就是水灰比了。為了確?；炷恋目箖鲂苑舷嚓P(guān)工程要求，在進(jìn)行混凝土配比過程中一定要參考《水工建筑物抗凍設(shè)計規(guī)范》，嚴(yán)格按照其中的要求控制水灰比。

4)嚴(yán)格控制混凝土施工質(zhì)量。控制混凝土施工質(zhì)量主要是為了保證混凝土的密實(shí)度。控制混凝土施工質(zhì)量，一方面是要控制相關(guān)的操作，確保操作的規(guī)范性。另一方面就是要選擇正確的施工方法。例如，在進(jìn)行引氣混凝土施工過程中就應(yīng)選擇機(jī)械攪拌的施工方法，且要將攪拌時間控制在2 min～3 min之間。如果是非引氣混凝土施工，則應(yīng)選用真空模塊。此外，在冬季進(jìn)行混凝土施工過程中，還要控制混凝土入模溫度，可以用熱水?dāng)嚢杌炷?，但使用的熱水溫度不能太高，只要避免在運(yùn)輸混凝土的過程中出現(xiàn)凍結(jié)現(xiàn)象即可。

5)及時做好混凝土“三護(hù)”工作。如果是在夏季施工，在混凝土澆筑完畢以后，則要及時灑水，養(yǎng)護(hù)時間控制在14 h～28 h之間。如果是在冬季施工，外露的混凝土要及時進(jìn)行保溫處理，避免出現(xiàn)凍融破壞。此外，冬季混凝土建筑物應(yīng)及時進(jìn)行排水，尤其是在冰凍期到來之前要將可以排水的位置的水全部排空，這樣可以有效防止出現(xiàn)凍融破壞。在日常檢查過程中，如果發(fā)現(xiàn)混凝土裂縫的寬度超過了0.05 mm，則應(yīng)進(jìn)行修補(bǔ)，避免出現(xiàn)滲水現(xiàn)象。

6)及時修復(fù)混凝土凍融破壞?，F(xiàn)階段，我國建筑行業(yè)處理混凝土建筑物凍融破壞通常采用鑿舊補(bǔ)新的方法，就是將已經(jīng)發(fā)生凍融破壞的混凝土全部清理掉，再重新澆筑混凝土。為了保證新混凝土的堅固性，會在老混凝土中埋設(shè)錨筋，在錨筋與老混凝土完全契合后，再清理混凝土表面，然后重新澆筑混凝土。

4 結(jié)語

由于受到各種因素的影響，水利工程混凝土建筑物發(fā)生凍融破壞的概率比較高，這一現(xiàn)象的發(fā)生嚴(yán)重影響了水利工程混凝土建筑物的正常使用，縮短了混凝土建筑物的使用年限。因此，必須要進(jìn)行水利工程混凝土建筑物防凍融破壞措施的研究，提高混凝土建筑物的防凍性。

[1] 宋 健.豐南區(qū)水利工程中混凝土的碳化、凍融破壞及防治[J].河北水利,2009(6):39.

[2] 張小勤.簡述水利工程建筑混凝土碳化與凍融的防治[J].經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展研究,2014(11):152.

[3] 李曉鵬.淺析水利工程冬期混凝土施工[J].黑龍江科技信息,2015(13):178.

On freezing prevention measures in concrete buildings in water conservancy projects

Li Tangming

(ShanxiFenRiverReservoirAdministrativeBureau,Taiyuan030006,China)

The paper analyzes the reasons for the frozen damages in concrete buildings,illustrates all kinds of elements for the damages in concrete buildings,and points out the precaution measures from selecting concrete frozen prevention levels,choosing raw materials,and controlling concrete construction quality,so as to enhance the frozen prevention of concrete buildings in water conservancy projects.

concrete building,frozen damage,frozen prevention,water conservancy project

2015-10-16

李堂明(1963- )，男，工程師

1009-6825(2015)36-0221-02

TV331 < class="emphasis_bold">文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

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