胶东输水明渠混凝土衬砌板腐蚀破坏原因探析

王 兵

（山东省莱州市胶东地区引黄调水工程建设管理局，261400，莱州）

2009年2月20日，山东省胶东输水工程平度市境内衬砌完毕不到一年的部分渠段混凝土预制板出现龟裂、脱皮现象，严重的甚至崩解破碎，强度完全丧失。混凝土只经历了一个冬季就产生如此严重的破坏现象比较罕见，应尽快找出破坏原因，寻找解决方案，避免在后续工程建设中埋下质量隐患。

一、研究办法

混凝土材料的破坏主要是物理破坏和化学腐蚀破坏，本次研究主要从以下三个方面进行：

1.混凝土预制板质量检测

混凝土预制板的生产质量对混凝土的耐久性有着直接影响，因此首先检查在混凝土生产和施工环节是否存在质量问题，是否会因自身强度等级和抗冻融等级达不到设计指标而产生冻融破坏。因此，在混凝土板预制厂随机抽取2块，用回弹仪测其抗压强度，然后在实验室内进行抗冻融实验。

2.混凝土环境介质检测

环境介质对混凝土的腐蚀性各不相同，明渠段对混凝土衬砌可能产生腐蚀破坏的介质主要是地下水和土壤，为此，对相关渠内地下水和回填土壤取样并进行室内测试，以检验并确定这些介质中是否存有对混凝土具有腐蚀性的物质及其含量。对照 《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB 50046—95） 中腐蚀性土、水对建筑材料的腐蚀性等级划分，确定环境水、土对混凝土的腐蚀性等级（表 1、表 2）。

3.混凝土破坏体成分检测

混凝土预制板腐蚀破坏残体是混凝土与腐蚀性介质相互作用的产物，通过对破坏预制板取样进行室内分析检测，对比非破坏体，可以确定是何种腐蚀性介质对混凝土产生了腐蚀破坏。

二、检测成果及分析

1.检测成果

混凝土预制板检测成果见表3，土样烘干消解后检测成果见表4，土样浸水提取后水溶液检测成果见表5，水样检测结果见表6，六边形混凝土预制板对比检测成果见表7。

表1 污染土对建筑材料的腐蚀性等级

表2 腐蚀性水对建筑材料的腐蚀性等级

2.检测结果分析

①从预制板检测结果看，从预制场抽取的混凝土板抗压强度等级、抗冻融等级均能达到设计指标，因此可排除因混凝土自身质量问题而产生冻融破坏的可能。

②从土样结果看，土中含有对混凝土能产生腐蚀的Cl-、、Mg2+中，含量达到了中腐蚀等级，对土浸水过滤后，水溶液也达到弱腐蚀等级。

③从水样检测结果看，水的pH值接近中性水，水中对混凝土有腐蚀作用的 Cl-、、Mg2+含量分别达到265.34～379.57 mg/L、78.85～253.6 mg/L、37.79～79.48 mg/L。 其中，含量在局部达到253 mg/L，为弱腐蚀等级水，这主要因为水样提取时地下水的大量渗入，各种离子浓度相对低一些。

④从腐蚀破坏的混凝土预制板破碎残体与未腐蚀破坏的混凝土预制板对比试验看，MgO、CaO含量基本相同，只有含量差值较大。

三、结论及建议

表3 混凝土预制板检测成果表

表4 土样烘干消解后检测成果表

表5 土样浸水提取后水溶液（水∶土=5∶1）检测成果表

表6 水样检测结果表

表7 混凝土预制板对比检测成果表

建议在受腐蚀性土壤和地下水影响的渠段，采用抗硫酸盐水泥护砌，对已经形成腐蚀破坏的闸及桥墩底部，采用喷射或批抹抗硫酸盐水泥的聚合物（丙乳）砂浆进行修补。

[1]工业建筑防腐蚀设计规范（GB 50046—95）[S]1995.

[2]申春妮，等.混凝土硫酸盐侵蚀影响因素的探讨[J].水利与建筑工程学报，2004（2）.