水工混凝土建筑物常见病害及其处理措施研究

牛山林

（新华发电阿克苏总厂，新疆 阿克苏843000）

1 概述

在社会的快速发展中，我国水工建筑物的建设规模在不断扩大，逐渐成为发展国民经济、壮大农业基础的关键工程，在各项不利因素的影响下，水工混凝土建筑物病害问题不断显现出来，尤其在长期运行过程中，病害问题引发的安全事故越来越严重，阻碍了灌区运行管理工作的实施。基于此，文章介绍了水工混凝土的类型，分析了水工混凝土建筑物的常见病害，总结了相应的处理措施，提高水工混凝土建筑物的整体质量。

2 水工混凝土的类型

在水工混凝土建筑项目建设中，技术人员普遍使用防水混凝土材料，这种材料的密实性强，这种材料形成的整体混凝土结构、钢筋混凝土结构的抗渗性能比较强。防水混凝土材料来源比较广泛，操作便利，无需投入大量的成本。另外，水工防水混凝土的主要类型是普通防水混凝土和外加剂防水混凝土。

2.1 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，技术人员需要合理地调整混凝土配合比[1]。在混凝土硬化后，粗骨料之间填充密实度强的水泥砂浆，随后切断混凝土内部沿石子表面形成的毛细渗水通道，提高混凝土的抗渗性，普通防水混凝土在水利水电工程建设中得到了广泛应用。

2.2 外加剂防水混凝土。外加剂防水混凝土主要是在普通混凝土的基础上掺加适量外加剂，使得混凝土内部的结构出现一定变化，进一步提升材料的密实性、抗渗性。通常情况下，外加剂会在吸附、分散和催化作用下，与水泥中的成分发生一定的反应，这样混凝土性能会发生变化。

3 水工混凝土建筑物常见病害

3.1 裂缝。在水工混凝土建筑物建设、运行过程中，裂缝问题是其中的常见病害之一，造成这一病害的主要原因是混凝土材料不连续，这种病害属于物理病害，在一定程度上影响着水工混凝土建筑物的耐久性。通常情况下，裂缝病害出现在施工过程中，还会在运行5～10 年内，出现这一病害的主要原因不是运行时间长出现工程老化问题，而是早期施工不到位造成的。同时，在出现裂缝病害的情况下，有害物质会进入水工混凝土内部，带来严重的钢筋腐蚀问题，在一定程度上破坏混凝土结构。例如，在水库蓄水、发电和灌溉过程中，挡土混凝土结构极易出现裂缝病害，出现了严重的渗漏问题，在处理不及时的情况下，导致工程项目的蓄水能力有所下降。除此之外，在混凝土重力坝裂缝达到一定深度、宽度的情况下，坝体会面临着很大压力，使得坝体抗滑能力受到很大影响，无法确保坝体结构的稳定性、安全性。

3.2 冻融循环。冻融循环是混凝土在浸水饱和、潮湿的状态下，温度出现正负交替，导致混凝土微孔中的水结冰形成过冷的水，这样体积会不断膨胀，出现冻胀压力，过冷水迁移带来渗透压力，在两者的共同作用力超过混凝土抗拉强度的情况下，混凝土会被破坏，出现混凝土削蚀问题。冻胀破坏属于物理性破坏，尤其在我国北方地区，水工混凝土破坏问题比较严重。在冻融作用的影响下，混凝土会疏松、鼓包、开裂，严重的还会出现层状剥落，导致建筑物失去原有的作用，影响建筑物的稳定性。通过相关调查发现，我国20%以上的水工建筑物都存在冻融破坏问题。

3.3 冲磨和空蚀。在水工混凝土建筑物长期运行过程中，受泥沙作用的影响会出现冲磨病害。我国各个地区的河流比较多、泥沙少，在泥沙和水流共同运动的过程中，会接触到临近的混凝土。空蚀是水工建筑物中水流的特有现象，在混凝土局部受不规则挤压变形的情况下，会出现破坏。冲磨和空蚀都是物理病害，两者是交替、相互促进的，导致混凝土表面粗骨料裸露在外面，出现钢筋外露、锈蚀问题。

3.4 溶蚀与侵蚀。溶蚀属于化学病害，混凝土中的CaO 在水溶解的情况下，会变成CaO（OH）2，在与空气中CO2反应生成CaCO3沉淀物，导致混凝土出现病变，混凝土的胶凝性、强度、抗渗性能都会下降。在CaO 溶出达到33%的情况下，混凝土会出现酥松现象，进而失去强度，引发水工混凝土建筑物结构破坏问题。

3.5 磨损、风化。在严寒地区，很多水工建筑物极易受到冰凌的影响，如河道、堤坝出现不同程度的病害，且在水流长时间冲刷的作用下，水工建筑物长期与水接触的位置会出现剥蚀，引发混凝土构筑物钢筋外露、呈现出蜂窝状等问题，导致混凝土建筑物的使用年限缩短，如混凝土建筑物的坝、闸、边墩使用年限只有时间，甚至在使用5～6 年后需要进行维护、修筑。

4 水工混凝土建筑物病害的处理措施

4.1 强化工程设计工作。为了有效地处理水工混凝土建筑物病害，技术人员需要做好工程设计工作：第一，改变传统的水工混凝土建筑物强度设计模式，深入分析建筑物长期使用中出现的结构材料性能腐蚀对结构安全性、稳定性的影响，延长工程的使用年限；第二，严格按照国家现有的标准进行设计，做好建筑物运行过程中的构件检测、维护工作，深入研究混凝土安全评估、检测技术、补强加固技术的应用；第三，充分考虑环境、材料性能对混凝土构件带来的影响，确保结构的安全性、稳定性，并大力研发、应用高抗冲磨材料、水下修补材料、结构补强加固材料等；第四，同一建筑物各个构件的工作环境都有所不同，遭受病害程度也存在很大差异，对混凝土结构的耐久性影响也不同，一般局部病害比较严重，技术人员需要及时地更换构件，提高混凝土结构的耐久性；第五，相关部门需要注重建筑物构造设计工作，并采取相应的措施：为了避免出现水质侵蚀问题，可以粉刷混凝土表面，还可以进行涂膜处理；在满足相关设计要求的基础上，增大混凝土钢筋保护层，合理地设置伸缩缝、沉降缝、施工缝，避免出现不均匀沉降。

4.2 加强对工程原材料的管理。在现代化社会的发展中，技术人员需要合理地选择工程原材料，注重混凝土配合比的合理性，这样才能够改善混凝土的整体性能。同时，技术人员需要合理地选择水泥品种和标号，尽量选择水化热小的水泥，适当掺加煤灰、矿渣等材料，并做好混凝土拌合用水检验工作，严禁使用氯离子含量超标的水。除此之外，技术人员应选择水灰比小的材料，减少混凝土的孔隙率，并选择杂质少、粒径和级配满足要求、坚固性强的砂石骨料，有效地使用外加剂。

4.3 创新并优化施工工艺。在水工混凝土建筑物病害处理过程中，技术人员需要不断创新并优化现有的施工工艺，并做好以下工作：第一，及时更新施工现场的机械设备，优化施工操作技术，保证混凝土密实性满足各项要求[2]。并且，在浇筑混凝土过程中，技术人员需要控制钢筋保护层，避免破坏水工混凝土建筑结构。第二，在混凝土临空面处理过程中，技术人员需要做好模板、混凝土浇筑控制工作，避免出现蜂窝、麻面问题，在发现混凝土问题的情况下必须及时处理，还需要强化混凝土养护工作，合理地选择养护方法，并做好养护时间、养护材料管理工作。

4.4 重视维护管理工作。在水工混凝土维护管理过程中，管理部门需要做好以下工作：第一，合理地选择混凝土原材料，最好选择硅酸盐水泥，确保混凝土原材料满足各项要求；第二，在制作混凝土材料之前，技术人员需要研究最佳的原材料配合比，在强度性能试验后进行混凝土制作；第三，在实际施工过程中，技术人员需要合理地选择施工方案，确保混凝土施工满足相关要求，还需要强化施工技术、施工质量管控力度，严格按照相关要求检测施工质量，提高水工混凝土建筑物的整体质量。

综上所述，在新时期的快速发展中，我国水利行业发展十分迅速，为人民群众的日常生活提供了很大便利。现阶段，我国很多水工混凝土建筑物中出现了很多病害问题，严重影响着建筑物的耐久性，严重的还会对水工混凝土建筑物造成破坏，相关部门需要深入分析各项病害，并采取有效的措施进行预防和处理。