1、淺析水工建筑的冰凍破壞現狀及有效防治措施青海漢和工程管理有限公司【摘 要】水庫建筑物的防凍防冰害的問題是很多地區與水利單位必須 進行科技探索的重要施工準則，隨著科學施工技術的不斷進步工程管理工作的不 斷細化與深入。但是影響水工建筑物當中混凝土的碳化、凍融破壞有著很多的因 素，影響其炭化、凍融的因素也較為復雜，而目前我國在建筑物混凝土的炭化、 凍融破壞的防治方面的技術較為落后，大大影響其建筑質量和使用壽命，造成了 公共財產的損失，所以應當進一步、加快對其研究步伐。【關鍵詞】防治；混凝土碳化；凍融破壞；水工建筑物刖s水工建筑物多以混凝土結構組成，而這些混凝土結構多處在氣候惡劣的 環境中，受泥沙、水

2、流、物理、化學、氣溫等影響因素頗多。混凝土的破壞以碳 化、凍融破壞為常見,致使許多水工建筑物的運行壽命大為縮短，造成極大浪費。 所以有必要進一步探討水工建筑物混凝土的碳化、凍融破壞機理及防治措施。一、詳細分析混凝土碳化、凍融破壞機理1.1混凝土的碳化導致混凝土炭化的因素分為內在因素和外在因素。1） 內在因素：（1）不同的水泥品種影響其炭化的速度。水泥品種的不 同導致其礦物組成、混合材料以及生料化學成分也不一樣，對水泥當中的活性以 及混凝土的堿度有著直接的影響，同時也對水工建筑混凝土的炭化速度有著重要 的影響。水泥當中的孰料越少，其炭化速度越快。（2）集料品種以及級配因素。 集料品種以及級配的不

3、同，導致混凝土內部的孔隙結構之間的差異性，從而會直 接影響其密實性。材質較好，級配質量高端的集料混凝土，它的炭化速度明顯減 慢。（3）混凝土中的礦物摻料品種與其數量。倘若摻料當中包含著活性水硬性, 雖不能夠自行硬化，可卻能夠和水泥水化析出的消石灰通過化學反應產生穩定性 較強的物質，在一定程度上降低了混凝土的堿度等。2） 外在因素：（1）溫度與光照。混凝土會由于溫度的徒然降低而導致 表面收縮引發拉力。如果拉力超過了混凝土的抗拉強度，那么混凝土的表面便會 裂開，二氧化碳與水分便會乘虛而入，加上陽光的直接照射，便會導致混凝土的 炭化加速。（2）含水量以及其相對濕度影響。周邊環境的濕度會直接影響混凝土

4、 的含水量，從而影響其炭化速度系數。80%100%的濕度，二氧化碳不易加入水 泥當中，25%左右的濕度，則使得孔隙當中無法提供充足的水分與二氧化碳生成 碳酸，炭化破壞作用便不易進行。（3）酸性介質的影響。客氣當中的酸性氣體滲 入混凝土的孔隙時，會與水泥石當中的化合物產生化學反應，導致水泥石發生變 質，從而降低混凝土的堿性，引起混凝土的快速炭化等。1.2混凝土的凍融混凝土的抗凍性是混凝土受到的物理作用（干濕變化、溫度變化、凍融 變化等）的一方面，是反映混凝土耐久性的重要指標之一。對混凝土的凍融破壞 的研究顯得尤為重要。由于表面張力的作用，混凝土毛細孔隙中水的冰點隨著孔 徑的減小而降低。凝膠孔水形

5、成冰核的溫度在78°c以下，因而由冰與過冷水的 飽和蒸汽壓差和過冷水之間的鹽分濃度差引起水分遷移而形成滲透壓。二、淺析混凝土碳化、凍融破壞影響及防治2.1混凝土碳化影響因素及防治2.1.1混凝土碳化影響因素影響混凝土碳化速度的因素是多方面的。首先影響較大的是水泥品種, 因不同的水泥中所含硅酸鈣和鋁酸鈣鹽基性高低不同；其次，影響混凝土碳化主 要還與周圍介質中co2的濃度高低及濕度大小有關，在干燥和飽和水條件下， 碳化反應幾乎終止，所以這是除水泥品種影響因素以外的一個非常重要的原因; 再次，在滲透水經過的混凝土時，石灰的溶出速度還將決定于水中是否存在影響 ca (oh) 2溶解度的物質，

6、如水中含有na2so4及少量mg2+u寸，石灰的溶解度 就會增加，如水中含有ca (hco3) 2的mg (hco3) 2對抵抗溶出侵蝕則十分有 利。因為它們在混凝土表面形成一種碳化保護層；另外，混凝土的滲透系數、透 水量、混凝土的過度振搗、混凝土附近水的更新速度、水流速度、結構尺寸、水 壓力及養護方法與混凝土的碳化都有密切的關系。2.1.2分析混凝土碳化破壞的防治措施對于混凝土的碳化破壞，我們在施工中總結出了一系列治理措施：一是 在施工中應根據建筑物所處的地理位置、周圍環境，選擇合適的水泥品種；對于 水位變化區以及干濕交替作用的部位或較嚴寒地區選用抗硫酸鹽普通水泥；沖刷 部位宜選高強度水泥；

7、二是分析骨料的性質，如抗酸性骨料與水、水泥的作用對 混凝土的碳化有一定的延緩作用；三是要選好配合比，適量的外加劑，高質量的 原材料，科學的攪拌和運輸，及吋的養護等各項嚴格的工藝手段，以減少滲流水 量和其它有害物的侵蝕，以確保混凝土的密實性；另外，若建筑物地處環境惡劣 的地區，宜采取環氧基液涂層保護效果較好，對建筑物地下部分在其周圍設置保 護層；用各種溶注液浸注混凝土，女小用溶化的瀝青涂抹。還有，若建筑物一旦 發生了混凝土碳化，最好采用環氧材料修補，若碳化深度較大，可鑿除混凝土松 散部分，洗凈進入的有害物質，將混凝土銜接面鑿毛，用環氧砂漿或細石混凝土 填補，最后以環氧基液做涂基保護。2.2混凝土

8、凍融破壞影響因素及防治2.2.1混凝土凍融破壞影響因素混凝土凍融破壞的影響因素是多方面的。一是組成混凝土的主要材料性 質的影響，女口；水泥的品種、水泥中不同礦物成份對混凝土的耐久性影響較大, 又如骨料的影響，除了骨料本身的質量對混凝土的抗凍性的影響以外，骨料的滲 透性和吸濕性對混凝土的抗凍性也有決定性的作用，由于濕度和強度的變化，會 產生含針狀物巖石體積的變化，這將會損壞已硬化的水泥砂漿和混凝土表面，同 時骨料的化學性能對混凝土的耐久性也將產生一定的影響；二是外加劑的影響, 在混凝土施工過程中摻入引氣劑或減水劑對改善混凝土的內部結構，改善混凝土 的內部孔隙結構可起到緩沖凍脹的作用，大大降低凍脹

9、應力，提高混凝土的抗凍 性；三是施工工藝影響，配合比、混凝土的施工、硬化條件等都與混凝土的耐久 性有密切的關系，同時混凝土中的單位用水量是影響混凝土抗凍性的一個重要因 素。2.2.2混凝土凍融破壞的防治對于混凝土凍融破壞的防治，結合我們的施工實踐，總結出了如下幾點:(1) 預防措施。一是在混凝土施工中應根據不同情況選擇含有不同礦 物成份和不同性能的水泥、骨料和外加劑，從材料方面確保混凝土的耐久性；二 是嚴格混凝土制作配合比，一定要根據結構類型和所處的環境條件，試驗確定關 鍵參數，主要是降低混凝土的水灰比，水泥水化所需水分僅為其重量的25%左右, 若水量增加，多余的水就游離析出，產出孔隙，飽和后

10、易受凍脹破壞；另外摻入 引氣型外加劑是提高混凝土抗凍性最有效的途徑之一。(2) 治理措施。水泥砂漿修補，適用于輕微的表層破壞；預縮砂 漿修補，所謂預縮砂漿是指經拌和好之后再歸堆放置3090mih后才使用的干硬 性砂漿，此種方法適高速水流區混凝土表面的損壞；噴漿修補，多用于混凝土 凍融破壞化較嚴重的部位；噴混凝土修補，是指經施高壓將混凝土拌料以高速運 動注入被修補的部位，其密度及抗滲性較一般混凝土好，且具有快速，高效的特 點；環氧材料修補，一般有環氧基液、環氧砂漿和環氧混凝土等，這種材料具 有較高的強度和抗蝕、抗滲能力，并與混凝土結合力較強，但價格較貴，施工工 藝復雜，材料配比嚴格，此法可與其它修補方法