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一、水工混凝土結構的特點及類型

水工混凝土一般為防水混凝土，它是因本身的密實性而具有一定防水抗滲能力的整體式混凝土或鋼筋混凝土結構。它兼有承重、圍護和抗滲的功能，還可滿足一定的耐凍融及耐侵蝕要求。防水混凝土結構具有材料來源廣泛、工藝操作簡單、工程成本低廉、結構整體性強、防水抗滲耐久等特點。防水混凝土結構以其獨特的優越性成為水工工程建筑的首選。

水工防水混凝土按類型，可分為普通防水混凝土和外加劑防水混凝土。

1.普通防水混凝土

普通防水混凝土是在普通混凝土骨料級配的基礎上，以調整和控制配合比的方法，提高自身密實度和抗滲性的一種混凝土。混凝土硬化后，粗骨料彼此之間被具有一定密實度的水泥砂漿所填充，并切斷混凝土內部沿石子表面形成的連通的毛細滲水通道，使混凝土具有較好的抗滲性。

2.外加劑防水混凝土

外加劑防水混凝土是指用摻入適量外加劑的方法，改善混凝土內部組織結構，以增加密實性，提高抗滲性的混凝土。外加劑主要是以吸附、分散、引氣、催化，或與水泥的某種成分發生反應如物理、化學作用，使混凝土得到改性。外加劑防水混凝土的類型有減水劑防水混凝土，加氣劑防水混凝土、聚合物水泥混凝土等。

二、常見病害分析

根據水工混凝土建筑物的結構性特點和所處工作環境的不同，常見病害主要有裂縫、凍脹、溶蝕和侵蝕等類型。

1.裂縫

裂縫是混凝土建筑物最常見的病害之一。混凝土中產生裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變化，混凝土的脆性和不均勻性，以及結構不合理，原材料不合格(如堿骨料反應)，模板變形，基礎不均勻沉降等。混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，內部溫度不斷上升，在表面引起拉應力。后期在降溫過程中，由于受到基礎或老混凝土的約束，又會在混凝土內部出現拉應力。氣溫的降底也會在混凝土表面引起很大的拉應力，當這些拉應力超出混凝土的抗裂縫能力時，即會出現裂縫。許多混凝土的內部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發生劇烈變化。如養護不周，時干時濕，表面干縮形變受到內部混凝土的約束，也往往導致裂縫。

2.凍脹

凍脹破壞是一種物理性破壞，在我國的北方地區，水工混凝土受到這種破壞的情況比較嚴重。受凍融作用的影響，混凝土會變得酥松、鼓包、開裂，甚至層狀剝落，使建筑物失去作用，進而對建筑物整體穩定造成影響。混凝土冰融破壞是指已硬化的混凝土，在浸水飽和或潮濕狀態下，由于溫度正負交替變化，造成混凝土由表及里逐漸剝蝕的一種破壞現象。凍融破壞主要發生在頻繁的水位變化區；其次是其它冬季與水接觸，容易被水浸潤的部位。影響混凝土破壞的原因比較復雜大致可分為：內部因素、外部因素等多種因素。

內部因素：如骨料、水泥、外加劑、水灰比、配合比，即混凝土本身的質量。外部因素：如凍融溫度，凍融速度。濕潤條件，凍融循環次數，即混凝土工作環境條件。

構造因素：如有無配筋、體積大小、原薄、排水措施等。

施工因素：如配合比、拌合、澆搗、養護條件等。

3.沖磨和空蝕

沖磨主要是水流中的泥沙作用，我國河流多泥沙，和高速水流一起運動時磨蝕直接接觸或臨近的混凝土。空蝕是水工泄水建筑物工作中的水流的一種特有現象，混凝土局部受到不規則的擠壓變形而產生破壞。所以沖磨和空蝕都屬于物理性病害。一般地，沖磨和空蝕是交替而又相互促進的，造成混凝土表面粗骨料裸露，混凝土表面凸凹不平，產生坑洞，進而造成鋼筋外露和鋼筋銹蝕。

4.溶蝕及侵蝕

混凝土溶蝕是一種化學性病害。混凝土中的CaO被水溶解變成CaO(OH)2，然后遇到空氣中的CO2反應生成CaCO3沉淀物，標志著混凝土已經病變，將因此損失掉膠凝性而逐漸失去強度，抗滲能力也不斷降低。當CaO被溶出約33%時，混凝土將變得酥松而失去強度。

三、預防對策

水工混凝土具有密實性、抗滲性、抗凍性，是一種強度高，耐久性建筑材料。在水利工程建設中，只要在設計施工管理等階段認真做好對混凝土老化的預防和治理，混凝土工程的壽命是很長的，但隨著運行期的增長，水工混凝土的老化是客觀現象，及時的維護和修補也是必要的，但是很多相關混凝土的病害卻不是一般的老化問題，更多地與設計、施工和運行管理有密切關系，應針對險病的因素采取措施，常采用的措施有：

1.病害預防

(1)為保證混凝土的質量在工程建設時對混凝土防滲、防凍、抗磨配制混凝土的水泥、骨料、水灰比，施工方法等應提出具體要求。

(2)混凝土質量的好壞，工程施工是關鍵。在施工中必須做好質量監督、檢測工作嚴格按設計要求和施工規范施工。

(3)凍害是混凝土的主要病害，為提高混凝土抗凍性能多采用下列措施：選用較小水灰比，盡量減少用水量，減少多余的游離水分所造成的結構空隙的滲水通道；摻用加氣劑。

2.病害治理

(1)混凝土更新

對混凝土建筑物的病害部位要全部鑿除，然后換新混凝土。一般開鑿采用風鎬，清除疏松表面采用噴砂噴洗后再架主摸板，在新老混凝土的結合面上噴砂漿后在澆筑混凝土。為使新舊混凝土緊密結合可采用在混凝土中加鋁粉或加膨脹劑，膨脹水泥等外加劑。使新混凝土有膨脹，有助于新老混凝土的結合。

(2)混凝土表面缺陷的修復

混凝土表面剝落，裂縫，可先清除疏松部分，再填補一層新混凝土。如修復表面積較大，厚度較深，可埋設鋼筋網，然后澆注新混凝土。

(3)表面涂層

如混凝土病害較輕，深度較淺或由于其它原因不能鑿出表面混凝土，可采用表面涂層的辦法，采用有機硅，環氧樹脂漆，橡膠涂料等噴涂在混凝土表面上來增加混凝土表面的強度。

(4)裂縫修補

對混凝土裂縫較深，較寬時，應首先把裂縫鑿出新茬后，再灌粉煤灰無機灌漿，化學灌漿等。也可用瀝青，橡膠瀝青，聚硫化合物，環氧樹脂等進行灌漿修補。

四、結語

由于病害的影響，很多水工混凝土建筑物受到威脅和挑戰，這些問題不是設計、施工和運行管理單位任何一家的問題，而是大家面臨的共同問題，只有各牽涉單位全方位地聯合控制，才能確保混凝土質量，減少病害隱患及威脅。

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[摘要]本文在闡述水工混凝土結構的特點及類型的基礎上，分析了水工混凝土建筑物的常見病害，并給出了具體的預防對策。

[關鍵詞]水工混凝土通病防治