摘要:本文主要是分析了水利水電工程中有關(guān)水工混凝土建筑物的病害檢測、評估與修補、加固方面工作的新進展、新材料和新工藝等,進行了綜合性總結(jié)與介紹。
關(guān)鍵詞:水工建筑;新技術(shù);新工藝
一、水工混凝土簡述
水工混凝土是一種人造材料,是相對于普通混凝土而言具有著高度耐水性的混凝土材料。在水工混凝土施工中,從拌和制備到澆筑成型、養(yǎng)護等各方面都不能忽視管理和控制要求,并且要長期的對水工混凝土各項性能進行定期檢測與維護。水工混凝土具有著抗力發(fā)育好、防水性能高的特性,在使用中容易受到溫度、氣候和其他自然因素的變化而出現(xiàn)質(zhì)量隱患,這些質(zhì)量隱患的存在造成混凝土抗衰能力降低,無法滿足壩體運行安全要求,需要及時的加以處理和維護。水工混凝土是目前水庫施工的主要材料,在施工的過程中其質(zhì)量與水庫安全和壽命有著密切關(guān)系,在工作中首先要弄清楚施工周圍的環(huán)境、化學(xué)介質(zhì)和交換邊界等方面的影響因素,進而對混凝土性能做出合理的評估與標(biāo)準(zhǔn)安全測量。
二、病害檢測與評估
水工混凝土建筑物各種病害、缺陷,大多始發(fā)于或顯露于結(jié)構(gòu)外表面,如裂縫、破損、磨蝕、滲漏、鋼筋銹蝕以及結(jié)構(gòu)外觀變形等。有些病害的起因比較簡單,僅根據(jù)現(xiàn)場仔細檢查、測繪病害的形態(tài)、范圍和程度,就可以分析清楚和做出判斷。實際上,許多嚴重病害,大部分是可以用目測發(fā)現(xiàn)的,但目測必須系統(tǒng)化,由經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員進行。但有一些病害的情況卻很復(fù)雜,病因亦很多,需要結(jié)合具體工程條件進行多方面檢測、試驗或調(diào)查工程的設(shè)計、施工資料,經(jīng)過綜合分析后,才能得出比較清楚的認識和做出恰當(dāng)?shù)脑u估。
2.1 病害檢測
對建筑物病害做出正確合理的評估與檢測是目前工作中的主要手段和方式,且是對病害全面檢測的關(guān)鍵。在病害檢測中一方面要重視對材料組成物質(zhì)質(zhì)量的檢測,另一方面要對周圍環(huán)境和實時工作數(shù)據(jù)進行全面分析。這兩個檢測標(biāo)準(zhǔn)和檢測方法是提高混凝土安全評價的主要手段,也是施工之中提高壩體質(zhì)量的基礎(chǔ),這個標(biāo)準(zhǔn)不是一成不變的過程,而是隨著實時間的不斷推移而逐步改變的過程,因此在工作的過程中要對各種材料做出正確合理的解釋,并且通過類似工程的處理情況來作出全面,科學(xué)、合理的評估。
2.2 裂縫檢測與評估
裂縫是混凝土建筑物最常見的病害之一,可以說,所有混凝土建筑物都有裂縫存在,只是裂縫數(shù)量的多少及危害程度有所不同而已。裂縫大體上可分為兩類:一是施工期出現(xiàn)的裂縫,主要是濕度、干縮引起的;二是運行期出現(xiàn)的裂縫,其原因比較復(fù)雜,包括荷載、溫度、地震、基礎(chǔ)變形及化學(xué)反應(yīng)等。有些裂縫僅從外觀形態(tài)、工程特征及環(huán)境條件上就可找到原因。
三、新材料的應(yīng)用
3.1 水泥基滲透結(jié)晶型防水材料
近年來,由于多種原因?qū)е禄炷敛牧峡節(jié)B性降低的情況日趨嚴重,引起國內(nèi)外工程界的極大關(guān)注。水泥基滲透結(jié)晶防水材料是水泥、硅砂和多種特殊的活性化學(xué)物質(zhì)組成的灰色粉末狀無機材料。這種材料的作用機理是特有的活性化學(xué)物質(zhì)利用水泥混凝土本身固有的化學(xué)特性和多孔性,以水為載體,借助于滲透作用,在混凝土微孔及毛細管中傳輸,再次發(fā)生水化作用,形成不溶性的結(jié)晶并與混凝土結(jié)合成為整體。
3.2 聚合物水泥砂漿類材料
聚合物水泥砂漿作為防滲、防腐、防凍材料已在水工混凝土建筑物修補工程中得到廣泛應(yīng)用。這種以少量膠乳材料對水泥砂漿或混凝土改性后,增強其抗?jié)B性、抗碳化和抗凍性,經(jīng)過近20年的工程實踐證明,是一種性能可靠、經(jīng)濟、施工方便的修補材料,目前已列入有關(guān)設(shè)計規(guī)范和施工規(guī)程,施工方法有人工涂刷,噴涂及灰漿機濕噴,大大提高了施工速度及施工質(zhì)量。推薦采用丙烯酸聚合物改性水泥砂漿,因為它的機械性能和化學(xué)性能均優(yōu)于其他膠乳。
四、新技術(shù)、新工藝
自從環(huán)氧樹脂類高分子材料被用于混凝土建筑物裂縫修補工程后,至今它已經(jīng)成為僅次于鋼材和水泥的第三種材料被廣泛應(yīng)用。以往傳統(tǒng)方法是靠人工控制將樹脂漿液注入裂縫內(nèi)。當(dāng)環(huán)氧漿液粘度大,裂縫寬度較小時,這種修補方法并不一定十分成功。
五、老化病害的預(yù)防
一般而言,隨著混凝土材料技術(shù)和設(shè)計實踐、施工水平的不斷進步,混凝土或鋼筋混凝土建筑物經(jīng)過50年或更長的使用時間,沒有必要采取特殊方法對建筑物進行補強、加固、防滲處理?墒菑默F(xiàn)實情況來看,水工混凝土建筑物卻存在著各種各樣的缺陷和病害,甚至尚未建成,就出現(xiàn)嚴重工程缺陷,或者剛投入使用,就不得不進行修補。如果考慮到一切可以利用的經(jīng)驗,那么未來的建筑工程的設(shè)計、施工和使用三個階段都必須重視水工混凝土建筑物老化病害的預(yù)防措施。經(jīng)驗表明,今后應(yīng)優(yōu)先考慮采用新材料、新工藝、新技術(shù)維修帶病運行的建筑物和把不斷更新的專門技術(shù)應(yīng)用于新建筑。
結(jié)語
總之,各種類型的病害缺陷需要有與之相應(yīng)的檢查診斷手段,需要有經(jīng)驗的專業(yè)人員進行檢測評估。大多數(shù)病害檢測仍需要檢測混凝土現(xiàn)實強度,同時可檢查內(nèi)部缺陷,如滲水路徑、裂縫、孔洞、疏松夾層、混凝土與巖石接合情況等,當(dāng)懷疑有堿骨料反應(yīng)時,對芯樣進行膨脹試驗、切面觀察、含堿量測定等,有助于綜合分析和做出合理評價。同時能夠有效及時的采取相應(yīng)措施進行修復(fù)和處理,避免各種隱患和病害的進一步擴大,為大壩的整體質(zhì)量和使用效果提供了借鑒依據(jù)。水工混凝土建筑物由于受到水力荷載、自然因素及溫度變化等條件的影響而出現(xiàn)各種不同的隱患,同時在工程竣工之后往往都是帶病運行,而在運行之后又容易出現(xiàn)老化的趨勢。因此就需要在工作中形成一項精心檢查、維護和修理措施,以確保工程的運行安全。