渠道襯砌混凝土凍融剝蝕類型及成因分析

1、<p>　　渠道襯砌混凝土凍融剝蝕類型及成因分析</p><p>　　摘要：渠道襯砌混凝土在襯砌施工過程中，由于各種環(huán)節(jié)控制不當(dāng)，在襯砌完成后經(jīng)過一個冬季，來年溫度回升后，極易發(fā)生大面積的凍融剝蝕。凍融剝蝕的類型多樣，成因復(fù)雜。因施工的地質(zhì)地形、施工養(yǎng)護(hù)、施工切縫時間、混凝土配合比等諸多外界因素不同和施工工藝控制不當(dāng)，造成的凍融剝蝕情況不盡相同，原材選擇、拌合控制、施工控制等各個環(huán)節(jié)均是凍融剝蝕的誘因，

2、需注意若干問題才能有效避免渠道襯砌混凝土的凍融剝蝕。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：渠道襯砌混凝土；凍融剝蝕類型；凍融剝蝕成因；凍融剝蝕預(yù)防措施 </p><p>　　Abstract: the channel concrete lining in the lining of the construction process, due to improper control of all

3、links in the lining, after the completion of a winter, next year the temperature rise, prone to large area of freeze-thaw erosion. Freezing thawing erosion type diversity, complex genesis. Because of the construction of

4、the geology, construction and maintenance, construction of slit many external factors of different construction technology and other than time, improper control of conc</p><p>　　Keywords: canal lining concre

5、te; freeze-thaw erosion types; freeze-thaw erosion causes; freeze-thaw erosion prevention measures </p><p>　　中圖分類號：TV554+.14 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-2104（2013） </p><p><b>　　1概述 </b></p&

6、gt;<p>　　南水北調(diào)輸水渠道是南水北調(diào)中線干線主要的輸水建筑物類型，渠道襯砌線長、地質(zhì)地形情況復(fù)雜、渠道截面大且襯砌混凝土厚度薄（一般設(shè)計為渠底混凝土厚度8cm，渠坡混凝土厚度10cm），襯砌混凝土均為無筋設(shè)計。如果在襯砌施工過程中，控制不當(dāng)，在襯砌完成后經(jīng)過一個冬季，來年溫度回升后，極易發(fā)生大面積的凍融剝蝕。凍融剝蝕的類型多樣，成因復(fù)雜。因施工的地質(zhì)地形、施工養(yǎng)護(hù)、施工切縫時間、混凝土配合比等諸多外界因素不同和施工

7、工藝控制不當(dāng)，造成的凍融剝蝕情況不盡相同。根據(jù)凍融剝蝕類型不同，本文具體分析一下渠道襯砌混凝土形成各種凍融剝蝕的類型和成因。 </p><p>　　2各種凍融剝蝕類型及成因分析 </p><p>　　2.1凍融剝蝕類型之一：麻面及漿皮脫落 </p><p>　　麻面及漿皮脫落是襯砌混凝土常見的凍融剝蝕類型之一，面積大，成片狀出現(xiàn)。一般出現(xiàn)在渠道的渠底和渠坡位置，外觀

8、表象為：襯砌混凝土的外部漿皮脫落，砂子外露，無石子外露。剝蝕厚度一般不超過2mm。 </p><p>　　形成原因：直接原因是混凝土表層的水灰比增大，引起抗壓和抗凍強(qiáng)度減小，抗凍融性能降低。間接原因是：施工中由各種因素引起水灰比改變，包括：混凝土拌合物坍落度偏大；拌和料入倉過程中加水；施工中泌水；出面過程中加水、補(bǔ)漿；出面時天氣異常（如：下雨、下雪等）；冬季降水造成渠底積水，凍融破壞等。 </p>

9、<p>　　2.2凍融剝蝕類型之二：掉塊， </p><p>　　剝蝕掉塊是襯砌混凝土最常見的凍融剝蝕類型之一，面積不大，成塊狀出現(xiàn)。都出現(xiàn)在渠道的渠底位置，外觀表象為：襯砌混凝土的外部砂漿漿皮全部深度脫落，石子外露。剝蝕厚度比較深，一般都超過5mm。 </p><p>　　形成原因系：混凝土添加劑的粉煤灰偏粗，顆粒較大，加上混凝土拌和時間偏短，拌合不勻，造成結(jié)塊，在澆筑時，結(jié)塊

10、上浮，與混凝土表面漿皮脫開引起。集中出現(xiàn)在施工渠道的渠底部位。 </p><p>　　3針對渠道襯砌混凝土凍融剝蝕建議采取的預(yù)防措施和建議 </p><p>　　渠道襯砌混凝土的凍融剝蝕現(xiàn)象形成原因很多，有原材料、混凝土拌和物的原因也有施工過程操作不當(dāng)形成，針對形成原因建議采取以下預(yù)防措施，以減少和防止凍融剝蝕問題的出現(xiàn)。 </p><p>　　3.1 原材料的有效

11、控制 </p><p>　　3.1.1對水泥材料的選擇 </p><p>　　一般采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，其水泥熟料中硅酸三鈣C3S和鋁酸三鈣C3A形成水泥石中的水化產(chǎn)物氫氧化鈣Ca（OH）2和水化鋁酸鈣3CaO·Al2O3·6H2O，而這兩種水化產(chǎn)物和以后所處環(huán)境中的SO42-發(fā)（主要來自土壤、大氣、水等）生進(jìn)一步化學(xué)反應(yīng),形成過量的硫酸鈣CaSO4·

12、;2H2O和鈣礬石3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O結(jié)晶膨脹，通過膨脹作用破壞混凝土的自身強(qiáng)度，容易使混凝土產(chǎn)生開裂，因此對水泥的選擇要控制C3S和C3A的總含量。防止混凝土后期的堿骨料反應(yīng)。 </p><p>　　3.1.2摻入優(yōu)質(zhì)礦物摻和料 </p><p>　　在混凝土中摻入適當(dāng)?shù)膿胶狭?，如粉煤灰、礦粉、硅粉等，可以有效改善混凝土自身的和易性

13、，降低水化熱，同時減少大孔隙率，增加混凝土的密實度，從而大大提高混凝土強(qiáng)度和耐久性。同時采用摻合料取代部分水泥也可沖淡水泥中C3S和C3A的含量，另外摻合料與水泥水化過程產(chǎn)生的Ca（OH）2起化學(xué)反應(yīng)生成CSH凝膠，除了消除一部分Ca（OH）2外，還能提高混凝土的強(qiáng)度，其對混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改變還將阻止外部有害物質(zhì)的侵入，對混凝土抗腐能力有益。 </p><p>　　3.1.3選擇良好的骨料 </p>

14、<p>　　骨料的好壞不僅在良好的連續(xù)性，還要求含泥量、石粉含量、有害物質(zhì)含量要少，因為這不僅影響混凝土的和易性和外加劑的性能發(fā)揮，還對混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、耐久性等有很大影響。所以砂、石骨料的選擇要盡量選用優(yōu)良品種，對于劣質(zhì)骨料嚴(yán)禁使用，含泥沙、石粉量較大骨料要清洗晾干后方可使用。 </p><p>　　3.1.4摻用優(yōu)質(zhì)的外加劑 </p><p>　　混凝土外加劑種類繁多，所起

15、的作用也不相同，但應(yīng)用較多的是減水劑和引氣劑。對外加劑的應(yīng)用應(yīng)根據(jù)工程的設(shè)計指標(biāo)和季節(jié)變化科學(xué)選用，其摻量應(yīng)經(jīng)試驗確定，不能私自改變用量。例如春秋一般選用高效減水劑，夏季選用緩凝高效減水劑。減水劑是一種表面活性劑，能大幅降低混凝土用水量，改善混凝土和易性，增加混凝土密實度，提高混凝土耐久性，減水劑的緩凝成分可以降低坍損和延緩水化熱，既方便施工操作又能減少水化裂縫。大多數(shù)混凝土剝蝕發(fā)生在表層，多為外部水分和內(nèi)部毛細(xì)孔水受凍脹破壞引起。引氣

16、劑則能在混凝土中引入大量互不貫通的微小氣泡，均勻分布與混凝土，既可改善混凝土和易性，提高混凝土自身密實性，又可切斷毛細(xì)孔通道，防止水分進(jìn)入和貫通，從而提高混凝土的抗凍、抗?jié)B性。另外對于冬季負(fù)溫條件的混凝土要添加使用防凍劑，避免早期硬化時混凝土凍害的發(fā)生。所以在混凝土中使用外加劑是十分必要的，只有正確合理的使用了外加劑才能更好提高混凝土性能和方便施工操作。 </p><p>　　3.2混凝土拌合物的質(zhì)量控制： &l

17、t;/p><p>　　3.2.1嚴(yán)格控制混凝土的水灰比 </p><p>　　水灰比不僅直接決定混凝土的強(qiáng)度，低水灰比的混凝土密實度高、抗?jié)B性能好，另外低水灰比的混凝土自由水較少，在負(fù)溫受凍的情況下，受凍脹的體積變化小，對混凝土自身破壞也較小。因此為了減小水灰比要摻加優(yōu)質(zhì)的高效減水劑，在實際混凝土拌制中更不能隨意加水改變水灰比。 </p><p>　　3.2.2嚴(yán)格遵照

18、配合比進(jìn)行配料拌合 </p><p>　　每個工程部位的混凝土都有各自的配比。配比的做出是依據(jù)不同的技術(shù)指標(biāo)、不同的材料和施工工藝做出的科學(xué)用料比例。在實際施工中各種材料用量要嚴(yán)格按照試驗配比進(jìn)行用料，尤其是水灰比和外加劑的摻量，不可隨意改動。 </p><p>　　3.2.3嚴(yán)格控制拌合時間 </p><p>　　在施工中，嚴(yán)格按照有關(guān)水工混凝土施工規(guī)范的要求嚴(yán)格

19、控制混凝土的拌合時間，加強(qiáng)對值守拌合機(jī)作業(yè)人員的培訓(xùn)和業(yè)務(wù)指導(dǎo)，保證每盤混凝土的拌合時間，保證混凝土拌合物的和易性。 </p><p>　　3.3嚴(yán)格控制施工質(zhì)量 </p><p>　　3.3.1控制混凝土的振搗質(zhì)量 </p><p>　　首先選擇好振搗設(shè)備，確保振搗質(zhì)量，做到正確振搗，即不漏振也不能過振。 </p><p>　　3.3.2及

20、時正確處理施工中的異常情況 </p><p>　　首先是在進(jìn)行渠底襯砌混凝土施工時，如發(fā)生泌水現(xiàn)象，一定要及時正確處理，對于小面積的泌水建議采用海綿及時吸除，而對于大面積的泌水，建議采用真空吸水的方法進(jìn)行處理，這樣做的目的是保證混凝土表層水灰比，防止泌水對表層水灰比的破壞，進(jìn)而保證表層混凝土的強(qiáng)度，保證混凝土的抗凍性能。其次在渠底混凝土襯砌施工時，如遇天降下雨，一定要提前做好防雨準(zhǔn)備，采取防雨措施，防止雨水落在混

21、凝土面上，造成混凝土表層的水灰比破壞，降低表層強(qiáng)度，因此在混凝土澆筑出面時，如遇降水及時采取措施防止降水對表層混凝土的沖刷和浸泡。 </p><p><b>　　4、結(jié)語 </b></p><p>　　總之造成混凝土的剝蝕原因是多方面的，需要大家在材料選擇、過程控制、后期處置等幾方面整體把握才能盡可能的減少和避免因各種因素對混凝土所造成的剝蝕破壞，保證混凝土的施工質(zhì)量