水工混凝土建筑物的病害檢測與防治

一、概述

水工混凝土建筑物因所受水荷載及溫度變化等條件的不利影響，建成后往往帶病運行，運行后又有一個老化過程，因此需要精心檢查、維護和修理才能保證其安全運行。否則，一定期限后就會發(fā)生嚴重事故。許多預防老化病害的措施，在規(guī)劃設計和施工階段就應認真考慮并實施，結合運行中對建筑物進行定期檢驗或檢查，則可以避免或緩解某些嚴重事故的發(fā)生。目前，我國相關單位圍繞著水工建筑物病害研究這一課題，進行了大量科研工作和工程實踐，并取得了很大的進步。

二、病害檢測與評估

水工混凝土建筑物的各種病害、缺陷大多始發(fā)于或顯露于結構外表面，如裂縫、破損、磨蝕、滲漏、鋼筋銹蝕以及結構外觀變形等。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)驗豐富的技術人員進行。但有一些病害的情況卻很復雜，病因亦很多，需要結合具體工程條件進行多方面檢測、試驗或調(diào)查工程的設計、施工資料，經(jīng)過綜合分析后，才能得出比較清楚的認識并做出恰當?shù)脑u估。

對建筑物的病害做出正確評估，一方面應重視原形觀測資料的分析，在實測數(shù)據(jù)可靠的情況下，如位移、變形、滲水量、揚壓力、裂縫擴展等，主要根據(jù)它們的變化趨勢來評價建筑物的安全與否，這種方法簡單易行，目前多以效應量的變化趨勢作為評估依據(jù)；另一方面是離不開有經(jīng)驗的專業(yè)人員和專家相結合進行現(xiàn)場觀察檢查，以及對實測資料的全面綜合分析并做出安全評價。這是因為對建筑物的安全評價，還沒有達到做出規(guī)范的可能，也不可能有不變的統(tǒng)一標準。所以主要還是靠有豐富經(jīng)驗的工程技術人員，憑他們的實踐經(jīng)驗，對各種資料做出正確的解釋，并依靠從類似工程或處理類似情況得來的經(jīng)驗審慎地做出安全評價。

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，其原因比較復雜，包括荷載、溫度、地震、基礎變形及化學反應等。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。例如，鋼筋銹蝕后的沿筋裂縫，外觀上容易判別；若從混凝土密實度、保護層厚度、碳化深度等方面進行檢測，將有助于深入認識并制定合理的處理方案。

對于混凝土內(nèi)部缺陷，如蜂窩、孔洞、溶蝕及混凝土疏松部位等，可采用回彈儀測強法、超聲法或超聲——回彈綜合法、射釘法等來檢測評估。近年來國內(nèi)在這方面有較大發(fā)展，逐步應用了面波儀、探地雷達進行缺陷檢測。

各種類型的病害缺陷需要有與之相應的檢查診斷手段，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實際強度，最直觀、最有效的手段乃是鉆芯取樣，同時可檢查內(nèi)部缺陷，當懷疑有堿骨料反應時，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。

三、采用新材料、新技術、新工藝進行修補

針對水工混凝土建筑物各種病害、缺陷，國內(nèi)外研究出了相應的修補措施，如聚合物水泥砂漿類材料、環(huán)氧樹脂和聚氨酯新型化學灌漿材料等。

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。

利用環(huán)氧樹脂和聚氨酯在一定條件下制備出可以形成同步互穿聚合物網(wǎng)絡結構的新型化學灌漿材料，該材料綜合了環(huán)氧樹脂漿材和聚氨酯漿材的性能優(yōu)點，漿材粘度低、凝結時間可調(diào)、強度高、變形性和可灌性都很好，是一種性能優(yōu)良、適用性強、適合水下灌漿的多功能新型灌漿材料。信陽市香山水庫引水洞防滲漏加固處理就采用了此種材料，效果良好。

此外，在新技術、新工藝領域的探索研究也進行得如火如荼，中國水科院及南京水科院分別研制出適于水下修補施工的嵌縫材料GBW遇水膨脹止水條、水下快凝堵漏材料、PU/EP、IPN水下灌漿材料、水下伸縮縫彈性灌漿材料、水下彈性快速封堵材料等，經(jīng)過現(xiàn)場應用試驗，效果良好。混凝土裂縫注漿技術已經(jīng)成為僅次于鋼材和水泥的第三種材料被廣泛應用。鋼板及碳纖維補強加固新技術目前已成為國內(nèi)外適用面較廣的加固技術。

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