混凝土水工建筑物的冻融破坏及防治

杨凯

（甘肃省水务投资有限责任公司，甘肃　兰州　730000）

混凝土水工建筑物的冻融破坏及防治

杨凯

（甘肃省水务投资有限责任公司，甘肃兰州730000）

冻融破坏是缓凝土水工建筑物最为常见的破坏形式，会降低水混凝土水工建筑物使用性能发挥，还会缩减建筑物的使用年限，增强建筑物维护修理费用投入。相关工作人员必须要对混凝土水工建筑物冻融破坏的原因进行分析，找寻有效措施避免冻融破坏情况出现。对混凝土水工建筑物的冻融破坏及防治进行深入分析是具有现实意义的，下面就对相关内容进行详细阐述。

混凝土；水工；建筑物；冻融破坏；防治

冻融情况发生后对混凝土水工建筑物使用功能发挥会造成严重影响，特别是在我国较为寒冷区域，很多混凝土水工建筑物根本无法达到预期设定的使用年限，建筑物在使用5-10年后就发生了严重的损害情况，相关单位需要花费大量资金对建筑物进行维护和修理。在气候环境较为温暖区域混凝土水工建筑物冻融情况也常有发生。只有明确冻融情况预防的重要性，对冻融情况产生实际原因进行深入分析，找寻有效措施有针对性的进行预防，这样才能使得建筑物一直处于健康运行状态中，延长混凝土水工建筑物的使用年限。本文就是对混凝土水工建筑物的冻融破坏及防治进行分析，希望对相关人员有所启示。

一、导致水工建筑物冻融破坏情况发生的主要因素

（一）内部因素影响分析

从理论层面进行分析，在水工混凝土结构浇筑过程中，因为会有水分从混凝土结构中析出，结构内部会形成众多的孔隙，这些孔隙存水达到饱和程度，外界环境温度达到零摄氏度以后，原有的水分会逐渐凝结成为冰晶，这样混凝土内部孔隙与外界相连接的孔洞会被封闭，水由液体形态转变成为固体形态后体系会增大，混凝土内部孔隙承担的压力也会逐渐增加，这种压力一旦超过了混凝土结构自身承受的极限，那么混凝土结构就会发生断裂，而且在水融化之后混凝土结构也无法在重新恢复到正常状态。多次循环影响下，混凝土结构会受到严重损害，其承载能力和结构稳定性会大幅度的降低。而且混凝土材料制备过程中骨料直径越大，那么冻胀应力也好就越大，混凝土结构的抗冻能力也就越低。混凝土浇筑结构最薄弱的地方就是卵石与砂浆结合面，结合面凝聚水分时就会导致冻胀应力产生。所以在混凝土材料制备过程中，对骨料直径必须要进行严格控制。

（二）外部因素影响分析

通常情况下，因为艳艳区域外界温度较为寒冷，所以水红混凝土建筑物受冻融情况影响程度较深，但是不能片面性的认为外界环境越为寒冷，那么水工建筑物冻融情况也就越为严重。需要重点思考两方面因素：第一方面就是冻融的循环次数。冻融循环次数是影响冻融破坏程度的主要因素，混凝土的抗冻性能都是根据混凝土的抗冻次数进行评判的。冻融循环次数越多，那么水工混凝土结构冻融破坏程度也就越为严重。第二方面就是外部水不给情况。存在补给水来源的水平施工缝经常会出现裂缝问题，混凝土水坝水平施工缝经常会受到温差情况影响导致混凝土结构发生裂缝。缝面水分凝结成冰之后，体积会增加百分之九以上，会导致裂缝逐渐扩张并且向内部延伸。裂缝张开之后，没有被冻裂的裂缝会产生一定的吸引力，会使得更多的水分进入混凝土结构孔隙中去，从而导致二次冻结情况产生，原有的混凝土结构裂缝会进一步的扩张。水分融化后，原有的裂缝不能愈合，其中还会含有众多的杂质，经过几个冬季的循环，最终水平缝也会达到贯通状态。

（三）施工质量影响

施工质量也是导致冻融破坏情况产生的重要因素，对以往已经建设完成的水工建筑物运行分析。处于同一区域的水工建筑物，施工质量较为良好的水工建筑物使用年限较长，其抗冻能力也较为良好。同样，如果水工建筑物施工质量较差，那么混凝土水工建筑物使用年限也较短，其抗冻能力也较差。施工质量的好坏主要表现在水平施工缝设置是否规范，混凝土结构是否存在严重的蜂窝、麻面情况。所以必须要加强混凝土水工建筑物施工质量控制力度，建设高质量的混凝土水工建筑物。

二、混凝土水工建筑物冻融情况防治策略分析

只有对混凝土水工建筑物冻融情况产生原因，以及影响冻融破坏程度的因素进行分析，才能不断总结经验，找寻有效措施对冻融情况产生进行预防。

（一）避免水位变化情况影响

在气候较为寒冷区域混凝土水工建筑物受冻融情况影响程度较深，必须要采取有效措施进行治理，保证水工建筑物长期处于健康运行状态中。本文以某一水工建筑物为例，该水工建筑物消力池设计可以使得消能水位于最低水位之下，池中水位在冬季并不会发生变化。一些灌区首站采用的是挑流型式消能方式，从而使得反弧部分充满水资源，水位保持不变避免水工建筑物底部发生不良冻融情况。

（二）做好水泥材料和骨料的选择

对于水泥应优先选择碳酸盐水泥和硅酸盐水泥,抗冻性混凝土最好用纯熟料水泥,铝酸三钙含量不应超过5%～8%,不能采用火山灰或粉煤灰水泥。还应保持水泥质量的稳定性,严禁使用受潮变质的水泥。选出质地坚实的砂石骨料,保证砂石骨料中的有机质和含泥量不超过1%～3%,同时要求级配良好。

（三）加强水工建筑物施工质量控制

对混凝土材料制备必须要严格控制，原材料需要准确称量，振捣时间也需要达到规范要求。混凝土浇筑施工完成后需要及时落实养护工作，避免混凝土浇筑结构产生较为严重的裂缝问题。温度低时施工要根据具体情况,必须采取保温措施,对混凝土加强早期养护或适当掺入早强剂或防冻剂。施工中必须做好质量监督、检测工作,严格按施工规范和设计要求进行施工。根据地质、气温变化及发现实际与设计上的缺陷时应及时提出修改措施。对于温度低地区,为增加混凝土耐久性,使其具有更大的抗裂能力,无结构钢筋时,宜在表层外露侧面配置适量的钢筋。水平施工缝往往已成为混凝土坝渗漏的一个薄弱点,应处理好水平施工缝。

总之，作为我们水利工作人员，只要在各项水利工程建设过程中，严把质量关，那么混凝土水工建筑物冻融破坏是可以防治和减轻的。

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[3]李涛.混凝土水工建筑物的冻融破坏及防治[J].黑龙江科技信息.2011,（08）：15-17.

[4]王松，邵蕾.浅谈水利工程管理存在的问题[J].中国新技术新产品.2011,（5）：101-103.

(编辑：刘国华)

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1673-9019(2016)22-0044-02

2016-10-20

杨凯（1973-），甘肃庆阳人，工程师，主要从事水利水电工程建设管理工作。