山西省工业设备安装有限公司 山西 太原 030006
【摘 要】循环水凉水塔在工业建筑中是一个常见的建筑物，该建筑物与不同水质接触，一般会遭受水流的淋、泡、冲刷、水质侵蚀，环境温度的骤冷骤热等不利环境等影响。笔者根据所经历的某工程建筑物柱、梁构件在生产过程中的冻融破坏为例，阐述水工混凝土的冻融破坏及防治处理措施。
【关键词】水工混凝土；冻融破坏；环氧树脂砂浆
众所周知，循环水凉水塔在工业建筑中是一个常见的建筑物，该建筑物与不同水质接触，一般会遭受水流的淋、泡、冲刷、水质侵蚀、环境温度的骤冷骤热等不利环境影响。所以根据其特点，要求其具有抗冲刷、耐磨及抗气蚀性等。长期的施工实践证明，在水工混凝土中掺入具有减水、缓凝及增加耐久性的外加剂，如木质素磺酸盐减水剂、糖蜜塑化剂、松香皂引气剂（在有抗冻性要求的地区或部位必须掺入），以及掺入适量的优质掺合料，如粉煤灰等，对改善混凝土拌合物的和易性及提高耐久性都具有明显效果。
该工程位于较为寒冷地区，最冷月为1月，平均气温-10.6℃，平均最低气温-16.7℃（经常达到），极端最低气温-26.5℃，寒冷气候对该建筑物产生冻融循环破坏，具体表现为混凝土柱、梁表层混凝土保护层起皮、剥落、混凝土表层碳化深度较为严重等。因循环水凉水塔混凝土经常暴露在大气与水之中，受到水流的冲刷、日晒和雨、雪、风、霜、水的侵蚀以及冰冻、干湿等作用。
冻融破坏机理：目前国内外针对冻融破坏理论主要有静水压经典理论、渗透压理论、冰凌镜理论及饱水度理论等，这些理论中，公认程度较高的是静水压理论和渗透压理论。理论中认为吸水饱水的混凝土在冻融循环过程中遭受的破坏力主要有静水压力和渗透压力，混凝土在潮湿条件下，首先毛细孔吸满水，当混凝土搅拌成型时都会带来一些大的空气泡，这些空气泡内壁也能吸附水，但在常压下很难吸满水，总还能留有没有水的空间，在低温环境下毛细孔中结成冰，体积就会膨胀，趋向于向大的空气泡流动所形成静水压力，当冰的饱和蒸汽压小于水时，这种压力差就会推动未冻水向冻结区迁移，造成渗透压。总之，冻融循环机理是一个复杂的物理变化过程，毛细水冻胀对混凝土进行毛细破坏，后期吸附水继续膨胀破坏，造成一个循序渐进的恶性循环过程，从而使混凝土从内至外逐渐强度降低，达到混凝土结构破坏。
冻融破坏因素分析：
材料的选用 ①水泥的选用，选用矿渣硅酸盐水泥就不利于提高混凝土的抗冻性，在混凝土拌合中水泥用量过大也可能使混凝土出现早期轻微裂纹，对混凝土造成潜在危害。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆②骨料的选用，粗细骨料中的含泥量过大，会使混凝土抗冻性降低，从而降低混凝土冻融循环次数，粗细骨料级配不均匀，也会造成混凝土成型收缩不均，加大混凝土冻融破坏几率③掺合料和外加剂，泵送混凝土一般都会掺合粉煤灰，其中高钙粉煤灰中的游离氧化钙会造成混凝土安定性不良，造成混凝土膨胀开裂；影响抗冻性能的外加剂主要选用引气型外加剂、防冻型外加剂、防水性外加剂。
施工工艺和养护因素：混凝土在施工和养护阶段对混凝土的抗冻性能起到较大的影响，比如混凝土配合比控制不严格，不掺合外加剂，混凝土浇筑过程中振捣不密实、后期不注重混凝土养护等都会造成混凝土强度、密实度不足，从而降低混凝土冻融循环抵抗能力。
该工程受冻原因分析：①设计图纸中混凝土参数没有考虑抗冻、抗渗性能参数；②水流落差较大，最高差达24米，对柱梁构件造成一定的冲刷破坏；③施工振捣局部有烂根未有效处理，混凝土表层有冻融破坏现象；④水质氯离子超标等，临界点风蚀破坏严重等。
综上所述，水工混凝土除满足混凝土的一般要求外，还要求根据现场工艺要求，做出必要的防范措施，要求混凝土具有防腐、抗渗及其他应具有的耐久性（包括抵抗风化的能力和一定的抗冻性）。
冻融部位处理措施：根据现场柱梁冻融情况，通过进一步实体检测，冻融部位处于构件保护层范围，对结构本体没有损害，所以只对受损部位进行修复，阻止混凝土结构后期破坏，经专家论证对所有受到冻融损坏的柱体进行水乳型环氧树脂砂浆修补，因为水乳型环氧树脂砂浆除了能保持溶剂型环氧树脂砂浆的优良性能外，还具有黏度低、施工简便，干湿粘接强度高，耐卤盐及抗炭化、抗渗性能好、对人体无毒害、对环境无污染，使用安全且价格相对较低等特点。可用于损伤和松动的水工混凝土修补，可以有效修补冻融、水质浸蚀、风化、冲磨等损伤、松动部位，这种修补一般为局部片状修补或表面基层整体修补，修补面积可以依据实际情况，可大可小，修补厚度从几个毫米到几厘米不等，施工工艺简单，成型速度快，具体施工步骤：首先清理基层松散混凝、氧化膜、打磨并清理干净，其次涂刷环氧树脂基液，然后涂抹环氧树脂砂浆（根据修补厚度可分层完成），最后采用有机硅防水基涂料进行涂刷2道，使结构表面达到憎水效果，起到缓解水质侵蚀、渗透，从而有效的提高混凝土构件的抗冻融性能。
结语
总之，提高水工混凝土设计和施工认识是有效解决混凝土构件抗渗、抗冻、抗腐蚀的一个重要手段，所以我们相关技术人员要熟悉相关设计标准、掌握相关施工规范是必要前提，也才能有效遏制后期工程质量问题得滋生，为社会提供高质量的建筑产品。
参考文献：
[1]水工混凝土施工规范 DL/T5144-2001
[2]魏涛，董建军，环氧树脂在水工建筑物中的应用 —北京化学工业出版社2006.9
[3]赵燕琴，魏志坚，影响混凝土抗冻性能的主要因素及防治措施。建筑技术开发2006.5
论文作者:韩杰伟
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第9期
论文发表时间:2016/8/15
标签：混凝土论文; 水工论文; 环氧树脂论文; 水质论文; 建筑物论文; 砂浆论文; 理论论文; 《低碳地产》2015年第9期论文;