水利工程建設中混凝土檢測研究

陳昱曉

廣東建科源勝工程檢測有限公司 廣東 東莞 523710

引言

為了保障水利工程施工建設質量，需要采用科學的檢測技術，明確混凝土材料及其結構存在的質量問題，從而制定相應的質量優化措施。但是受到多種因素的影響，當前部分水利工程在混凝土檢測工作中還存在著一些問題，采用的檢測技術不夠合理，從而無法有效檢測出混凝土結構存在的質量問題，進而對水利工程產生很大負面影響。因此，需要結合水利工程建設實際情況，完善檢測工作體系，創新檢測技術及方法，是推動水利工程施工建設的關鍵所在。

1 水利工程混凝土結構常見病害分析

在水利工程施工建設過程中，存在多種常見病害問題，尤其是混凝土結構部分，一旦出現病害問題，會導致混凝土結構的強度、性能等受到很大影響，所以在分析水利工程混凝土檢測工作前，需要明確水利工程混凝土結構常見的病害問題。

1.1 淺表性溫度裂縫病害

在水利工程建設過程中，混凝土結構表面容易出現散布沒有規律的裂縫，整體呈現龜裂形態，裂縫寬度較窄、深度較淺，開裂主要發生在水利工程混凝土墩墻表層，延伸深度較淺，不會對整體結構質量造成直接影響，裂縫深度不會超過鋼筋保護層的厚度。水利工程混凝土墩墻表面的溫度裂縫就被稱作為淺表性裂縫，也稱作為干縮性裂縫，大都發生在水利工程混凝土墩墻養護處理結束后[1]。

1.2 深層溫度裂縫病害分析

根據近些年來我國水利工程建筑物的實際建設情況來看，水利工程混凝土墩墻中常見具有豎向規律的裂縫，在總裂縫中占比超過90%。例如，某水利工程構筑物中，船閘的閘首、閘室墻、節制閘閘墩、泵站站墩等區域，都出現明顯的深層溫度裂縫，且裂縫深度超過混凝土的鋼筋保護層厚度，對于水利工程混凝土墩墻結構質量產生很大影響。深層溫度裂縫會貫穿水利工程混凝土墩墻墻體，縫隙寬度尺寸較大，一旦出現深層溫度裂縫，會導致水利工程混凝土結構強度受到很大影響。溫度性深層裂縫，主要是因為混凝土受到溫度變化影響出現的伸縮變形情況，與水泥水化熱和環境溫度具有直接關系，在溫度差應力的作用下會形成外力約束和張拉力，導致水利工程混凝土墩墻出現深層裂縫。

1.3 混凝土結構碳化病害

在水利工程施工建設期間，混凝土碳化是指受到強烈化學侵蝕，主要以空氣中的二氧化碳為主，二氧化碳進入水利工程混凝土內部后，會發生相應的化學反應，在內部生產碳酸鹽、水，使混凝土堿度降低，該過程就被稱為碳化。水利工程混凝土結構中的水泥在碳化過程中會形成氫氧化鈣，使得其內部孔隙中被飽和氫氧化鈣溶液充滿，從而使鋼筋表面形成難以溶解的氧化鐵，對于混凝土結構會產生很大危害[2]。

1.4 混凝土結構凍融破壞病害

抗凍性是檢測水利工程混凝土質量參數的重要標準，且不僅寒冷地區的水利工程構筑物需要混凝土具有良好的抗凍性，溫熱地區的水利工程構筑物同樣需要混凝土具有良好的抗凍性，因為會在冷熱交替過程中，如果水利工程混凝土的抗凍性較差，就會導致其質量出現問題，在長時間的使用過程中，因冷熱較低的溫度差導致水利工程混凝土結構表層脫落、結構疏松的問題出現，從而嚴重影響水利工程混凝土結構質量。凍融破壞主要是因為水利工程混凝土結構內部的毛細孔水在較低的溫度下會轉化為固態冰形態，從而導致混凝土體積膨脹，產生相應的拉應力，使得水利工程混凝土結構被破壞。

2 水利工程混凝土檢測技術分析

H市某水利工程為大型工程，大壩建設等級為1級，建設發電廠房為2級，在電站中配備6臺立軸混流式水輪發電機組，單機容量為120w，總容量為720w。該水利工程以混凝土重力壩為主體，大壩最大高度為120.5m，大壩頂部高程為215m，壩軸線長度為1165m，總混凝土量約為340萬m3。為了保障該水利工程質量，防止出現上述多項混凝土結構問題，需要對混凝土進行科學的檢測。

2.1 標準質量檢測分析

在水利工程混凝土進行檢測的過程中，需要按照原材料標準制作相應的樣本，并將其放置在標準的試驗環境中，樣本和混凝土參數相一致后，需要對被檢測樣本與標準樣本的抗壓強度、強度、密實度以及鋼筋銹蝕度進行檢測，并將其準確記錄與標準數據對比，從而能夠明確當前被檢測混凝土是否符合質量標準。在本次檢測工作中，各項檢測結果數據包括：①強度。標準值為34MPa，平均值為46.2MPa，修正強度為44.3MPa。②抗壓強度。標準值為大于850MPa，平均值為44.7MPa，修正強度為42.8MPa。③密實性。標準值為5.0%，平均值為45.7，修正為47.8。④鋼筋銹蝕度。標準值為小于0.075，平均值為48.3，修正強度為43.4MPa。

2.2 強度檢測分析

在水利工程混凝土強度檢測工作中，需要選擇配合比相同的100cm3混凝土塊作為試件，檢測溫度需要控制在20℃，相對濕度控制在95%，在該條件下進行恒壓靜置，靜置周期為28d，之后根據檢測結果判斷實測數值與標準數值之間的偏差，將檢測結果詳細記錄后分析，從而能夠明確該混凝土試件是否能夠達到標準強度。根據相應的檢測結果數據可以看出，該混凝土試件標準強度為34MPa，允許誤差為±2.5MPa，在該范圍內說明混凝土試件強度檢測結果為合格。在混凝土強度檢測過程中，最為常用的檢測方法為回彎沉檢測技術，能夠準確識別出混凝土結構中存在的多種質量問題，檢測結果準確性較高，且技術應用成本較低。以落錘式完成檢測技術為例，利用重錘下落產生的沖擊力，將沖擊力施加在混凝土結構中，按照重錘彈回的情況以及混凝土結構表面情況，即能夠明確當前混凝土結構強度，且通常情況下不會對混凝土結構產生破壞，是一種檢測結果較為準確的檢測技術，通常應用于水利工程混凝土結構強度檢測中[3]。

2.3 密實性檢測

在水利工程建設過程中，混凝土結構的密實性對于其承載能力會產生直接影響，如果混凝土結構不符合質量標準，則很容易導致水利工程出現結構坍塌等安全事故，造成嚴重的后果，所以必須加強對水利工程混凝土結構的密實性檢測。在混凝土密實性檢測過程中，可以采用激光檢測技術。激光檢測技術是建筑工程中最為常用的技術，主要是對建筑工程混凝土結構質量情況進行檢測。在具體應用過程中，激光無損檢測技術的原理是利用激光折射、激衍射和激光反射，根據激光在空間中的傳輸路徑和情況，判斷混凝土結構是否存在質量問題。例如，如果混凝土結構中存在裂縫，激光路徑就會發生衍射，通過對激光路徑圖像的分析，即可判斷路面內部裂縫存在位置、裂縫尺寸等信息[4]。

2.4 抗壓強度檢測

抗壓強度是評價水利工程混凝土質量的重要部分，與水利工程安全性和質量具有密切關系，所以需要做好混凝土抗壓強度檢測工作。在對水利工程混凝土結構的抗壓強度進行檢測過程中，因為水利工程規模較大，全面檢測難度較高，其需要花費較大成本，所以可以采用混凝土試塊的檢測方法，確定混凝土綜合抗壓強度，選擇具有代表性的混凝土試塊，可以采用回彈檢測方法，能夠在不對混凝土結構造成破壞的前提下，獲取混凝土強度數據，且數據較為準確，能夠獲取最為真實的混凝土抗壓強度數據?；炷量箟簭姸扰c其碳化深度具有直接關系，所以在混凝土抗壓強度檢測工作中，需要采用科學的碳化深度檢測方法，主要采用酚酞試劑進行檢測，將酚酞試劑噴涂混凝土試塊的鉆孔內，根據酚酞試劑的變化，即可判斷當前水利工程混凝土的碳化深度，如果顯示碳化深度較為嚴重，則說明混凝土存在質量問題，需要更換混凝土材料[5]。

2.5 鋼筋銹蝕檢測

在水利工程運行過程中，混凝土結構容易發生鋼筋銹蝕問題，從而導致混凝土結構強度及綜合性能受到負面影響，為此需要開展科學的鋼筋銹蝕檢測工作。在鋼筋銹蝕度不斷提高的情況下，混凝土結構強度會不斷下降，在本次檢測工作中，采用半電池定位檢測技術，在混凝土試件中插入待檢測鋼筋，之后將銹蝕檢測儀器與鋼筋連接，密切觀察檢測儀器的半電池點位變化，從而能夠判斷當前鋼筋側面銹蝕程度，鋼筋側面碳化程度提高到2.0mm后，則說明銹蝕程度較高，容易發生混凝土結構不穩定問題，此時需要更換新的鋼筋材料，避免其對水利工程混凝土結構產生影響。

3 水利工程混凝土結構質量問題處理措施分析

通過上文的分析可以看出，采用科學的檢測方法能夠判斷出當前水利工程混凝土結構存在的多項質量問題，為了保證混凝土結構質量合格，則需要采用相應的處理措施，結合檢測結果，制定科學的優化處理措施。結合相關實踐經驗，本文提出如下幾項有效的處理措施：①如果在水利工程混凝土結構檢測中，發現存在表面裂縫問題，在拆模處理后需要立即涂刷相應的養護劑，并在水利工程混凝土墩墻表面覆蓋塑料薄膜或土工布，為其建設良好的防風保濕環境，能夠有效降低混凝土水分蒸發速度，從而避免裂縫出現。②如果在檢測過程中，發現混凝土結構抗壓強度存在問題，主要是由于混凝土碳化問題而導致，需要根據水利工程建設區域的地理環境、氣候等因素，確定最佳的混凝土規格，可以在混凝土中添加相應的添加劑，并嚴格控制混凝土配比，保證混凝土能夠滿足當地的自然環境需求；如果混凝土結構碳化問題較為嚴重，可以采用圍套加固技術，采用在混凝土結構外部采用外包鋼筋套的方式，能夠提高混凝土結構穩定性和承載力，但是需要將其內部破損全部清除，還可以結合鋼板箍帶的方式，能夠提高混凝土的環向抗拉強度。③針對水利工程混凝土墩墻的深層溫度裂縫，其重點在于防治措施方面，按照深層溫度裂縫的主要成因，做好預防工作。例如，在施工混凝土結果設計階段，根據水利工程構筑物的實際質量要求，做好混凝土配比和骨料級配工作，在保證能夠滿足構筑物質量要求的基礎上，可以通過增加粉煤灰、減水劑等方式，減少混凝土配置水泥用量，同時能夠降低混凝土的水膠比，使用更少的水泥則能夠減少水化熱產生的熱量，最終實現對混凝土結構收縮量控制的目的。同時，混凝土中還可以加增加抗裂纖維，能夠全面提升混凝土墩墻的抗裂能力。針對水利工程混凝土結構裂縫問題，最為有效的處理方式是利用高壓灌注漿工藝，對深度較深的裂縫進行封閉，從而使其內部能夠被水泥砂漿填滿，可以采用的灌漿材料包括環氧樹脂、聚氨酯等。

4 結束語

綜上所述，本文全面闡述了水利工程混凝土結構常見病害及其原因，并制定了科學的混凝土結構檢測措施，最后提出多項水利工程混凝土病害的處理措施及方法，希望能夠對我國水利工程建設起到一定的借鑒和幫助作用，不斷提高水利工程混凝土結構質量。