水工混凝土評估体系研究.docVIP

水工混凝土结构病害机理评估体系的研究 杨道富 (黄河水利职业技术学院，河南 开封 475001) 摘要：重大工程灾害防治的关键，是通过混凝土现有强度、裂缝、渗漏、钢筋锈蚀、沉陷变形、结构破坏、现有刚度、温度影响、冻融、冲刷、气蚀磨损、水质分析 、碳化深度和氯离子含量测定等方面的特性分析，选择混凝土时实强度评估、混凝土内钢筋锈蚀评估、混凝土结构老化和炭化程度的评估、结构剩余承载能力估计等主要指标估算工程项目完好率，构建评估的技术体系。呼吁设置水工混凝土结构的运行档案和安全警示档案，建立“数字工程”的监测系统，实现微机时实监控工程的健康生命周期。 关键词：水工混凝土；病害机理；评估体系；数字工程; 时实监控; 生命周期 中图分类号： 文献标识码：A 文章编号： 0.引言 2001年国家自然科学基金项目指南提出，今后研究的重点是“重视重大工程灾害特性与防治技术方面的基础创新研究。”鼓励 “水工结构老化病害机理和评价及治理的新方法、新技术、新材料研究。”经过3年的研究认为：病害机理评估体系的建立是重大工程灾害防治的关键。 通过调查，发现了各种病害，结果令人担忧。我国约有8.6万座水库，数千万水工建筑物[1]，如果把水工结构病害机理的成因搞清楚，定期在汛前对水工建筑物进行病害机理的评估诊断，划分出等级标准，建立安全警示档案，先预报，早处理，以达到水利工程运行过程的有效控制，建立评估体系，提高水利事业防灾、避灾的综合能力和水平。 1钢筋混凝土主要检测项目及检测结果的判据 水工钢筋混凝土老化病害预评估，在现场检测和室内试验的基础上进行。影响的主要因素有：混凝土现有强度、裂缝渗漏、钢筋锈蚀、沉陷变形、结构破坏、现有刚度、温度影响、冻融、冲刷、气蚀磨损、水质分析 、碳化深度测定、氯离子含量测定等多方面的内容。各种检测都应有相应的判断标准。实际上常常无法实现全部检测，应抓住裂缝渗漏、混凝土强度和钢筋锈蚀等几个影响其安全及耐久性的主要因素进行评估[2]。 1.1混凝土现有强度评估 在评价混凝土现有实际强度时，首先，应区分混凝土受压、受拉、受弯或受剪部位，不同部位有不同的功能；然后，根据回弹法或回弹-超声波法检测结果，推算混凝土强度值，通过实测混凝土抗压强度R与混凝土设计抗压强度R0比较，评级标准定为完好、基本完好、轻微破损、破损、严重破损5级。 1.2裂缝和渗漏评估 对于混凝土裂缝和渗漏状况，裂缝的方向、形式、数量、缝宽、缝长、有无渗水、石灰质析出物或喷水等现象的程度，分无裂纹、少裂纹、轻微裂缝、明显裂纹、严重裂缝5级标准，评估、分级、确定破坏程度。 1.3混凝土内钢筋锈蚀评估 对于混凝土内钢筋锈蚀程度的评级[3],建议按无锈蚀、轻度锈蚀、较严重锈蚀、极严重锈蚀5级标准进行评估。同时，如果有条件进行碳化深度、氯离子含量、自然电位或混凝土电阻率分析等进行补充评估。 2水工钢筋混凝土结构老化、炭化程度的评估 2.1 老化评估标准 涵闸钢筋混凝土老化病害评估一般对钢筋混凝土结构的独立或局部结构进行，建议按下面4类加以评估。 （1）基本完好的结构。无裂缝渗漏，钢筋无锈蚀，强度满足设计要求，整体刚度较好等。 （2）轻微破坏的结构。混凝土保护层局部龟裂或有细微裂缝，或钢筋有轻度锈蚀，或混凝土强度局部低于设计要求，或整体刚度略低等，但都尚不威胁结构安全和严重影响耐久性。 （3）较严重破坏的结构。可靠性不能满足国家现行规范要求。混凝土有明显裂缝和渗漏现象，或钢筋严重锈蚀，混凝土强度低于设计强度，或整体刚度较差等，明显影响结构安全性、实用性和耐久性。 （4）严重破坏的结构。混凝土可靠性已经严重不满足国家现行规范要求。有严重影响工程安全的裂缝，或钢筋严重锈蚀，或混凝土实测强度远低于设计强度要求，或整体刚度极差者。 2.2 混凝土碳化的评估 混凝土碳化的检测方法是，凿下一部分混凝土，除尽粉末，滴上1%的酚酞的酒精液，碳化部分不变色，而非碳化部分混凝土因属碱性呈紫红色。 在测点混凝土表面钻孔，其深度大于预估的碳化深度，将灰尘吹净，然后向小孔壁喷洒由酒精配兑的1%浓度的酚酞溶液，仔细观察壁面内部是否变色，并用游标卡尺测量不变色部分深度即为该测点混凝土的碳化深度。 2.3碳化深度检测及测点布置 确定一座钢筋混凝土结构的使用年限，常用的方法是测定混凝土结构的碳化深度达到整个保护层的时间。选择碳化深度测点要合理，河南省水利科学研究所认为：大型水闸100个以上，中型水闸70～80个。钻孔直径约为15mm，其深度略大于混凝土的碳化深度。应合理选择测区，对于水工建筑物一般以水上混凝土作为检测重点，每一构件选择2～3个测试区，每一测试区取若干测点，对梁柱宜在侧面，板宜在底面，边角部位不宜取测试点。每次调查完后应该将孔洞及时封