膠東輸水明渠混凝土襯砌板腐蝕破壞原因探析

王 兵

（山東省萊州市膠東地區(qū)引黃調(diào)水工程建設(shè)管理局，261400，萊州）

2009年2月20日，山東省膠東輸水工程平度市境內(nèi)襯砌完畢不到一年的部分渠段混凝土預(yù)制板出現(xiàn)龜裂、脫皮現(xiàn)象，嚴(yán)重的甚至崩解破碎，強(qiáng)度完全喪失。混凝土只經(jīng)歷了一個冬季就產(chǎn)生如此嚴(yán)重的破壞現(xiàn)象比較罕見，應(yīng)盡快找出破壞原因，尋找解決方案，避免在后續(xù)工程建設(shè)中埋下質(zhì)量隱患。

一、研究辦法

混凝土材料的破壞主要是物理破壞和化學(xué)腐蝕破壞，本次研究主要從以下三個方面進(jìn)行：

1.混凝土預(yù)制板質(zhì)量檢測

混凝土預(yù)制板的生產(chǎn)質(zhì)量對混凝土的耐久性有著直接影響，因此首先檢查在混凝土生產(chǎn)和施工環(huán)節(jié)是否存在質(zhì)量問題，是否會因自身強(qiáng)度等級和抗凍融等級達(dá)不到設(shè)計指標(biāo)而產(chǎn)生凍融破壞。因此，在混凝土板預(yù)制廠隨機(jī)抽取2塊，用回彈儀測其抗壓強(qiáng)度，然后在實(shí)驗室內(nèi)進(jìn)行抗凍融實(shí)驗。

2.混凝土環(huán)境介質(zhì)檢測

環(huán)境介質(zhì)對混凝土的腐蝕性各不相同，明渠段對混凝土襯砌可能產(chǎn)生腐蝕破壞的介質(zhì)主要是地下水和土壤，為此，對相關(guān)渠內(nèi)地下水和回填土壤取樣并進(jìn)行室內(nèi)測試，以檢驗并確定這些介質(zhì)中是否存有對混凝土具有腐蝕性的物質(zhì)及其含量。對照 《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計規(guī)范》（GB 50046—95） 中腐蝕性土、水對建筑材料的腐蝕性等級劃分，確定環(huán)境水、土對混凝土的腐蝕性等級（表 1、表 2）。

3.混凝土破壞體成分檢測

混凝土預(yù)制板腐蝕破壞殘體是混凝土與腐蝕性介質(zhì)相互作用的產(chǎn)物，通過對破壞預(yù)制板取樣進(jìn)行室內(nèi)分析檢測，對比非破壞體，可以確定是何種腐蝕性介質(zhì)對混凝土產(chǎn)生了腐蝕破壞。

二、檢測成果及分析

1.檢測成果

混凝土預(yù)制板檢測成果見表3，土樣烘干消解后檢測成果見表4，土樣浸水提取后水溶液檢測成果見表5，水樣檢測結(jié)果見表6，六邊形混凝土預(yù)制板對比檢測成果見表7。

表1 污染土對建筑材料的腐蝕性等級

表2 腐蝕性水對建筑材料的腐蝕性等級

2.檢測結(jié)果分析

①從預(yù)制板檢測結(jié)果看，從預(yù)制場抽取的混凝土板抗壓強(qiáng)度等級、抗凍融等級均能達(dá)到設(shè)計指標(biāo)，因此可排除因混凝土自身質(zhì)量問題而產(chǎn)生凍融破壞的可能。

②從土樣結(jié)果看，土中含有對混凝土能產(chǎn)生腐蝕的Cl-、、Mg2+中，含量達(dá)到了中腐蝕等級，對土浸水過濾后，水溶液也達(dá)到弱腐蝕等級。

③從水樣檢測結(jié)果看，水的pH值接近中性水，水中對混凝土有腐蝕作用的 Cl-、、Mg2+含量分別達(dá)到265.34～379.57 mg/L、78.85～253.6 mg/L、37.79～79.48 mg/L。 其中，含量在局部達(dá)到253 mg/L，為弱腐蝕等級水，這主要因為水樣提取時地下水的大量滲入，各種離子濃度相對低一些。

④從腐蝕破壞的混凝土預(yù)制板破碎殘體與未腐蝕破壞的混凝土預(yù)制板對比試驗看，MgO、CaO含量基本相同，只有含量差值較大。

三、結(jié)論及建議

表3 混凝土預(yù)制板檢測成果表

表4 土樣烘干消解后檢測成果表

表5 土樣浸水提取后水溶液（水∶土=5∶1）檢測成果表

表6 水樣檢測結(jié)果表

表7 混凝土預(yù)制板對比檢測成果表

建議在受腐蝕性土壤和地下水影響的渠段，采用抗硫酸鹽水泥護(hù)砌，對已經(jīng)形成腐蝕破壞的閘及橋墩底部，采用噴射或批抹抗硫酸鹽水泥的聚合物（丙乳）砂漿進(jìn)行修補(bǔ)。

[1]工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計規(guī)范（GB 50046—95）[S]1995.

[2]申春妮，等.混凝土硫酸鹽侵蝕影響因素的探討[J].水利與建筑工程學(xué)報，2004（2）.