二、内在缺陷
1.强度不足
产生混凝土强度不足的原因是多方面的,主要是配合比设计、搅拌、现场浇捣和养护四个方面的问题造成的。
(1)配合比设计问题。没有用试验室给定的配合比,而是采用经验配合比施工,或没有按施工现场实际材料含水量调整施工配合比,而造成水灰比过大,或原材料和外加剂计量不准,误差过大,都有可能导致混凝土强度不足。
(2)搅拌不按规定要求操作。搅拌时加料顺序颠倒及搅拌时间过短,造成搅拌不均匀,或任意增加用水量,配合比以重量折合体积比,造成配合比称料不准。以上均能导致混凝土强度的降低。
(3)现场浇捣和养护不按规定要求操作。在施工中振捣不实及发现混凝土有离析现象时,未能采取有效措施来纠正,不按规定的方法、时间对混凝土进行妥善的养护,以致造成混凝土强度降低。
(4)混凝土试块制作不符合要求。选模不当,试模变形,或混凝土试块没有按标准养护,或养护前保存不当,使混凝土过早失水或失水过多,使混凝土试块抗压强度值降低,难以达到混凝土结构构件的规定强度值。
2.保护性不良
当钢筋混凝土结构的保护层被破坏或混凝土本身的保护性能不良时,钢筋会发生锈蚀,铁锈膨胀引起混凝土的开裂。
产生这些问题的主要原因是:钢筋的混凝土保护层厚度严重不足,或混凝土在施工时形成表面缺陷,在外界条件作用下使钢筋锈蚀;其次是在混凝土内掺入了过量的氯盐外加剂,造成钢筋锈蚀,致使混凝土沿钢筋位置产生裂缝,锈蚀的发展使混凝土剥落而露筋。
以上两种情况应视产生问题的原因而采取相应的措施去解决。
3.空鼓、石窝
空鼓通常出现在预埋钢板的下面;石窝大多出现在大体积混凝土工程中。
(1)产生空鼓的主要原因是:浇筑时因混凝土流动性较差或振捣不足,而使预埋钢板底部未充满混凝土。修补方法:在板外挖小槽坑,将混凝土压入,直至饱满、无空鼓声为止。如钢板较大或估计空鼓较严重,可在钢板上钻孔,按二次灌浆法将混凝土压入。
(2)产生石窝的主要原因是:用皮带机、斜槽浇筑混凝土,末端未设串筒或挡板,用人工浇筑,没有反铲下料。修补方法:严重的应会同设计部门共同处理;如石窝不大,可用灌浆法将混凝土压入。
4.渗漏
混凝土坝体渗漏是很严重的混凝土缺陷。渗漏给水工建筑物带来一系列的不利影响,危及建筑物的运行安全,会使建筑物产生溶出性侵蚀,即外渗水将水泥中的氧化钙溶化析出,变成氢氧化钙,在出水口处形成碳酸钙结晶等溶蚀状态,从而使混凝土强度下降。有资料表明,当混凝土中氢氧化钙被溶出25%时,混凝土强度将下降50%;当氢氧化钙被溶出33%以上时,混凝土将成为疏松体而失去强度。因此渗漏是一种不可忽视的内在病害。例如吉林丰满水电站由于坝体经多年大量渗漏,混凝土中钙离子流失太多,已使大坝遭到明显的溶蚀破坏,留下了较大隐患。
导致坝体渗漏的主要原因:一是坝体中有裂缝和连通的蜂窝孔洞,形成了渗水通道;二是坝体的止水设施质量差或浇空、浇翻、漏埋,使止水失去效果。如果库水具有较强的化学侵蚀性,也会在长期的化学侵蚀下,使坝体产生渗漏。因为渗漏和溶蚀的共同作用,将加速坝体渗漏破坏。尤其是当库水中含有硫酸盐(如硫酸钠)时,与混凝土中的氢氧化钙反应生成硫酸钙,会产生体积膨胀,而硫酸钙与混凝土中的铝酸三钙反应生成硫铝酸钙,会产生第二次体积膨胀。膨胀应力使混凝土胀裂、变酥,极大地降低混凝土强度,使混凝土遭到破坏,甚至成粉末状。我国西北地区水电站的混凝土,如刘家峡、盐锅峡、八盘峡等,普遍存在着硫酸盐的侵蚀,尤以八盘峡的情况最为严重。
(1)迎水面冷缝、蜂窝麻面渗漏处理。冷缝、蜂窝麻面渗漏属局部渗漏,其处理方法主要是采用环氧砂浆、预缩砂浆在迎水面进行涂抹封堵。(https://www.daowen.com)
环氧砂浆封堵工艺:
1)环氧砂浆涂抹封堵前的准备工作。对于被涂抹封堵的混凝土表面,要求凿毛清除松散部位,使坚实混凝土露出,表面要求干燥和平整。对于渗水部位应采取不同方法将水堵住或引走。在低温或负温施工时,被涂抹封堵面要预热至15℃以上,且不得高于40℃。
2)涂抹环氧树脂基液。为了使老混凝土表面充分被环氧树脂浆液湿润,保持良好的粘结力,在涂抹环氧砂浆时,应先在表面涂一层环氧基液。在涂刷基液时,力求薄而均匀,对于凹凸不平难于涂刷的地方,应反复多次涂刷,基液厚度应以不超过1mm为宜。涂刷基液后须间隔一定时间(一般30~60min),使基液中的气泡消除后,再涂抹环氧砂浆。涂刷方式可用毛刷将基液均匀刷在混凝土面上,或用喷枪将基液直接喷射在混凝土面上。为便于涂匀,可在基液中加入少量丙酮(3%~5%)。已涂刷基液的表面,应注意保护,防止灰尘掉在上面。
3)涂抹环氧砂浆。平面涂抹时应摊铺均匀,每层厚度不宜超过1.0~1.5cm,底层厚度应在0.5~1.0cm,并用铁镘反复压抹,使表面翻出浆液,如有气泡必须刺破压紧。斜、立面涂抹时,由于浆液流淌,应用铁镘不断地压抹,并适当增加砂浆内的填料,使环氧砂浆稠度增大。环氧砂浆厚度以0.5~1.0cm为宜,如过厚应分层涂抹,超过4cm时最好立模浇筑。顶面涂抹时极易往下脱落,在涂刷底层时,可用粘度较大的基液,并力求均匀。环氧砂浆涂层的厚度以0.5cm为宜,如超过0.5cm时,应分层涂抹,每层厚度可控制在0.3~0.5cm,每次涂抹均需用力压紧。
(2)接缝渗漏处理。接缝包括纵缝、横缝。一般情况,纵缝和横缝都要进行灌浆,但也有些坝的横缝可以不灌浆。接缝渗漏在灌浆前或灌浆过程中已经发现的,经过灌浆后,坝(闸)运行过程中,一般不会再有渗漏问题。
接缝产生渗漏的原因如下:①止浆片和坝体混凝土没有结合好。止浆片安装后,在浇筑混凝土时,止浆片附近混凝土漏振。②有些是止浆片本身安装就不合格,如止浆片卷曲、漏焊或被挤翻等,引起止浆片和混凝土结合不好。或者是由于混凝土振捣不密实或漏振,下料过快过厚,骨料堆集,致使混凝土出现架空,这些架空部位绕过止浆片而与外界相通,造成渗漏。③坝体内部的混凝土架空,不与外界相通,只是在接缝灌浆前压水时,表现为相邻同高程灌浆区互相串通。
接缝渗漏处理方法:
1)止浆片与混凝土结合不好,引起渗漏的处理方法。水平止浆片漏水,主要是灌浆区上部无压块或上部灌浆区未形成,其处理方法见图3-18。垂直止浆片处理方法见图3-19、图3-20、图3-21。
2)接缝通过架空并绕过止浆片与外界相通而引起的渗漏处理方法。此类渗漏,采用环氧砂浆或预缩砂浆封堵,封堵工艺见冷缝、蜂窝麻面渗漏处理方法。

图3-18 水平止浆片漏水处理

图3-19 垂直止浆片漏水处理

图3-20 垂直止浆片漏水处理

图3-21 垂直止浆片漏水处理
3)接缝同高程灌浆区,通过架空相互串通处理方法。此类渗漏,在灌浆前一般不作专门处理,而采取互串灌浆区同时灌浆的办法处理。