论水工建筑物混凝土的腐蚀与防护措施

论水工建筑物混凝土的腐

蚀与防护措施

Revised by Hanlin on 10 January 2021

论水工建筑物混凝土的腐蚀与防护措施摘要：本文主要以水工建筑混凝土腐蚀的问题为基点，对水工建筑混凝土腐蚀的类型及成因进行简单分析，并简要介绍混凝土防腐蚀的常用措施，依此为基础探讨水工建筑物混凝土腐蚀的防护思路与策略。

关键词：水工建筑；混凝土；腐蚀；防护措施

一、水工建筑物混凝土腐蚀的类型及成因分析

整体来看，砂石与水流冲刷、风蚀、雨水冲刷等这些因素都是造成水工建筑物混凝土腐蚀的原因，但一般情况下，我们认为含有砂石的水流的冲击是腐蚀问题发生的最主要原因。因此，从砂石、水流冲刷的角度上来看，水工建筑物混凝土腐蚀病害的常见类型主要有四种，即混凝土磨损、混凝土冲击、混凝土空蚀和混凝土激流震动破坏。

(一)混凝土磨损

混凝土磨损是流经混凝土水工建筑物的水流中夹杂各种固体的颗粒，这些颗粒在水工建筑物的结构表面所发生的滚动、滑动与跳动等摩擦行为将直接造成混凝土的磨损。这种含砂水流的磨损从本质上看属于水砂的二相流问题，当水流中的砂粒冲刷水工建筑的混凝土固体壁面的时候，会将一部分或者是全部的能量都传递至壁面的材料，这部分能量在壁面转化成为混凝土表面的变形能，造成混凝土的磨损。

(二)混凝土空蚀

恒温状态下，液体用静力或者是动力的方式加压至某一程度便会出现充满气体或者是充满蒸汽的汽包出现，我们将这种现象称之为空化。若液体流经区域的压强低于某个临界值，液体则会出现空化的现象，在低压区域空化的水流就会夹带大量空泡，直至流经下游区域压强相对较高的区域时，气泡会出现溃灭，并伴随约为700MPa的较大压强出现。若气泡在水工建筑物结构边壁的表面或者是附近发生溃灭，则会对水工建筑物结构边壁的表面结构形成相对较大的冲击，进而造成对混凝土边壁的破坏，引发空蚀病害的出现。

(三)混凝土激流震动破坏

作为水利工程的重要组成部分，水工建筑基本都处于一种水流速度相对较快的水环境中，高速紊动强烈的水流，能够形成作用在水工建筑混凝土结构壁面的紊流脉动的较大压强，其合力则构成作用在机构壁面的激振力，而这种激振力则有可能造成过流边界结构的振动。但混凝土结构所具备的抗拉强度一般都比较小，因此在长期的运行过程中，激振力则可能造成混凝土结构的疲劳破坏。

二、水工建筑物混凝土腐蚀的常用措施

一般情况下，要有效防范水工建筑物混凝土腐蚀病害的发生，水工建筑物可从结构造型、材料选择和施工技术等几个方面进行特别处理。

(一)合理设计水工建筑物的结构造型

合理地设计并选择水工建筑物的结构和造型对于提升水工建筑物混凝土抗腐蚀能力具有相对重要的意义，毕竟一旦建筑物的整体结构与造型已经形成，要通过其他方式来提升建筑物的抗腐蚀能力就相对困难，且费用的投入也会比较多。因此，实践中，常用对水工建筑物结构与造型的合理规划来提升水工建筑物混凝土的防腐蚀能力。

(二)以材料的科学选择提升结构抗腐能力

材料的科学选择通常从两个方面进行关注，首先是合理选择抗冲蚀材料，其二则是对材料进行掺气减蚀的抗磨处理。

1.抗冲蚀材料的合理选择

目前，用与水工建筑物结构表面的抗腐蚀材料多种多样，一般来说，具备较好抗空蚀性能的材料基本都具备较好的抗磨蚀能力；当然，由于材料硬度对其抗磨蚀的性能有一定的影响作用，所以进行材料选择的时候，相关人员还必须对材料的硬度加以关注，保证材料可以具备一

定的任性，以便于通过材料的韧性来吸收一部分的冲击能量，并有效减小因材料疲劳而造成的各种断裂性的破坏。目前常见的的混凝土类的抗冲蚀材料主要有高标号混凝土、微纤维多远复合混凝土、钢纤维混凝土、聚合物混凝土、HF混凝土以及硅粉混凝土等。

2.材料掺气减蚀抗磨处理

空气水流是导致水工建筑物混凝土结构壁面空蚀破坏的重要原因，而利用人工掺气的方式来改变水流的状态，进而壁面空蚀的现代技术已经在国内外部分水工建筑物的建设工程中得到了应用，并取得了较为显着的成果。同时，也有研究表明，人工掺气是有助于提升水工建筑混凝土边壁材料对各种含砂的高速水流的较强磨蚀侵害进行有效抵抗的。因此，材料掺气的减蚀抗磨处理成为我国水工建筑物混凝土抗腐蚀处理的重要措施。