浑河闸水质对钢筋混凝土结构影响浅析.pdf

工程建设与管理 东北水利水电 2 0 1 5 年第 1 期 [ 文章编号] 1 0 0 2 --0 6 2 4 ( 2 0 1 5 ) 0 1 —0 0 5 8 一O 2 浑河闸水质对钢筋混凝土结构影响浅析 姜洋 ， 谢 海亮， 孙雷 ( 辽宁省大伙房水库管理局 ， 辽宁 抚顺 1 1 3 0 0 7 ) [ 摘 要】 文章通过对浑河闸两岸的水样采集、 检测、 分析 ， 得 出浑河闸水质对钢筋混凝土结构 暂无影响 ； 以后应 定期 对闸前水质进行检 测 ， 为浑河 闸工程的安全运行提供 依据 。 [ 关键词]浑河闸； 水质； 钢筋混凝土结构 [ 中图分类号】 T v6 【 文献标识码】 B 浑河 闸( 亦称谟 家堡闸 ) 位于浑河 中下游 ， 距 大伙房水库 7 5 k m，坐落于沈阳市铁西 区后谟家 堡村。浑河闸是沈 阳城市防洪的出口控 制断面 ， 担 负着沈阳城市的防洪任务 ，是浑河沈阳城市的防 洪体系的一个重要组成部分。同时浑河 闸也是大 伙房水库下游灌溉 用水控制工程 ，担负着沈 阳市 于洪 区、 苏家屯 区、 辽 中县 、 新民市 、 和辽阳灯塔等 地区农田灌溉任务。 浑河闸主体工程包括拦河闸、 浑沙进 水闸 、 浑浦进水 闸 ， 均为钢 筋混 凝土结构 ， 浑河 闸的主体 安全运行是浑河 闸工程安全运行 的 关键 ，然而水质又是影 响钢筋混凝土结构的一个 重要 因素。 1 水质取样及水质分析 1 ． 1 水质取样 根据 DL ／ T S 1 5 2 — 2 0 0 1 和实际情况， 在闸前的左右岸选取代表 性的点分别采集水样 ，并编号为 1( 左岸 ) 、 2( 右 岸 ) ， 用石蜡进行密封 ， 并及 时送 回实验室进 行水 质分析 ，以防止水溶性气体进入和水变质影响检 测结果。 I ． 2 水质分析及结果 按照 S L 3 5 2 — 2 0 0 6 和 D L ／ T 5 1 5 2 — 2 0 0 1 < 水工混凝土水质分析试验规程》 对水样进行了试验，分别对 C a ， M ， c l 一 ， s o42 一 ， H C O 一 ， c o # 一 ， P H值 、 总酸度、 强酸酸度、 总碱度、 重碳酸盐碱度、 总硬度、 碳酸盐硬度、 非碳酸盐硬 度、 游离 C O ， 侵蚀 C O 等的含量进行了测定。得 S 8 出成果如表 I 。 表 1 水 质分析成 果 2 对混凝 土及钢筋 的腐蚀评 价 2 ． 1 对 混凝土的腐蚀评价 根据 G B 5 0 0 2 1 — 2 0 0 1 的 规定 ， 影响混凝 土的主要 指标有 ： 碳酸氢根 、 二氧 化碳 、 p H值 、 镁离子 、 硫酸根离子 。这些指标对混 凝土 的腐蚀分 为三类 ： 分 解类 ( 碳酸氢根 、 二氧化 碳． p H值 ) 、 分解结晶类( 镁离子 ) 、 结晶类( 硫酸根 离子) 。其中各项指标对混凝土的影响如下： 1 ) p H值 ： 影响混凝土 的耐久性 ， 碱性 太强 或 2 0 1 5 年第 1 期 东北水利水电 工程建设与管理 太 弱都会与水 中的硫酸盐等离 子反应 ，会使混凝 土失去强度及粘结性 ，影响混凝土结构的安全 ， p H值一般在 6 ． 8 ~ 7 ． 8 之间。 2 ) 碳酸氢根、 二氧化碳： 侵蚀性二氧化碳含量 过高 ， 碳酸氢根离子含量过低 ， 对混凝土腐蚀性越 强。其中二氧化碳可以使混凝土发生碳化反应， 碳 化反应是二氧化碳在水的作用下与氢氧化钙发生 化学反应生成碳酸氢钙，使混凝土中的氢氧化钙 含量降低 ， 碳化反应引起混凝土的收缩， 使混凝土 发生微细裂缝， 降低混凝土结构的使用寿命。 碳酸 氢根和二氧化碳可以构成一个溶解平衡，为了抑 制碳化反应碳酸氢根离子含量应大于 1 m m o l ／ L ， 水中侵蚀二氧化碳的含量应小于 1 5 m g ／ L 。 3 ) 镁离子 ： 镁离子 在一定 条件 下可 以与氢氧 化钙发生化学反应， 使混凝土受到腐蚀 ， 影响结构 的安全。水中的镁离子应小于 1 0 0 0 m g ／ L 。 4) 硫 酸根离 子 ： 可 以与混 凝土 中的钙离子 反 应生成硫酸钙 ， 使混凝土的体积增大， 产生很大的 内应力， 影响结构的稳定， 水中硫酸根离子的含量 应小于 2 0 0 mg ／ L 。 根据 G B 5 0 0 2 1 — 2 0 0 1 的 规定 ， 得 出浑河水中各指标对混凝土的影响如表 2 所示。 袅 2 浑河闸水质 对混凝 土的影 响 2 ． 2 对钢筋 的腐蚀评价 根据 G B 5 0 0 2 1 — 2 0 0 1的规定 ， 对钢筋影响最大 的是氯离子的含量。 氯离子是较强的去钝化剂， 当 浓度达到一定的临界值会与钢筋中的铁、水和氧 气发生电化学反应， 其电化学反应机理 ： Fe +2 Cl — — F e C1 +2 e — Fe +2 C1 一 +2 e o2 +2 H2 o+4 e —} oH一 进而使钢筋局部发生腐蚀， 在腐蚀的过程中还 起到了催化的作用。使钢筋的结构得到破坏 ， 影响 钢筋混凝土的强度， 促使浑河闸的主体工程受到影 响。氯离子对钢筋的影响分为长期浸水和干湿交 替两种情况，水中氯离子的含量长期浸水应小于 1 0 0 0 0 mg ／ L ， 干湿交替时应小于 1 0 0 m g ／ L 。根据 G B 5 0 0 2 1 — 2 0 0 1 的规定 ， 得出 浑河水中的氯离子对钢筋的影响如表 3 所示。 表 3 浑河 闸水 质对混凝 土的影 响 注 ： 当水或土中同时存在氯化物和硫酸盐时， 表中的 c l 一 含量是指氯化物中的 c l 一 与硫酸盐折算后的 c l 一 之和 ， 即 C 1 一 = C 1 一 + s o‘ 2 一 x 0 ． 2 5 ， 单位分别为 mg ／ L和 mg ／ K g 3 结语 通过 对浑河 闸上游水 质分析得 出以下主要结 论及建议 ： 1 ) 目前浑河闸水质对钢筋混凝土结构无腐蚀 ， 可以保证闸体在此水质条件下安全运行。 2 ) 为更好地掌握水环境对浑河闸工程的影响 ， 应该定 期对浑河 闸上游的水质进 行监 测分 析 ， 为 浑河 闸工程的安全运行提供技术支持 使浑河 闸 工程发挥最大的效益。 3 ) 定期分析的结果应该备案存档 ， 以供今后 浑河闸上下游修筑钢筋混凝土建筑物作为参考。 4 ) 沈阳市政府应该加强对浑河的治理 ， 促使 水质的提高 ， 进而延长浑河闸工程的使用寿命。 [ 参考文献 ] [ 1 ]DL ／ T 5 1 5 2 - 2 0 0 1 ， 水工混凝土水质分析试验规程[ s ] ． 北 京： 中国电力出版社， 2 0 0 2 ． [ 2 ] 5 1 ．3 5 2 — 2 0 0 6 ， 水工混凝土试验规程[ s ] ． 北京： 中国水利 水 电出版社 ， 2 0 0 7 ． [ 3 ] G B 5 0 0 2 1 --2 0 0 1 ， 岩土工程勘察规范I s ] ． 北京： 中国建 筑工业出版社， 2 0 0 9 ． [ 4 ] 李文森， 栗永基． 岩滩水电站大坝水环境检测及水质初 步分析[ 1 ] _ 红水河， 2 0 1 1 ( 4 ) ： 1 7 — 2 1 ． [ 5 ] 李学智． 混凝土中的氯离子的危害及防治措施[ 1 ] ． 混凝 土 ， 2 0 0 6 ( 1 0) ． 【 收稿 日期】 2 0 1 4 —0 8 —2 1 5 9