【正文】 度的裂縫，但不會(huì)迅速破壞，只有限制裂縫寬度的問題，使其不達(dá)到有害的程度。 (2)混凝土構(gòu)件的配筋率混凝土構(gòu)件的配筋是混凝土自身的內(nèi)部約束，它對于防止混凝土開裂有著重要意義?；炷恋奶攸c(diǎn)是其抗拉 強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其抗壓強(qiáng)度，前者約為后者的 1／ 10。荷載對水工混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因的影響研究在變形裂縫中收縮裂縫占有 80％的比例，混凝土構(gòu)件的收縮裂縫就是由于該構(gòu)件受到與其相連接的其余構(gòu)件的約束，使其不能在某一個(gè)或多個(gè)自由度方向上自由收縮，從而使該構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生收縮應(yīng)力。因此，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)角度，應(yīng)對構(gòu)件的約束力有所要求。然而，正是由于鋼筋及構(gòu)件節(jié)點(diǎn)的作用，使混凝土結(jié)構(gòu)處于一種外部約束或內(nèi)部約束的作用中，從而使約束與變形這一對矛盾表現(xiàn)出來。但是從這兩種材料的性狀看，它們有很大差異，尤其混凝土是一種復(fù)雜的人造材料，它在硬化中因各 種原因產(chǎn)生不同的變形。根據(jù)有關(guān)調(diào)查資料顯 示，由外荷載的直接應(yīng)力引起的結(jié)構(gòu)裂縫約占裂縫總和的 20％ 。 (4)寒潮引起的混凝土裂縫在混凝土澆筑初期，水泥釋放大量的水化熱，若突遇寒潮，使混凝土表面溫度驟降而產(chǎn)生很大的溫降收縮，受到內(nèi)部混凝土的約束，則產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力致使混凝土表面開裂，該種裂縫一般為表面淺層裂縫，～般發(fā)生在新澆筑的混凝土還未產(chǎn)生 抗拉強(qiáng)度之前，由于溫差而承受較高的內(nèi)應(yīng)力或約束應(yīng)力；該裂縫的形成與澆筑塊的尺寸及長寬比例有關(guān)，對于大體積水工混凝土結(jié)構(gòu)也是很危險(xiǎn)的。 (2)基巖的約束裂縫混凝土在入倉溫度及其水化熱溫升的作用下，內(nèi)部溫升很大，當(dāng)混凝土因外界溫降引起的收縮變形受到基巖的約束時(shí)，將會(huì)在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)很大的拉應(yīng)力而產(chǎn)生約束裂縫， 這種裂縫一般較深，將破壞結(jié)構(gòu)的整體性，受混凝土的收縮程度、溫 差大小、溫度變化速度、地基對結(jié)構(gòu)的約束作用等因素影響。在混凝土澆筑過程中，若采用高水化熱的水泥或澆筑溫度過高、施工進(jìn)度、施工間 歇時(shí)間控制不當(dāng)、壩體分縫不合理、早期養(yǎng)護(hù)和表面保護(hù)不及時(shí)，均易產(chǎn)生溫度裂縫。 2． 3． 1荷載原因 2． 3． 1． 1溫度荷載 溫度裂縫的產(chǎn)生主要由以下幾種原因引起： (1)溫控不當(dāng)引起的裂縫溫控措施對混凝土溫度裂縫的產(chǎn)生影響非常大。要正確認(rèn)識(shí)和分析混凝上結(jié)構(gòu)的裂縫，首先要對混凝上的原材料、結(jié)構(gòu)特性、部位特性、澆筑時(shí)間、所處環(huán)境有所了解，把這些宏觀條件了解清楚之后，再具體掌握裂縫的分布、走向、形成時(shí)間、發(fā)展情況、深度、寬度等微觀情況，根據(jù)得到的信息和數(shù)據(jù)，進(jìn)而 分析裂縫的成因。 (6)混凝上裂縫按其成因可分為沉降裂縫、塑性裂縫、溫度裂縫、應(yīng)力裂縫等。 4 (5)混凝土裂縫按形成的時(shí)間先后進(jìn)行分類，可分為早期裂縫、中期裂縫、后期裂縫。其中： ① 死縫的寬度和長度已經(jīng)穩(wěn)定，不再發(fā)展； ② 準(zhǔn)穩(wěn)定裂縫寬度隨季節(jié)或某因素呈周期性變化，長度變化緩慢或不變 ，這種運(yùn)動(dòng)屬于穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)； ③ 不穩(wěn)定裂縫的寬度和長度隨外界因素的變化而發(fā)展。其中： ① 輕度裂縫指對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定影響較小的裂縫； ② 重度裂縫是指使結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定有所降低的裂縫； ③ 危害性裂縫則是指使結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、穩(wěn)定以及耐久性降低到臨界值或臨界值以下的裂縫。其中： ① 表面裂縫主要指混凝土表面的龜裂： ② 淺層裂縫指開裂深度較淺的裂縫； ③ 深層裂縫是指由混凝土內(nèi)部延伸至部分結(jié)構(gòu)面的裂縫，這種裂縫一般要影響結(jié)構(gòu) 的安全； ④ 貫穿裂縫則指延伸至整個(gè)結(jié)構(gòu)面，將結(jié)構(gòu)分離，嚴(yán)重影響和破壞結(jié)構(gòu)的整體性和防滲性能的裂縫。 2. 2 裂縫滲漏的類型 裂縫的類型很多，性狀千差萬別，要認(rèn)識(shí)混凝土裂縫，必須對裂縫的成因及形式進(jìn)行全面的、分門別類的分析，現(xiàn)從以下幾個(gè)方面對混凝土裂縫進(jìn)行分類。施工原因 : 止水帶位置偏離、止水帶周圍砼有蜂窩孔洞、止水帶焊接不 嚴(yán)密、密封材料嵌填質(zhì)量差和砼面脫離等。變形縫止水結(jié)構(gòu)失效有設(shè)計(jì)、施工和材料等三方面的原因。 2. 1 變形縫滲漏成因分析 變形縫是身伸縮縫、沉降縫和抗震縫的總稱。 ⑸混凝土飽和面干吸水率是混凝土中孔結(jié)構(gòu)和密實(shí)度的一個(gè)間接指標(biāo)，飽和面干吸水率越大則表示混凝土孔隙含量越大而密實(shí)度越小。通過滴定計(jì)算出混凝土中 Ca( OH)2的溶出量（以 CaO）計(jì)）。 ⑵混凝土在壓力水作用下的滲透試驗(yàn)，在壓力式混凝土溶蝕儀上進(jìn)行。而國外早期的研究，限于當(dāng)時(shí)的試驗(yàn)手段，更沒能進(jìn)行滲漏溶蝕對混凝土微孔結(jié)構(gòu)、水化 產(chǎn)物成分和微觀形態(tài)的研究。直到 20 世紀(jì) 70 年代后期，作者結(jié)合防滲墻混凝土耐久性的研究，在國內(nèi)首先進(jìn)行了混凝土的溶蝕試驗(yàn)，并在 1986 年發(fā)表了有關(guān)混凝土溶蝕試驗(yàn)的論文《雙摻防滲墻混凝土耐久性的探討》。以后美國的一些學(xué)者也曾進(jìn)行過大壩裂縫滲水處混凝土芯樣的破壞情況的研究。莫斯克文在 1952 年和 1980 年分別出版 了混凝土腐蝕的專著，其中對混凝土溶蝕的試驗(yàn)方法、影響引述、抗溶蝕混凝土的結(jié)構(gòu)和安全滲透系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了論述，同時(shí)也對混凝土產(chǎn)生溶蝕破壞的機(jī)理進(jìn)行理論性的探討。斯科雷尼科夫 1933 年曾形象的把混凝土的溶蝕破壞稱為“白死病”，這是由于滲漏使混凝土中 Ca(oH)2產(chǎn)生了溶出，并與空氣中的 CO2反應(yīng)生成白色的 CaCO3結(jié)晶。 1． 2 國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài) 對混凝土滲漏的研究，國外以前蘇聯(lián)進(jìn)行得較早和較多。運(yùn)行管理中可以采取相應(yīng)措施，避免不利荷載組合，從而可以減少 滲漏 的產(chǎn)生和發(fā)展，降低 滲漏 的危害程度，從而使工程在保證安全的前提下，充分發(fā)揮其工程效益。 研究的 目的和意義 因水工混凝土結(jié)構(gòu)的 滲漏 問題是一個(gè)非常復(fù)雜的問題，需進(jìn)～步探討 滲漏 成因的有效的分析方法和手段。豐滿大壩地處嚴(yán)寒地區(qū)（吉林?。?，由于壩體大量滲漏又引起了大壩混凝土的嚴(yán)重凍融剝蝕破壞和凍脹破壞。經(jīng) 19741984 年對滲漏水中離子含量分析測試結(jié)果表明，每年從壩體混凝土中溶出的離子含量（主要是鈣離子）就高達(dá) 9t，從壩基帷幕中溶出的離子含量達(dá) ，即每年從整個(gè)大壩混凝土中溶出的離子總量達(dá) 。 在調(diào)查的 32 座大壩中，每座大壩均存在不同程度的滲漏。 1，由于受到水、大氣、侵蝕性介質(zhì)和正負(fù)溫度的反復(fù)作用，從而產(chǎn)生老化和各種病害。據(jù) 20 世紀(jì) 80 年代中期的全國水工混凝土耐久性及病害調(diào)查表明、滲漏是水工混凝土建筑物因耐久性不良而出現(xiàn)的主要病害之一。如豐滿大壩，對 20 世紀(jì) 50 年代初期大壩滲漏量多大 273L／ s。為解決壩體和壩基的滲漏達(dá) 118t。為確保大壩的安全運(yùn)行，水利電力部和東北電力局投入巨資，從 1990年開始對大壩進(jìn)行了全面的防滲加固處理。本論文將針對水工混凝土結(jié)構(gòu)運(yùn)行期的 滲漏 問題，對 滲漏 產(chǎn)生的原因進(jìn)行深入的研究，結(jié)合統(tǒng)計(jì)資料和實(shí)測資料，研究了 裂縫，變形縫 對水工混凝土 滲漏 的影響，得出了 處理措施 ?？傊瑢?滲漏 的成因研究不僅有著重要的學(xué)術(shù)價(jià)值，而且對指導(dǎo)工程運(yùn)行管理和科學(xué)決策提供支持，有著重大的實(shí) 用價(jià)值。貝科夫 1926 年發(fā)表的論文中指出，“任何以波特蘭水泥制的混凝土建筑物，都必然經(jīng)受實(shí)惠的浸析作用，并在一定期限內(nèi)喪失全部膠凝性而遭受破壞”。金德在1937 年發(fā)表的論文《水工結(jié)構(gòu)中混凝土的腐蝕》中進(jìn)一步指出了混凝土浸析破壞的危險(xiǎn)性。美國墾務(wù)局從 20 世紀(jì) 40 年代開始，也進(jìn)行過大壩混凝土滲漏的研究，初 2 步探討了混凝土溶蝕對抗壓強(qiáng)度的影響，一級(jí)養(yǎng)護(hù)齡期等因素對滲漏的影響。我國對混凝土滲漏的實(shí)際試驗(yàn)研究工作開展的較晚，人們對水工混凝土建筑物的滲漏問題雖然一直非常重視，但對滲漏會(huì)引起混凝土溶蝕破壞認(rèn)識(shí)還不夠。此后又與關(guān)英俊教授和徐文雨碩士盒子，進(jìn)行了大壩混凝土滲漏的研究，并在 1990 年國際混凝土滲漏破壞機(jī)理的專門研究都較少，而且試驗(yàn)采用的方法大都是浸析法和滲林法（即用水泥凈漿和砂漿小試塊，在水中浸泡或無壓水滲淋），與水工混凝土在壓力作用下產(chǎn)生的滲漏和內(nèi)部溶蝕 的實(shí)際情況差距較大。 1． 3 主要研究內(nèi)容和方法 本項(xiàng)研究采用混凝土實(shí)體，在壓力作用并產(chǎn)生滲漏的條件下，進(jìn)行混凝土滲漏溶蝕的研究，具體方法有：⑴混凝土實(shí)體采用二級(jí)配混凝土∮ 15cm 15cm 圓柱體試件，水泥為大同普硅 525 號(hào)，水泥化學(xué)成分表省去，砂石料為北京產(chǎn)生河砂及卵碎石，混凝土配合比表省去。⑶混凝土中 Ca( OH)2的溶出量，采用化學(xué)滴定法，滴定液為濃度 的鹽酸，指示劑為酚酞酒精溶液。⑷混凝土抗壓強(qiáng)度的測試采用標(biāo)準(zhǔn)方法（ SD 10582《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》中 條）和非破損法結(jié)合進(jìn)行，非破損法通過測定試件的動(dòng)彈性模量（共振頻率）和超聲波傳遞速度，并建立其與強(qiáng)度的相應(yīng)關(guān)系來測定抗壓強(qiáng)度。 3 第二章 滲漏成因分析 滲漏現(xiàn)象出現(xiàn)后，首先我們要進(jìn)行滲漏成因分析，實(shí)際上就是分析混凝土結(jié)構(gòu)中存在的貫通缺損的成因，包括變 形縫和裂縫的滲漏成因分析。水工混凝土建筑物的特點(diǎn)，要求其變形縫必須具有以下性能：能夠滿足建筑物各部分之間的變形、變位的要求，消除相互間力的傳遞；變形縫止水結(jié)構(gòu)水密性能優(yōu)良，在設(shè)計(jì)水頭壓力的作用下，不發(fā)生滲漏；止水材料耐久性優(yōu)良。 設(shè)計(jì)方面的原因：變形縫尺寸設(shè)計(jì)不合理，密封止水材料的長期允許伸縮率不能滿足變形縫變形要求等。 止水材料方面的原因：止水材料年久老化腐爛，或失去原來彈塑性而開裂或被擠出等。 (1)按裂縫的特性 (縫寬、縫長、縫深 )分為表面裂縫、淺層裂縫、深層裂縫及貫穿裂縫等。 (2)按裂縫的危害程度分為輕度裂縫、重度裂縫和危害性裂縫。 (3)按裂縫的活動(dòng)性質(zhì)分為死縫、準(zhǔn)穩(wěn)定裂縫和不穩(wěn)定裂縫等。 (4)按裂縫的形狀可分為水平裂縫、垂直裂縫、縱向裂縫、橫向裂縫、斜向裂縫及放射裂縫等。其中：① 早期裂縫一般出現(xiàn)在一個(gè)月內(nèi)，為混凝土尚未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)形成的裂縫； ② 中期裂縫形成在六個(gè)月內(nèi)，為混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，由于設(shè)計(jì)因素或施工原因造成的荷載對水工混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因的影響研究裂縫； ③ 后期裂縫是其后 1 年～ 2 年或更長時(shí)間形成的裂縫，主要是由于 外界因素，如突發(fā)情況或自然界侵蝕造成的裂縫。裂縫的形式并不是單一的，有許多裂縫可能同時(shí)具有幾種裂縫的特性，有時(shí)可從一種裂縫特性轉(zhuǎn)化為另一種裂縫特性，總之，裂縫的形式是多樣化的，沒有統(tǒng)一、嚴(yán)格的劃分標(biāo)準(zhǔn)和界限。 2． 3 裂縫的成因 許多學(xué)者和工程技術(shù)人員結(jié)合實(shí)際工程對