渠道工程混凝土襯砌結構鹽漬化侵蝕機理與應對策略

楊瑤　許麗　張勤玲

摘 要：在渠道工程施工的過程中，水質侵蝕是導致混凝土襯砌結構遭到破壞的主要原因之一?；诖?，該文通過對渠道工程混凝土襯砌結構鹽漬化侵蝕機理展開分析，提出了相應的防侵蝕措施，從而為關注這一話題的人們提供一定的參考。

關鍵詞：渠道工程 混凝土襯砌結構 鹽漬化 侵蝕機理 應對策略

中圖分類號：S156 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）12（a）-0062-02

在水利工程建設中，襯砌混凝土技術得到了廣泛的應用。而所謂的混凝土襯砌結構，就是沿著隧道溝渠周邊修建的支護結構，起到了防止渠道工程變形或坍塌的作用。所以，混凝土襯砌結構質量的好壞，將直接影響渠道工程的建設效果。但就目前來看，渠道工程的混凝土襯砌結構常常會遭受鹽漬化侵蝕，因此，有必要對該結構的鹽漬化侵蝕機理和應對策略展開分析，從而更好地完成渠道工程的建設。

1 渠道工程混凝土襯砌結構鹽漬化侵蝕機理分析

渠道工程混凝土襯砌結構主要由混凝土構成，而混凝土則是由水泥、砂石和其他多種材料復合而成的材料。在一定的時間內，混凝土的強度將隨著使用時間的增加而增長，并且在較長的時間內保持穩定。但在實際使用的過程中，由于周圍環境介質中存有鹽、酸、堿等有害物質，這些有害物質會進入到混凝土并且使襯砌結構遭到破壞。所以，為了防止混凝土襯砌結構遭到破壞，還需要對結構產生鹽漬化侵蝕的機理展開分析，從而尋求相應的策略進行結構的修補。

（1）硅酸鹽侵蝕，一般情況下，進行混凝土配制使用的水泥都是普通的硅酸鹽水泥。在混凝土凝結硬化的過程中，這些硅酸鹽礦物將與水發生水解反應，并且生成硅酸鈣和氯酸鈣等水化產物，從而導致混凝土液相堿度下降。在硅酸鹽遭遇強堿之后，也會與之反應，并生成氯酸鈉等物質。在被堿性物質浸透后，如果水泥又接觸到空氣，就會與空氣中的二氧化碳反應，并且生成碳酸鈉。而碳酸鈉并不溶于水，并且會通過不斷結晶導致水泥石膨脹破裂[1]。因此，在混凝土完全被堿液浸泡的情況下，水泥中的二氧化硅和三氧化二鋁等物質就會導致混凝土受到侵蝕。而堿溶液的濃度越高，混凝土的侵蝕速度將越快。

（2）硫酸鹽侵蝕，在渠道工程混凝土襯砌結構遭受的鹽類侵蝕中，硫酸鹽侵蝕會對混凝土結構產生巨大的破壞作用。通過與水泥石中的氫氧化鈣發生反應，并且生成石膏，就會導致水泥石遭到破壞。因為，這些石膏將存留在水泥石的孔隙當中，并且因為結晶而出現體積膨脹現象，繼而導致水泥石的結構遭到破壞。同時，石膏還會與水泥石中的水化鋁酸鈣發生反應。而其生成的高硫型水化硫氯酸鈣含有大量的結晶水，將會導致其體積擴大到2.5倍，繼而使混凝土結構遭到破壞。

（3）鎂鹽侵蝕，在渠道工程所處的環境中，鎂鹽將以硫酸鎂和氯化鎂的形式存在。在侵入到混凝土襯砌結構后，這些物質將與水泥石中的氫氧化鈣反應，并且生成硫酸鈣和氫氧化鎂等物質。而這些反應物將與石膏發生硫酸鹽侵蝕，繼而對水泥石造成破壞。同時，由于氫氧化鎂和氯化鎂等物質無膠結能力，所以也會影響混凝土的性能[2]。此外，如果在地下水中同時存有硫酸根離子和鎂離子，就會導致混凝土結構遭到硫酸鹽和鎂鹽的雙重侵蝕。

（4）其他鹽類的侵蝕，除了硫酸鹽、鎂鹽和硅酸鹽，氯鹽和銨鹽等鹽類同樣會對混凝土結構產生侵蝕。在外部氯離子滲透到混凝土中后，其會與混凝土中的氫氧化鈣等物質發生反應，并且生成氯化鈣和大量結晶水，從而生成體積幾倍大的固相化合物，繼而使混凝土結構遭到破壞。而銨鹽中含有銨離子，會與氫氧化鈣反應生成氨水。接觸到這些氨水后，混凝土介質堿度將會降低，水泥水化產物也將得到分解[3]。隨著氨水濃度的增加，還會生成氨氣，從而導致混凝土遭到更為嚴重的侵蝕破壞。

2 渠道工程混凝土襯砌結構鹽漬化侵蝕的應對策略

（1）提高混凝土性能，為了防止渠道工程混凝土襯砌結構遭受鹽漬化侵蝕，還需要使混凝土的性能得到提高。首先，在水泥材料選擇方面，應該根據腐蝕環境進行適當的水泥品種的選擇。為此，還應該選對環境水介質的腐蝕性進行評價，從而了解環境介質水酸堿度和硫酸鹽、鎂鹽等各種鹽類的含量。根據混凝土襯砌結構的鹽漬化侵蝕機理，應該選擇抗硫酸鹽、硅酸鹽和鎂鹽等鹽類的水泥品種。在混凝土施工的過程中，也應該添加粉煤灰和硅粉等物質，從而在提升混凝土密實性的同時，減少硅酸鈣等物質溶出的可能性[4]。此外，還需要嚴格控制混凝土的單位水泥用量和水灰比。

（2）增大構件斷面尺寸，在渠道工程所處的氣候環境相對較好的情況下，如果混凝土襯砌結構的鹽漬化程度尚且較低，就可以通過增大混凝土構件斷面尺寸提高結構的耐久性，從而防止結構受到鹽類物質侵蝕。但是，如果工程所處的氣候條件較差，該地區的鹽漬化程度也較高，還需要進行混凝土保護層厚度和截面的加大，從而降低混凝土的腐蝕速度。因為，適當增加鋼筋保護層厚度，可以使有害離子在混凝土中的擴散系數得到減少，能夠降低結構的腐蝕速率，繼而使結構的耐久性得到提升。

（3）做好施工現場防護，在混凝土襯砌結構施工的過程中，由于混凝土有多孔特性，并且在施工的過程中較容易產生裂紋，所以還需要避免風沙攜帶鹽類物質進入到結構內部，從而防止混凝土結構受到鹽類物質的侵蝕。為了達成這一目的，需要在施工現場材料堆放的位置做好現場防護工作，從而防止鹽類物質被帶入到材料攪拌的地點。但就目前來看，該種方法具有一定的局限性，所以無法為結構的防鹽腐蝕提供保證。

（4）采取防侵蝕措施，在混凝土襯砌結構施工的過程中，也可以采取相應的防侵蝕措施防止結構出現鹽漬化侵蝕問題。一方面，可以在混凝土表面進行耐腐蝕材料的包裹，從而防止鹽漬土與混凝土直接接觸，繼而使結構的防鹽腐蝕能力得到提高。就目前來看，可以使用玻璃鋼纖維、瀝青和油氈等物質進行混凝土表面的包裹。另一方面，可以在結構表面進行水性涂料、樹脂類涂料和硅烷浸漬劑等材料的涂抹，從而在提高混凝土密實性的同時，降低結構的透水性，繼而達到防止結構遭受鹽腐蝕的目的。

（5）改善結構所處環境，為了防止渠道工程中的混凝土襯砌結構遭受鹽漬化侵蝕，還可以對結構所處的環境進行改善。首先，可以沿渠線進行排水排堿溝渠的設置，從而使地下鹽堿水得到集中排泄。而通過降低地下水位線，并且減少結構與鹽堿水的接觸，就能夠防止結構遭到鹽類物質的腐蝕。其次，可以在混凝土襯砌結構下設置砂礫墊層，從而利用該結構排水。在墊層之上，可以使用砂漿或混凝土找平，并且進行抗滲土工布的鋪設，從而防止地下水反滲侵蝕結構。此外，還可以進行渠道斷面的擴大，并且在渠道內邊坡進行喜堿植物的栽植。而這些植物可以進行地下水鹽堿物質的吸收，所以能夠降低地下水的礦化度，繼而防止地下水侵蝕混凝土襯砌結構。

3 結語

總而言之，在鹽漬化地區進行渠道工程的建設，必須尋求途徑解決混凝土襯砌結構的水質侵蝕破壞問題，從而確保工程的建設質量。而對混凝土襯砌結構的鹽漬化侵蝕機理展開分析，則能夠為完善工程措施的采取提供思路。因此，該文對渠道工程混凝土襯砌結構鹽漬化侵蝕機理與應對策略展開的研究，可以為相關工作的開展提供指導。

參考文獻

[1] 劉羽中.水利工程渠道工程施工中襯砌混凝土技術的應用解析[J].科技展望，2015（2）：68.

[2] 吳福飛，侍克斌，董雙快.硫酸鹽鎂鹽復合侵蝕后混凝土的微觀形貌特征[J].農業工程學報，2015（9）：140-146.

[3] 劉強.襯砌混凝土技術在水利工程渠道工程施工中的應用[J].中國高新技術企業，2015（31）：126-127.

[4] 賀強.水利渠道工程防滲施工方法探究[J].黑龍江水利科技，2012（11）：111-112.