地下水对混凝土的侵蚀性分析

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发布时间：2021-09-10

资料介绍

地下水对渥凝土的键鲤鬻
姬刚
(玛纳斯塔西河流域管理处昌吉832200)
【摘要】本文介绍石门子水库碾压混凝土拱坝坝基地下水及析出物的成分组成，并就渗水部位、岩层情况结合侵
蚀性机理，对石门子水库地下水对大坝混凝土的侵蚀过程进行分析研究。
【关键词】碾压混凝土拱坝地下水侵蚀性分析
l 引言
石门子水库大坝位于新疆昌吉州玛纳斯县境内塔西
河中游，是以灌溉为主，兼有防洪、发电、养殖等综合效益
的中型水库。水库总库容5010万m ，水库大坝为碾压混
凝土拱坝，坝高109m，坝顶宽5m，坝顶高程1394m。
坝体左右两岸各有一条纵向垂直于坝轴线的贯穿性
断层带，在右岸还有4条与断层带水平相交的软弱夹层，
地质情况相对复杂。坝体共设三层灌浆廊道，分别位于
1289m、1340m、1394m高程，廊道内设三排帷幕灌浆孔，
呈梅花状分布，廊道下游面设一排排水孑L。
2 地下水取样
为分析地下水对基岩及混凝土的侵害程度，分别在
两岸廊道与断层带相交处、断层与软弱夹层相交处、坝体
与两岸基岩结合部、坝体中央分缝处分两次对地下水、析
出物、岩样和水库水进行了取样，每次取地下水样11个、
库水样1个，取样位置和分布如下图所示。
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地下水、析出物、岩石、库水的取样位置分布示意图
sY—地下水样；XCW—析出物；YY—岩样
3 地下水对混凝土的侵蚀性机理及分析
大坝所在地区为高寒干旱区，基岩以较强透水能力
的棕红色砾岩为主，筑坝水泥为高掺粉煤灰的硅酸盐525
号水泥。分解性侵蚀中常数的取值见表1。对地下水水样
的pH值、HC03-的浓度、游离的CO：含量等进行测定，检
测结果见表2。岩样及析出物成分见表3。
3．1分解性侵蚀
3．1．1一般酸性侵蚀
当水中含有一定的H+时，则会产生如下溶滤反应：
Ca(OH)2+2H =CaZ++2H20
水的pH值越低，酸度越大，即pH值越小于某一数
值，混凝土中的Ca(OH)，分解的越快，特别当反应生成物
为易溶于水的氯化物时，对混凝土的酸性腐蚀很强烈。
由于围水介质为砾岩且所用水泥为B类水泥，所以
取值6．4。把地下水实测的pH记为pH ，在对所有水
样的DH值进行比较后，得出结论：所有水样都不具有一
般酸性侵蚀。
3．1．2 碳酸性侵蚀
地下水中含有CO：，CO：与混凝土中的Ca(OH) 作
用，生成碳酸钙沉淀：
Ca【OH)2+COz=CaC03 +It20
由于CaCO 不溶于水，它可填充混凝土的孔隙，在混
凝土周围形成一层保护膜，能防止Ca(OH)：的分解。但
是，当地下水中CO 的含量超过一定数值时，超量的CO
再与CaCO，反应，生成Ca(HCO3)：，并溶于水，即
CaCO3+H20+C02=Ca2++2HCO；
上述这种反应是可逆的：当CO：含量增加时，平衡被
破坏，反应向右进行，固体CaCO，继续分解；当CO：含量
变少时，反应向左移动，固体CaCO 沉淀析出。如果CO