水工混凝土建筑物渗漏原因及措施

水工混凝土建筑物渗漏原因及措施内容摘要：

开裂。 混凝土的密实性的一个主要体现是其影响混凝土的渗透性及抗侵蚀性，即外界侵蚀性物质侵入混凝土内部的速度。 如果混凝土的密实性很差，那么外界侵蚀性物质侵入的速度荷载对水工混凝土结构裂缝成因的影响研究很快，从而使混凝土迅速劣化，导致混凝土的强度等力学性能的降低，在承受应力作用时，其很容易开裂。 (12)混凝土所处环境中有害介质的浓度由于环境中侵蚀介质的作用而使混凝土产生裂缝的土要原因是，混凝土中形成了膨胀性的产物，导致混凝土开裂，这样的侵蚀介质包 括硫酸盐和某些盐类。 9 (13)混凝土所处环境中 C02 的浓度混凝土水化产物必须在一定的碱性环境下才能保持稳定状态，由于硬化混凝土内部 Ca(OH)2 的存在，混凝土必然要与周围环境中的 C02 发生碳化反应，根据资料，在贫钙混凝土中，碳化反应对于 C． SH 凝胶的强度增长是不利的，而且 C02 能和混凝土中水泥水化产物反应生成 Cac03，这种反应使固相的体积减少而导致混凝土产生较大的碳化收缩。 无论是强度的降低还是较大的碳化收缩，都是对混凝土抗裂不利的，因此，混凝土所处环境中的c02 浓度，对混凝土裂缝发生与发展是有～定影响 的。 (14)混凝土的碳化深度碳化反应是指空气中的二氧化碳与水泥石中氢氧化钙发生反应，生成碳酸钙和水的过程。 碳化又叫中性化。 碳化对混凝土的抗裂性有明显的影响，碳化明显增加混凝土的收缩。 碳化层产生的碳化收缩，使混凝土表面产生拉应力，如果拉应力超过混凝土的抗拉强度，则会产生微细裂缝，观察碳化混凝土的切面，细裂纹的深度与碳化层的深度是一致的。 当碳化深度超过钢麓的保护层时，钢筋不但易发生锈蚀还会因此引起体积膨胀，使混凝土保护层开裂或剥落，进而又加速混凝土进一步碳化和钢筋的继续锈蚀，使混凝土结构承载力下降。 (15)混凝土中钢筋锈蚀量钢筋的锈蚀与混凝土的碳化有着密切的关系。 未碳化的混凝土内含有大量氢氧化钙，毛细孔内氢氧化钙水溶液的 pH 值可达到 12． 6～ 13，这种强碱性环境能使混凝土中的钢筋表面生成一层钝化薄膜，从而保护钢筋免于锈蚀。 碳化使混凝土内碱度降低，钢筋表面钝化膜破坏，导致钢筋锈蚀。 钢筋的锈蚀产物将引起体积膨胀，从而使混凝土开裂。 2． 3． 2． 3 混凝土施工方面 (1)混凝土所处环境的湿度混凝土具有湿涨干缩的特性。 由于环境湿度小于混凝土湿度而引起的混凝土干缩裂缝是非常常见的。 这种干缩裂缝产生的原因是混凝土中的水由表 及里向环境中散失，当混凝土内部水迁移速率小于表面失水速率，则在混凝土表面产生毛细管收缩应力，当这种力大 的作用超过了混凝土的抗拉强度时混凝土就出现裂缝。 这种裂缝对混凝土的使用性能有较大影响。 另外，湿度对混凝土的碳化反应和碱 —骨料反应有重要的影响。 碳化反应只有在适量水的存在下才能进行，所以相对湿度对碳化速度影响很显著，相对湿度在 25％以下时碳化停止进行， 100％时，因为透气性减小，碳化也停止。 相对湿度在 50％时碳化最快。 对于碱 —骨料反应来说，相对湿度越大越不利。 (2)混凝土的养护混凝土养护十分重要，养护时间 过短，很容易产生收缩裂缝。 夏季在混凝土浇筑的初期一定要注意混凝土的表面养护。 混凝土初凝之前出现泌水和水份急剧蒸发，引起失水收缩，此时骨料与水泥之间也产生不均匀的收缩变形，其收缩量可达 1％左右。 在混凝土表面上，特别在抹压不及时和养护不良的部位出现龟裂，宽度达 1～ 2mm。 某些露天构筑物尽管当地湿度很大，但由于风力影响，加速了混凝土水分蒸发速度，亦即增加干缩速度，容易引起早期表面裂缝。 由上述产生裂缝的原因分析可见，混凝土开裂的原因中有些作用机理比较清楚，且理论依据比较成 10 熟，同时也得到了工程实践的证明。 但有些混凝土 裂缝产生的原因或诸多相互关联的因素及其理还有待进一步完善。 以上的 22 个因素是导致混凝土开裂常见的影响因素，但在工程实践中混凝士工作者经常遇到的是，部分原因已知，部分原因不十分清楚的情况下，来判断混凝土开裂的原因。 因此，如何利用已有的小样本信息，寻求一种科学的方法，将其与实践结合起来，尽可能降低混凝土裂缝对工造成的危害就显得尤为重要了。 2． 4 利用故障树法分析产生裂缝的可能原因 上面对裂缝的成因进行了简单分析，对于水工混凝土结构，其裂缝的产生往往是 受多种因素影响的综合结果，产生的原因非常复杂，并 不是能够用单纯的某类裂缝就 能够完全概括的。 本节利用故障树分析法分析产生裂缝的可能原因。 2． 4． 1故障树分析法概述 故障树分析法是一种逻辑诊断方法，它能把系统的故障与导致该故障的诸因素，包括直接的、接的、环境的和人为的因素，形象表现为故障谱；从上往下可得出系统故障与哪些影响因素有关从下往上可得出各影响因素对系统故障的影响，从而分析故障产生的原因。 将故障树分析法用于水工混凝土结构裂缝成因分析中，即是通过对造成水工混荷载对水工混凝土结构裂缝成因的影响究凝土结构产生裂缝的所有原因 (包括直接的、间接的、环境的和人为的因素 )进行逻辑分析，绘制故障树，分析裂缝产生的可能原因。 2． 4． 2故障树的建立 故障树建立的主要步骤如下： (1)选择和确定故障树的顶事件顶事件是系统最不希望发生的事件，或是进行逻辑分析的故障事件。 对于水工混凝土结构裂缝成因分析来说，将水工混凝土结构看作一个系统，故障树的顶事即为水工混凝土结构的裂缝。 (2)分析顶事件寻找顶事件 (水工混凝土结构的裂缝 )发生的直接的必要和充分原因，将顶事件 (水工混凝土结构的裂缝 )作为输出事件，将所有直接原因作为输入事件，并根据这些事件的实际逻辑关系用适当的逻辑符号相联系。 (3)分析输入事件分析每个与顶事件 (水工混凝土结构的裂缝 )相联系的输入事件，若该事件能进一步分解，则将其作为下一级 的输出事件， (4)建立故障树并将其按次级顶事件进行处理。 重复上述步骤，逐级向下分解，直到所有的输入事件不能再分解或不必再分解为止，这样即建成了故障树。 第三章 裂缝可能原因的数据挖掘 11 分析可知，对于水工混凝土结构，裂缝的产生往往是受多种因素影响 的综合结果，产生的原因非常复杂。 数据挖掘是从大量的、不完全的、 有噪声的、模糊的、随机的数据中提取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又是潜在有用的信息和知识的有效方法。 本章利用数据挖掘方法分析裂缝产生的可能原因及主要原因。 3． 1 数据 挖掘方法概述 3． 1． 1数据挖掘系统的一般结构 数据挖掘 [221 系统由一组构件联合组成。 数据挖掘系统中的输入是数据库的数据、 信息分析员的指导以及存储在挖掘系统知识库中的知识和规则。 经过选择的数据在挖 掘引擎中处理，以生成辅助模式和关系。 然后进行评价，通过与分析员交互以期发现 令人感兴趣的模式。 有些发现还要加入知识库中，以便后继的抽取和进行评价。 3． 1． 2数据挖掘的方法 (1)神经网络方法 神经网络由于本身良好的自组织自适应性、并行处理、分布存储和高度容错等特性非 常适合解决数据挖掘 的问题，因此近年来越来越受到人们的关注。 典型的神经网络模型主 要分 3 大类：前馈式神经网络模型；反馈式神经网络模型；白组织映射方法。 神经网络方 法的缺点是 “黑箱 ”性，人们难以理解网络的学习和决策过程。 (2)遗传算法 遗传算法是一种基于生物自然选择与遗传机理的随机搜索算法，是 —种仿生全局优化 方法。 遗传算法具有的隐含并行性、易于和其它模型结合等性质使得它在数据挖掘中被加 以应用。 遗传算法的应用还体现在与神经网络、粗集等技术的结合上。 如利用遗传算法优化神 经网络结构，在不增加错误率 的前提下，删除多余的连接和隐层单元；用遗传算法和 BP 算法结合训练神经网络，然后从网络提取规则等。 但遗传算法的算法较复杂，收敛于局部 极小的较早收敛问题尚未解决。 (3)决策树方法 决策树是一种常用于预测模型的算法，它通过将大量数据有目的分类，从中找到一些 有价值的，潜在的信息。 它的主要优点是描述简单，分类速度快，特别适合大规模的数据处理。 (4)粗集方法 粗集理论是一种研究不精确、不确定知识的数学工具。 粗集方法有几个优点：不需要给出额外信息 i 简化输入信息的表达空间；算法简单，易 于操作。 粗集处理的对象是类似二维关系表的信 12 息表。 目前成熟的关系数据库管理系统和新发展起来的数据仓库管理系统，为粗集的数据挖掘奠定了坚实的基础。 但粗集的数学基础是集合论，难以直接处理连续的属性。 而现实信息表中连续属性是普遍存在的。 因此连续属性的离散化是制约粗集理论实用化的难点。 本节正是利用这种粗集方法研究裂缝产生的主要原因。 (5)覆盖正例排斥反例方法 它是利用覆盖所有正例、排斥所有反例的思想来寻找规则。 首先在正例集合中任选一 个种子到反例集合中逐个比较。 与字段取值构成的选择子相容则舍去，相反则保留。 按此思想循环所有正例种子，将得到正例的规则 (选择子的合取式 )。 (6)统计分析方法 在数据库字段项之河存在两种关系：函数关系和相关关系，对它们的分析可采用统 计 学方法，即利用统计学原理对数据库中的信息进行分析。 可进行常用统计、回归分析、相关分析、差异分析等。 (7)模糊集方法 即利用模糊集合理论对实际问题进行模糊评判、模糊决策、模糊模式识另 Ⅱ 和模糊聚类分析系统的复杂性越高，模糊性越强，一般模糊集合理论是用隶属度来刻画模糊事物的亦此亦彼性的。 3． 2 利用粗集理论分析裂缝产生的主要原因 3． 2． 1粗集理论概述 粗糙氧 39。 Rough Set， Rs)理论是一种刻画不完整性和不确定性的数学工具，能有效地分析和处理不精确、不一致、不完整等各种不完各信息，并从中发现隐含的知识，揭示潜在的规律。 RS 理论是由波兰学者 Pawlak z 在 1982 年提出的。 1991 年 Pawlak Z 出版了专著，系统全面地阐述了 Rs 理论，奠定了严密的数学基础。 该书与 1992 年出版的 RS 理论应用专集较好地总结了这一时期 RS理论与实践的研究成果，促进了它的进一步发展，现已成为学习和应用 RS 理论的重要文献。 从1992 年至今，每年 都召开。