水工高性能抗沖耐磨混凝土試驗(yàn)研究

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1、文章編號：l007—046X(2015)0卜0038—05生態(tài)建材水工高性能抗沖耐磨混凝土試驗(yàn)研究ExperimentalStudyofHighPerformanceHydraulicAbrasiOnResistantConcrete吐爾洪。吐爾地(新疆水利水電科學(xué)研究院，新疆烏魯木齊830049)摘要：為了考察高性能抗沖耐磨混凝土在泄水建筑物高速水流挾帶的泥沙和碎石作用下的抗推移質(zhì)沖磨情況，對DL／T515O一2o01《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》中的水下鋼球抗沖磨試驗(yàn)方法(水下鋼球法)的兩個(gè)試驗(yàn)參數(shù)(沖磨介質(zhì)鋼球的形貌，鋼球的級配及數(shù)量)進(jìn)行改進(jìn)，建立了高速水下鋼球抗沖磨試驗(yàn)新方法。對比了磨損速

2、度和抗沖磨強(qiáng)度及集料最大粒徑等因素對新方法沖磨效果的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，與標(biāo)準(zhǔn)方法相比，改進(jìn)后混凝土抗沖磨試驗(yàn)方法，使混凝土磨損率提高一倍、抗沖磨強(qiáng)度減少一半，磨損后試件表面嚴(yán)重磨損，平均磨損深度從2～4mm增加到10～35mm，磨損效果顯著提高；同時(shí)提出抗沖耐磨混凝土最佳最大粒徑D?=10miD-。關(guān)鍵詞：抗沖磨混凝土；水下鋼球法；最大粒徑；砼磨損率中圖分類號：TU528．36文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A0前言另外還有鑄石板、條石、鋼板、環(huán)氧樹脂等。這些抗沖耐磨混凝土材料雖然有較好的抗沖磨能力，但有的材料高速水流、高速挾沙石水流、高速含沙水流、超大性脆、抗沖擊能力差，有的造價(jià)高，有的易于開裂，有推移質(zhì)水

3、流對水工建筑物的沖刷、沖擊、磨損和氣蝕破壞，的施工費(fèi)時(shí)費(fèi)力等，近年來高性能混凝土、綠色高性能是水工泄水建筑物最常見的病害之一。水工混凝土沖磨混凝土以及智能混凝土的提出和研究為抗沖耐磨混凝土破壞主要發(fā)生在承受高速水流的泄水建筑物表面，如溢的研究指明了方向，不僅要求混凝土具有高的抗沖磨性，流壩、導(dǎo)流洞、閘底板、沖沙閘等。國內(nèi)外大量工程實(shí)良好的工作性和經(jīng)濟(jì)性，而且要求較好的耐久性。例表明：沖磨破壞大量存在，具體實(shí)例不勝枚舉。水工混新疆地處內(nèi)陸干旱地區(qū)，河流大都屬于山溪性多沙凝土抗沖磨性能是影響混凝土耐久性的主要因素。據(jù)調(diào)河流，其特點(diǎn)是河床縱坡陡，洪枯水流量變化大，僅6—8查[1_：我國大型混凝土壩

4、在運(yùn)行過程中有近70％的工程月的水量就占全年總水量的50％～80％；又因山區(qū)植被存在沖刷磨損和氣蝕破壞問題。因此，怎樣對遭受沖刷少，河床兩岸多為礫石階地，洪水季節(jié)水流含沙量高，磨損和氣蝕破壞的水工建筑物進(jìn)行經(jīng)濟(jì)且有效的修補(bǔ)，在洪水季節(jié)河流都以急流狀態(tài)挾帶大量泥沙下泄。含沙是水利水電事業(yè)中亟待解決的重要課題。2O世紀(jì)70年代，量大都在2．2—5．8kg／m之間。其中對引水樞紐危害量國內(nèi)外為提高水工建筑物的抗沖磨能力而進(jìn)行的研究和大的推移質(zhì)泥沙占年總輸沙量的15％一20％，推移質(zhì)泥應(yīng)用就已經(jīng)非常廣泛，20世紀(jì)80年代中期以來，各類沙粒徑一般在0．5～50cm，大者可達(dá)80cm以上，其?？箾_耐磨混

5、凝土在我國逐漸得到應(yīng)用。我國許多水利科害l3]更大。因此，對混凝土抗沖磨性能的試驗(yàn)研究，是研單位與材料生產(chǎn)廠家，先后開展了水工泄水建筑物抗提高混凝土泄水建筑物耐久性、延長使用壽命的重要手沖耐磨材料及工藝的研究和應(yīng)用，取得了一些效果。水段。目前，測試水工混凝土抗沖磨試驗(yàn)方法主要有兩種：工泄水建筑物較為常用的抗沖耐磨材料主要有硅粉混凝一種是針對懸移質(zhì)沖磨的圓環(huán)法，另一種是針對推移質(zhì)土、改性硅粉混凝土、纖維混凝土、粉煤灰混凝土等，沖磨的水下鋼球法?；痦?xiàng)目：水利部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目(201201037)資助；新疆維吾爾自治區(qū)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)經(jīng)費(fèi)資助項(xiàng)目(KY2013072)38C

6、OALA．1／2015本文試驗(yàn)研究目的是結(jié)合新疆特點(diǎn)，基于改進(jìn)后推主要礦物成分為硅酸三鈣(cs)、硅酸二鈣(cs)、鋁酸三移質(zhì)沖磨的水下鋼球法，通過不同最大粒徑混凝土和抗鈣(c，A)、鐵鋁酸四鈣(cAF)等。其中，cs的抗沖磨能力沖磨劑混凝土抗沖磨性能試驗(yàn)比對試驗(yàn)，提出針對推移最強(qiáng)，cs最差，cA和cAF兩者接近。水泥石的抗磨質(zhì)抗沖磨更有效的水工高性能抗沖耐磨混凝土。蝕能力與其強(qiáng)度成正比，此外水泥品種對水泥石的抗磨蝕能力亦有一定的影響。硅酸鹽水泥較其他品種水泥的抗磨1原材料及試驗(yàn)方法蝕能力【4]好一些。本次試驗(yàn)采用新疆天山水泥股份有限責(zé)任公司(烏魯木齊)產(chǎn)的普通硅酸鹽水泥(P．042．5R)

7、，1．1試驗(yàn)原材料物理力學(xué)性能檢驗(yàn)結(jié)果見表1。(1)水泥：水泥是混凝土中最主要的膠凝材料。其表1水泥物理、力學(xué)性能檢驗(yàn)結(jié)果(2)砂石集料：砂為當(dāng)?shù)靥烊簧埃浼夹g(shù)性質(zhì)檢驗(yàn)結(jié)DL／T5144-2001《水工混凝土施工規(guī)范》中技術(shù)要求。果見表2。石子品質(zhì)檢驗(yàn)結(jié)果見表3。其主要指標(biāo)滿足表2砂的物理性能檢驗(yàn)結(jié)果(3)摻合料：本次室內(nèi)試驗(yàn)優(yōu)先使用“硅灰+粉煤磨性能提高；HF混凝土在和易性方面，由于粉煤灰的形灰+膨脹劑+高