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1、第一節(jié)概述聚丙烯纖維混凝土是60年代末國外開發(fā)的一種新型混凝土材料。它具有能防止或減少裂縫、改善長期工作性能、提高變形能力和耐久性等優(yōu)點(diǎn)因而在軍事、交通、房建、機(jī)場、水利等類工程上得到了廣泛的應(yīng)用。我國從90年代初首先在道路、橋梁和房建工程中應(yīng)用此類材料，取得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。但水利工程部門對聚丙烯纖維混凝土還只停留在試驗(yàn)階段，僅有的一點(diǎn)試驗(yàn)成果也很不系統(tǒng)完整，影響了這一新材料在水利工程上的開發(fā)應(yīng)用。在新世紀(jì)到來之際，水利建設(shè)正面臨著新的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)。作為國家的一項(xiàng)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，水利部門不僅要以更快的速度建設(shè)更多的水利工程，而且在工程質(zhì)量上也要滿
2、足更高的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，要求進(jìn)一步采用新技術(shù)、新工藝和新材料。與其它工程相比，水利工程對混凝土有著自己特殊的要求。特別是近年來出現(xiàn)了許多技術(shù)難度高的新工程結(jié)構(gòu)，帶來了水工混凝土一系列的新問題。例如，我國近十幾年來得到迅速發(fā)展的面板壩以及許多板式結(jié)構(gòu)的防裂問題、許多擋水、隔水結(jié)構(gòu)的混凝土提高防滲性能的問題以及高壩建設(shè)帶來的高速水流沖刷磨損問題等等。這些都要求提高水工混凝土的抗?jié)B、防裂、耐磨、抗沖擊、韌性、耐久性等綜合性能。為了適應(yīng)我國水利工程快速發(fā)展的形勢，提高工程質(zhì)量和長期效益，開展聚丙烯纖維混凝土的有關(guān)性能及其在水利工程上應(yīng)用的研究，具有重要的現(xiàn)實(shí)意
3、義，是十分必要的，也是十分迫切的。白溪水庫總庫容1.684億m3，屬國家大（2）型水庫，是以供水、防洪為主、兼顧發(fā)電、灌溉等效益的綜合利用水利樞紐。水庫大壩采用鋼筋混凝土面板堆石壩，最大壩高124.4m，在我國面板堆石壩中高度居第四位。大壩上游壩坡1:1.4，下游平均壩坡1:1.52，壩頂高程177.4m，面板厚度由壩頂至壩底為30~66cm，在面板厚度的中部布置f20、22、25mm、間距20′4720cm的鋼筋網(wǎng)。混凝土面板壩工程中，防止面板的裂縫和提高混凝土變形能力一直是主要技術(shù)問題之一。裂縫的產(chǎn)生不僅加大了大壩滲漏損失，降低了工程效益，而
4、且使混凝土的耐久性降低，鋼筋銹蝕，影響工程壽命。白溪水庫大壩二期面板位于水位變動區(qū)，冬季經(jīng)常受到寒流、大風(fēng)等環(huán)境因素的作用，工作條件比較惡劣。防止或減少裂縫和提高面板抗變形能力，對延長面板工作壽命，保證大壩安全運(yùn)行，十分必要。同時，白溪水庫溢洪道末端流速達(dá)到35~37m/s，需要采取措施有效的防止混凝土的沖刷磨蝕。根據(jù)有關(guān)專家建議，經(jīng)工程建設(shè)單位白溪水庫建設(shè)指揮部、工程設(shè)計(jì)單位華東勘測設(shè)計(jì)研究院、施工單位水電十二局以及施工監(jiān)理等共同研究，為了提高白溪水庫工程混凝土的質(zhì)量和耐久性，決定結(jié)合工程建設(shè)開展對聚丙烯纖維混凝土在水利工程上的應(yīng)用研究。這個想
5、法在2000年4月得到了水利部和兩院院士、中國工程院副院長潘家錚等國內(nèi)有關(guān)知名專家的關(guān)注和支持。經(jīng)寧波市水利局同意申報(bào)，《聚丙烯纖維混凝土在水利工程上的應(yīng)用研究》課題已列入水利部和寧波市2000年度科技創(chuàng)新項(xiàng)目計(jì)劃（項(xiàng)目編號SCX2000-32）。本項(xiàng)研究首先進(jìn)行了國內(nèi)外聚丙烯纖維混凝土的應(yīng)用和研究情況的調(diào)研。在此基礎(chǔ)上，開展了對聚丙烯纖維混凝土力學(xué)性能、防裂性能、變形、韌性、抗?jié)B、抗凍、耐磨、抗沖擊、耐久性、聚丙烯纖維砂漿防裂以及增韌細(xì)觀結(jié)構(gòu)等性能的室內(nèi)試驗(yàn)研究。室內(nèi)試驗(yàn)主要由南京水利科學(xué)研究院、浙江省水利水電河口海岸研究設(shè)計(jì)院及中科院寒區(qū)旱區(qū)
6、環(huán)境與工程研究所凍土工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等單位承擔(dān)。在開展室內(nèi)試驗(yàn)的同時，由工程指揮部、設(shè)計(jì)院、施工工程局、施工監(jiān)理等共同在溢洪道進(jìn)口及二期面板1#、3#和9#試驗(yàn)塊開展了施工工藝的試驗(yàn)研究。在對聚丙烯纖維混凝土主要性能和施工工藝試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，于2000年邀請以中國工程院院士譚靖夷為首的專家組對白溪水庫二期面板聚丙烯纖維混凝土試驗(yàn)研究進(jìn)行了評審，專家組一致認(rèn)為，試驗(yàn)技術(shù)路線正確、方法合理，所得結(jié)果可信。試驗(yàn)成果表明，摻加聚丙烯纖維可以明顯減少混凝土收縮和開裂，改善混凝土的變形性能和提高耐久性，在自然條件下，紫外線長期輻射不會造成聚丙烯纖維混凝土
7、性能的退化。聚丙烯纖維混凝土技術(shù)性能明顯優(yōu)于普通混凝土，增加的少量工程費(fèi)用與取得的質(zhì)量效益相比，經(jīng)濟(jì)上是可以接受的，建議在二期面板上應(yīng)用。經(jīng)過設(shè)計(jì)部門同意，2000年10月至12月，完成了二期面板（?128.5m以上）聚丙烯纖維混凝土的施工，混凝土方量達(dá)11000m3。2001年3月下旬，又在溢洪道陡槽末端，進(jìn)行了C40聚丙烯纖維混凝土和外摻硅粉抗磨蝕劑聚丙烯纖維混凝土的工程試驗(yàn)。此外，還對噴射聚丙烯纖維混凝土技術(shù)進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)。通過上述工作，已完成了水利部和寧波市2000年科技創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目《聚丙烯纖維混凝土在水利工程上的應(yīng)用研究》計(jì)劃任務(wù)書規(guī)定
8、的各項(xiàng)試驗(yàn)研究任務(wù)?，F(xiàn)對試驗(yàn)研究的主要成果敘述如下。47第二節(jié)國內(nèi)外聚丙烯纖維混凝土研究和應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展方向聚丙烯纖維是由丙烯聚合物或共
