雷厚斌

(四川大學(xué)水利水電學(xué)院，四川 成都 610065)

1 概述

瀑布溝水電站位于大渡河中游，四川省漢源和甘洛兩縣交界處，工程以發(fā)電為主，兼有防洪、攔砂等綜合利用.電站總裝機(jī)容量3300 MW，攔河壩為土石壩，最大壩高186 m.

瀑布溝電站主要泄洪建筑物為Ⅰ級(jí)建筑物.具有大泄量、高流速及長(zhǎng)隧硐等特點(diǎn).洪水流速高達(dá)35 ～42 m/s，泄洪洞的最大流速為 36.7 m/s，水流中含砂對(duì)其泄洪建筑物如溢洪道、泄洪洞、放空洞將產(chǎn)生嚴(yán)重的微切削和沖擊作用，從而導(dǎo)致建筑物混凝土表面的沖擊、磨損和空蝕破壞的問題突出.并且大壩為土心墻堆石壩，嚴(yán)禁洪水翻壩.泄水建筑物混凝土性能就尤為重要.

目前國(guó)內(nèi)常用的抗沖耐磨混凝土為硅粉混凝土、鐵鋼砂混凝土和HF粉煤灰混凝土.采用硅粉混凝土的已建工程有龍羊峽大壩中孔溢洪道、葛洲壩二江閘底板、映秀灣攔河閘底板、二灘泄洪洞和水墊塘、二灘泄洪洞修復(fù)等;硅粉混凝土易產(chǎn)生溫度裂縫，但近年來硅粉混凝土通過控制配合比、添加聚丙烯纖維和鋼纖維及其他材料來提高硅粉混凝土的抗裂、抗沖磨、抗沖擊和抗空蝕性能.

2 改性硅粉混凝土的試驗(yàn)研究

在硅粉混凝土中摻入一定量的粉煤灰、纖維和膨脹劑對(duì)改善硅粉混凝土性能、克服硅粉混凝土的不足起著積極的作用［1－3］.

2.1 粉煤灰、硅粉、膨脹劑和HF對(duì)水泥水化熱的影響

粉煤灰、硅粉、膨脹劑和HF對(duì)水泥水化熱影響的試驗(yàn)結(jié)果見表1.

表1 水泥水化熱試驗(yàn)值 單位:kJ/kg

試驗(yàn)結(jié)果表明:用一定量的硅粉、粉煤灰、膨脹劑、HF替代水泥，均能降低水泥的水化熱.相對(duì)而言，內(nèi)摻12%粉煤灰+8%硅粉+10%膨脹劑水化熱降低幅度最大.

2.2 粉煤灰摻量對(duì)硅粉混凝土性能的影響

不同粉煤灰摻量對(duì)硅粉混凝土性能影響的試驗(yàn)結(jié)果見表2.

表2 不同粉煤灰摻量對(duì)硅粉混凝土性能的影響

由試驗(yàn)結(jié)果可以得出:由于粉煤灰的后期效應(yīng)，90d混凝土抗壓強(qiáng)度接近，粉煤灰摻量變化由8%增加到16%對(duì)混凝土后期強(qiáng)度無影響.

2.3 聚丙烯纖維摻量對(duì)硅粉混凝土性能的影響

不同聚丙烯纖維摻量對(duì)硅粉混凝土性能影響的試驗(yàn)結(jié)果見表3，表4.

從試驗(yàn)結(jié)果可以看出:隨著聚丙烯纖維摻量的增加，混凝土的抗壓強(qiáng)度略有提高，干縮變形降低.

2.4 膨脹劑摻量對(duì)硅粉混凝土性能的影響

不同膨脹劑摻量對(duì)硅粉混凝土的性能影響試驗(yàn)結(jié)果見表5，表6.

表3 不同聚丙烯摻量對(duì)硅粉混凝土性能的影響

表4 不同聚丙烯摻量對(duì)硅粉混凝土性能的影響

表5 膨脹劑摻量對(duì)硅粉混凝土性能的影響

表6 膨脹劑對(duì)改性硅粉混凝土性能的影響

從表5，表6可以看出:28 d以前的抗壓強(qiáng)度隨膨脹劑摻量的增加逐漸降低，且均低于硅粉混凝土.28 d以后抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)幅度加大，90 d抗壓強(qiáng)度接近或超過硅粉混凝土，這與膨脹劑的性能有關(guān).

從摻膨脹劑硅粉混凝土的干縮率來看，隨著膨脹劑摻量的增加，混凝土的干縮變形逐漸增大.膨脹劑的摻量為12%的干縮率與摻量8%和10%的差距較大，膨脹劑摻量10%和8%的干縮率接近.由此可知，為防止混凝土的干縮變形，應(yīng)重視對(duì)膨脹劑的摻量選擇，從本次試驗(yàn)結(jié)果看，膨脹劑的摻量以8%～10%為宜.

3 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)硅粉混凝土的改性試驗(yàn)研究，可以得出:

(1)在硅粉混凝土中摻入一定量的粉煤灰能有效地改善硅粉混凝土性能.它能降低水泥水化熱，減少泵送硅粉混凝土的溫升值，還能降低硅粉混凝土的干縮值，對(duì)防止硅粉混凝土早期裂縫有著積極的作用.

(2)在硅粉混凝土中摻入聚丙烯纖維能降低硅粉混凝土的干縮值，提高硅粉混凝土的抗沖擊性能.

(3)從混凝土的抗壓強(qiáng)度和干縮變形考慮，膨脹劑的摻量不宜超過10%.

(4)綜合比較幾種混凝土的性能，纖維硅粉混凝土的強(qiáng)度性能和抗沖耐磨性能較好，其中礦物纖維硅粉混凝土的性能略好與聚丙烯纖維硅粉混凝土.

摻膨脹劑硅粉混凝土在自身體積變形上具有優(yōu)勢(shì)，早期變形呈膨脹型，對(duì)防止硅粉混凝土早期裂縫有利，從試驗(yàn)結(jié)果看，其抗沖耐磨性能和強(qiáng)度性能稍低于纖維硅粉混凝土.如在纖維硅粉混凝土中摻入膨脹劑，預(yù)計(jì)效果較好，這將在下一步工作中進(jìn)行試驗(yàn)研究.

通過硅粉混凝土的改性試驗(yàn)研究，為瀑布溝工程下一步抗沖耐磨混凝土試驗(yàn)和最終混凝土配合比確定奠定了基礎(chǔ).

［1］徐靜波.用細(xì)砂、粉煤灰作抗沖磨混凝土的試驗(yàn)研究與應(yīng)用［J］.貴州水力發(fā)電，2004(4):26 －28.

［2］白興蓉，周水興，李光明，等.現(xiàn)澆橋面濕接縫C65膨脹混凝土配合比試驗(yàn)研究［J］.混凝土，2007(8):95－97.

［3］郭亞潔.張峰水庫(kù)樞紐工程抗沖磨混凝土試驗(yàn)研究［J］.山西水利科技，2005(2):48－49.