新型混凝土的改良及其在水工中的运用

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论文摘要

  水利工程是我国的基础工程,与人们生活的方方面面密切相关,是直接关系到国计民生的大事。在水利施工工程中,传统的混凝土价格低廉、原料丰富、工艺简单,但自身仍然有着克服不了的缺陷。随着科技的发展,材料运用的更新,混凝土材料也在发生着变化,新型的混凝土在具备传统混凝土材料的同时,还具有耐久性高、强度等级范围高、抗压能力强等特点,这让新型混凝土材料在建筑界得到广泛认同并得到了迅速发展。新型混凝土材料的应用不仅存在于普通的土木工程中,而且在水利工程、海洋油井开发等方面都有其应用,且地位在逐渐上升。其中,新型混凝土材料在水利工程中的运用大大提高了我国水利建设方面的质量,为我国广大群众的生命财产安全又制成了一层强有力的保护膜。

  1 水利工程中传统混凝土材料的组成成分

  在传统的水利工程中,施工用混凝土材料由众多材料组成,这些材料包括: 水泥、细骨料、粗骨料、水、掺合料和外加剂等,正是由这些原料按照合适的配比混合,然后经过搅拌、振捣、成型、养护等工艺流程形成施工所用的混凝土。

  2 混凝土的发展

  普通混凝土如上所介绍,其性能虽有其优越之处,但在现代化水利工程个新要求下,传统混凝土材料已不能满足水利工程的需要,这就引起了相关人员对混凝土材料新的研究。目前,已被广大水利工程单位接受的新型混凝土材料在传统混凝土材料的基础上,根据施工的需要,在施工工艺和添加材料从不同,研制出了性能优异、种类繁多且用途多样的新型混凝土材料。在水利工程不断发展的浪潮中,新型混凝土正朝着轻质、耐久、高强、抗冻融、抗磨损、抗暴、抗灾抗渗的方向迅速发展。当前,胶凝材料和新型外加剂的使用使原本已经具有优良性能的混凝土材料又创新高,增加了很好的耐久性与力学性能。

  3 新型混凝土的改良

  3. 1 高性能混凝土

  上个世纪八十年代,一些发达国家研制出了高性能的混凝土,使混凝土质量迈出了重要一步,从此进入了高科技的时代。高性能混凝土的组成材料包括水泥、细骨料、出骨料、超塑化剂、水以及多种矿物掺合料,其配比和组成比都较传统的混凝土要复杂得多,严格得多,要求也高得多。但是同时,高性能混凝土具有高强度与超强度,它采用的混凝土具有高强度,可增大建筑工程的使用空间,大大降低工程的造价,从而获得更大的经济效益。高性能混凝土具有很高的工作性能,可降低施工时的劳动强度,还可以节约工程的施工能耗。高性能混凝土材料具有很好的耐久性,可以加强对极端环境的抵御能力,延长建筑的使用寿命,在水利施工中,高性能混凝土建筑的大坝可在抵御江河湖泊周边环境的危害上更加有效。而且高性能混凝土的使用还可以有效降低维护费用,降低对环境造成的危害程度,具有明显的经济效益。

  由于高性能混凝土的优良工作性能,在近年来的建筑工程中得到了不同程度的应用发展,它是当代混凝土技术发展的代表,体现了当代混凝土技术的总体发展趋势,具有很大的流动性、高效性、耐久性、高强度、高稳定性和低水化热等众多方面的卓越性能。在如今我国水利水电工程建设飞速发展的时代,新型混凝土技术的应用会对水利工程带来突飞猛进的作用,引领混凝土技术的前进步伐。

  3. 2 纤维增强型混凝土

  从混凝土的延展性和抗拉性方面来讲,传统混凝土材料完全不占优势,通过在传统混凝土中添加纤维,有效改善了混凝土的性能,在提高其延展性和抗拉性工作上已经有了相当显著的成效。目前研究较为普遍的有钢纤维、碳纤维、耐碱玻璃纤维和聚丙烯纤维等混凝土材料。

  其中,钢纤维在承重建筑结构中发展较快,应用也相对较普遍。主要可分为碳素钢纤维和不锈钢纤维,前者可用于大型工程建筑中,后者可用于耐火工业材料上。同普通纤维相比,钢纤维在弹性阶段可以大大提高其混凝土的塑性变形能力和韧性。

  在砂浆中铺设一些钢丝网或者网域网之间的一些钢筋骨架所形成的薄壁结构具有很好的抗变形能力和抗裂能力,在国内外都被普遍应用到水利、造船、油井等工程的施工中。

  4 新型混凝土在水利工程中的应用

  4. 1 微坍落度混凝土在水利工程中的应用

  微坍落度混凝土具有灰浆量少、超干硬性的特点,这是由于在施工过程中会产生骨料分离的现象,形成微小渗漏通道,从而减小层间的结合力。目前,凝胶材料碾压混凝土防渗是常用的防渗措施之一。在混凝土坝体的同一仓面和上下游坝面靠近模板部位及其他难以碾压的部位采用微坍落度混凝土的应用,然后用振捣棒振捣密实,可以不影响碾压混凝土筑坝快速施工的技术优势,满足并加快施工进度,并能达到质量要求,取得良好的效果。

  4. 2 聚丙烯纤维混凝土选择水利工程中的应用
  
  由于聚丙烯纤维混凝土具有干缩量小,初凝时塑性收缩微裂纹得到抑制的特点,使其成为目前应用最广泛的混凝土。一般的设计中,钢筋网中间距为 15 ~20cm,设置表层分布钢筋网可防止混凝土表面出现收缩性裂缝。实验证明,采用一定量的聚丙烯纤维混凝土可以达到预设计的效果。聚丙烯纤维混凝土对钢筋网的代替,大大简化了施工,加快了工程的进度,同时还减少了经济支出。这种混凝土还利用其高粘稠性有效抑制了混凝土的塑性龟裂,同时提高了抗渗性能,特别适用于薄壁结构,故而适宜于喷射混凝土。在隧道支护、护坡工程、拱桥底部修补喷浆等工程中有着广泛应用。此外,聚丙烯纤维混凝土还在对抗裂防渗有较高要求的混凝土建筑物中有较多应用。

  4. 3 钢纤维混凝土在水利工程中的应用

  钢纤维混凝土可以用于高速水流作用的部位。为了提高水利水电工程中对常出现的水流冲刷、磨损和气蚀等问题的解决力度,需要使用钢纤维混凝土。需要指出的是,这些混凝土的工程造价较高,施工难度也很大,因此,这些混凝土的使用在这方面较为受限。

  5 总结

  现代社会,人们对各种建筑设施的要求逐渐增加,水利这项向来关系国计民生大事的工程更是被人们注入了很大的期望和要求。因此,对水利工程质量的提高势在必行。在施工人员的不断探索下,施工工艺有了显著的改善,施工材料的质量也有了大幅度的提高。新型混凝土材料的应用让水利工程的质量得到了相应的提高,并在不断的探索中在持续发展。本文在相关方面做了较为详细的介绍和叙述,在新型混凝土在水利工程的应用方面做了相关分析,以促进该方面的持续发展。

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