北方寒区纤维混凝土板护坡技术应用试验研究

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发布时间：2021-09-06

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北方寒区纤维混凝土板护坡技术应用试验研究
杨林
(葫芦岛市青山水库工程建设管理局，辽宁葫芦岛125000)
摘要：堤坝护坡的冰冻破坏是我国北方沿海寒冷沿海的河道、海防堤及大坝普遍存在的问题，也是急需解决的重
大水利技术课题。在工程上，虽然采取了一些临时性的防冰冻的措施，但是冰冻破坏问题也没有从根本上得到解
决。通过开展北方寒区纤维混凝土板护坡工程试验研究，旨在为该工程建设提供理论依据和为北方寒区护坡防治
措施提供参考与借鉴。
关键词：寒区；纤维混凝土板；护坡：试验研究：应用
中图分类号：TV861 文献标识码：A 文章编号：1008—1305(2016)01．0074—03
我国北方地区多数堤坝护坡存在受风浪、冻
胀、冰压力作用破坏的问题。结合相关工程，有关
单位开展了这方面持续的试验研究和工程实践探
讨，尽管取得了许多研究成果，也积累了一些宝贵
的工程经验，但选择一种经济安全的护坡型式仍然
是很困难的。为此结合辽河干流红旗水库护坡工
程，我们开展了北方寒区纤维混凝土板护坡技术试
验研究工作。
1 纤维混凝土基本性能
1．1 抗裂抗磨原理
掺入聚丙烯纤维的混凝土，由于极其细微的纤
维丝有较大有效长度，聚丙烯纤维相互粘连呈“支
持”混凝土骨料的效果，混凝土集料的离析和表面
的析水减少了，混凝土中直径为50 m 以上的孑L隙
含量降低了，混凝土的表面平整度和密实度提
高了。
同时在混凝土材料中均匀分布的聚丙烯纤维，
乱向支撑系统在混凝土内部形成，水泥基体收缩裂
缝可以得到有效地控制，不能形成贯通毛细孔道，
保证了集料的均匀级配得到，混凝土及砂浆的粘结
力得到了很大地提高，抗磨和抗裂的效果得到了
增强。
由于混凝土内部的微颗粒被这些纤维连接着，
当混凝土被高速水流冲刷损时，各种方向的微纤维
必然被接触到，水流带走微颗粒的难度增加了，磨
损速度大大降低了。
． 74 ·
1．2 性能指标
在水工构造物中，在高速过流部位应用聚丙烯
纤维混凝土较多。聚丙烯纤维混凝土具有以下
优点。
(1)提早期高混凝土抗裂性能、减少裂缝的
产生。
(2)增加抗冲击力，使混凝土抗冲能力得到了
很大提高。
(3)可提高约15％～30％的混凝土抗拉强度，同
时减少混凝土的泌水，混凝土的表面质量得以提高。
缺点是：聚丙烯纤维混凝土在生产过程中容易
结团，不易均匀搅拌，和易性较差，浇捣和平仓抹
面不容易，提高了工程造价。
2 室内配合比试验
在试验段工程施工之前，首先进行室内试验，
以测得相关试验参数，为实际施工提供参考可行的
数据。
2．1 原材料试验
2013年4月初，从施工现场取回原材料，进
行室内试验。原材料标识及试验测得的原材料试验
参数详见表1。
2．2 混凝土配合b匕设计参数的选择
为增加试验的可比性，尽可能的使设计参数与
施工采用的参数相一致。配合比设计参数见表2。
收稿日期：2015—07—28
作者简介：杨林(1973年一)，男，高级工程师。
理论研究水利技术监督 2016年第1期
表1 原材料试验项目表性)，调整后的配合比见表3。
原材料试验项目
引气型减水剂引气型减水剂(GR)掺量为水泥用量的O．7％，
(GR) 沈阳东融外加剂厂生产。
聚丙烯纤维聚丙烯纤维(CTA．Fiber)掺量为0．9kg／m ，长
(CTA．Fiber) 度选取19mm(中国纺织科学研究院生产)。
水泥 32．5MPa普通硅酸盐水泥
砾石砾径为5～20mm，20～40ram
砂细度模数0．84
水河水
表2 配合比设计参数结果表
水灰比坍落度(ram) 砂率(％ )
0．49 23 40
2．3 室内配合比的确定
混凝土原材料的比例掺量在原配合比基础上，
仅对单位用水量做相应调整(以增加试验的可对比
表3 单位体积混凝土拌和物原材料用量表
水灰比水泥水石砂 GR CTA—Fiber
0．49 336kg 165kg 1247kg 642kg 2．35kg 0．9kg
2．4 室内拌和物对比试验
采用表3中配比，进行室内拌和试验时，在
不改变粗细骨料用量及配比，并保持同一施工坍
落度的前提下，分别做了掺加外加剂、聚丙烯纤
维和不掺加外加剂、聚丙烯纤维的}昆凝土拌和
试验。
经现场试验可知：拌和时，按设计掺量掺入聚
丙烯纤维的混凝土拌和物，要先干拌2rain，再加
水湿拌3 min，经机械拌和后，混凝土拌和物和易
性较好，纤维在拌和物中的分布也较为均匀，达到
预期效果。在使用机械拌和方法时，掺加纤维与
不掺加纤维混凝土拌过程和对比见表4。
表4 掺加纤维与不掺加纤维混凝土拌过程和对比表
拌和物类别拌和过程拌和物和