为了考察高性能抗冲耐磨混凝土在泄水建筑物高速水流挟带的泥沙和碎石作用下的抗推移质冲磨情况,对 DL /T515O一2o01《水工混凝土试验规程》中的水下钢球抗冲磨试验方法(水下钢球法)的两个试验参数(冲磨介 质钢球 的形貌 ,钢球 的级配及数 量)进 行改进 ,建立 了 高速 水下钢球 抗冲磨 试验新 方法 。对比 了磨损 速度 和 抗 冲磨强度及 集料 最大粒径 等 因素对新 方法冲磨效果 的影 响。试验 结果表明 ,与标 准方法相 比,改进 后混凝 土抗冲磨试验方法,使混凝土磨损率提 高一倍、抗冲磨强度减少一半,磨损后试件表面严重磨损,平均磨损深 度 从 2~4mm增加 到10~35mm,磨损 效果显 著提 高;同时提 出抗 冲耐磨混 凝土 最佳 最 大粒径D… =10miD-。 关键 词 : 抗 冲磨 混凝 土 ;水 下钢球 法 ;最 大粒径 ;砼 磨损 率 中图 分 类 号 :TU528.36 文 献 标 志码 :A 0 前 言 高速水流、高速挟沙石水流、高速含沙水流、超大 推移质水流对水工建筑物的冲刷、冲击、磨损和气蚀破坏, 是水工泄水建筑物最常见的病害之一。水工混凝土 冲磨 破坏主要发生在承受高速水流的泄水建筑物表面,如溢 流坝、导流洞、闸底板、冲沙闸等。国内外大量工程实 例表明:冲磨破坏大量存在 ,具体实例不胜枚举。水工混 凝土抗冲磨性能是影响混凝土耐久性的主要因素。据调 查 [1_:我国大型混凝土坝在运行过程中有近 70% 的工程 存在冲刷磨损 和气蚀破坏问题。因此,怎样对遭受 冲刷 磨损和气蚀破坏 的水工建筑物进行 经济且有效 的修补 , 是水利水电事业 中亟待解决的重要课题。2O世纪 70年代, 国内外 为提高水工建筑物的抗冲磨能力而进行的研究和 应用就已经非常广泛,20世纪 80年代中期 以来,各类 抗冲耐磨混凝土在我国逐渐得到应用。我国许多水利科 研单位与材料生产厂家,先后开展 了水工泄水建筑物抗 冲耐磨材料及工艺的研究 和应用 ,取得 了一些效果。水 工泄水建筑物较为常用的抗 冲耐磨材料主要有硅粉混凝 土、改性硅粉混凝土、纤维混凝土、粉煤灰混凝土等, 另外还有铸石板、条石 、钢板、环氧树脂等。这些抗 冲 耐磨混凝土材料虽然有较好的抗冲磨能力,但有的材料 性脆 、抗冲击能力差,有的造价高 ,有 的易于开裂 ,有 的施工费时费力等,近年来高性能混凝土、绿色高性能 混凝土以及智能混凝土的提出和研究为抗冲耐磨混凝土 的研究指明了方向,不仅要求混凝土具有高的抗冲磨性, 良好的工作性和经济性,而且要求较好的耐久性。 新疆地处内陆干旱地 区,河流大都属于山溪性多沙 河流 ,其特点是河床纵坡陡 ,洪枯水流量变化大 ,仅 6—8 月的水量就占全年总水量的 50% ~ 80%;又因山区植被 少,河床 两岸多为砾石阶地,洪水 季节水流含沙量 高, 在洪水季节河流都以急流状态挟带大量泥沙下泄。含沙 量大都在 2.2—5.8kg/m 之间。其中对引水枢纽危害量 大的推移质泥沙占年总输沙量的 15% 一 20%,推移质泥 沙粒径一般在 0.5~50cm,大者可达 80cm以上,其危 害 l3]更大。因此,对混凝土抗 冲磨性能的试验研究 ,是 提高混凝土泄水建筑物耐久性、延长使用寿命的重要手 段。目前 ,测试水工混凝土抗冲磨试验方法主要有两种 : 一 种是针对悬移质冲磨 的圆环法 ,另一种是针对推移质 冲磨的水下钢球法。
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