水利工程是我國的基礎工程,與人們生活的方方面面密切相關,是直接關系到國計民生的大事。在水利施工工程中,傳統的混凝土價格低廉、原料豐富、工藝簡單,但自身仍然有著克服不了的缺陷。隨著科技的發展,材料運用的更新,混凝土材料也在發生著變化,新型的混凝土在具備傳統混凝土材料的同時,還具有耐久性高、強度等級范圍高、抗壓能力強等特點,這讓新型混凝土材料在建筑界得到廣泛認同并得到了迅速發展。新型混凝土材料的應用不僅存在于普通的土木工程中,而且在水利工程、海洋油井開發等方面都有其應用,且地位在逐漸上升。其中,新型混凝土材料在水利工程中的運用大大提高了我國水利建設方面的質量,為我國廣大群眾的生命財產安全又制成了一層強有力的保護膜。
1 水利工程中傳統混凝土材料的組成成分
在傳統的水利工程中,施工用混凝土材料由眾多材料組成,這些材料包括: 水泥、細骨料、粗骨料、水、摻合料和外加劑等,正是由這些原料按照合適的配比混合,然后經過攪拌、振搗、成型、養護等工藝流程形成施工所用的混凝土。
2 混凝土的發展
普通混凝土如上所介紹,其性能雖有其優越之處,但在現代化水利工程個新要求下,傳統混凝土材料已不能滿足水利工程的需要,這就引起了相關人員對混凝土材料新的研究。目前,已被廣大水利工程單位接受的新型混凝土材料在傳統混凝土材料的基礎上,根據施工的需要,在施工工藝和添加材料從不同,研制出了性能優異、種類繁多且用途多樣的新型混凝土材料。在水利工程不斷發展的浪潮中,新型混凝土正朝著輕質、耐久、高強、抗凍融、抗磨損、抗暴、抗災抗滲的方向迅速發展。當前,膠凝材料和新型外加劑的使用使原本已經具有優良性能的混凝土材料又創新高,增加了很好的耐久性與力學性能。
3 新型混凝土的改良
3. 1 高性能混凝土
上個世紀八十年代,一些發達國家研制出了高性能的混凝土,使混凝土質量邁出了重要一步,從此進入了高科技的時代。高性能混凝土的組成材料包括水泥、細骨料、出骨料、超塑化劑、水以及多種礦物摻合料,其配比和組成比都較傳統的混凝土要復雜得多,嚴格得多,要求也高得多。但是同時,高性能混凝土具有高強度與超強度,它采用的混凝土具有高強度,可增大建筑工程的使用空間,大大降低工程的造價,從而獲得更大的經濟效益。高性能混凝土具有很高的工作性能,可降低施工時的勞動強度,還可以節約工程的施工能耗。高性能混凝土材料具有很好的耐久性,可以加強對極端環境的抵御能力,延長建筑的使用壽命,在水利施工中,高性能混凝土建筑的大壩可在抵御江河湖泊周邊環境的危害上更加有效。而且高性能混凝土的使用還可以有效降低維護費用,降低對環境造成的危害程度,具有明顯的經濟效益。
由于高性能混凝土的優良工作性能,在近年來的建筑工程中得到了不同程度的應用發展,它是當代混凝土技術發展的代表,體現了當代混凝土技術的總體發展趨勢,具有很大的流動性、高效性、耐久性、高強度、高穩定性和低水化熱等眾多方面的卓越性能。在如今我國水利水電工程建設飛速發展的時代,新型混凝土技術的應用會對水利工程帶來突飛猛進的作用,引領混凝土技術的前進步伐。
3. 2 纖維增強型混凝土
從混凝土的延展性和抗拉性方面來講,傳統混凝土材料完全不占優勢,通過在傳統混凝土中添加纖維,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經有了相當顯著的成效。目前研究較為普遍的有鋼纖維、碳纖維、耐堿玻璃纖維和聚丙烯纖維等混凝土材料。
其中,鋼纖維在承重建筑結構中發展較快,應用也相對較普遍。主要可分為碳素鋼纖維和不銹鋼纖維,前者可用于大型工程建筑中,后者可用于耐火工業材料上。同普通纖維相比,鋼纖維在彈性階段可以大大提高其混凝土的塑性變形能力和韌性。
在砂漿中鋪設一些鋼絲網或者網域網之間的一些鋼筋骨架所形成的薄壁結構具有很好的抗變形能力和抗裂能力,在國內外都被普遍應用到水利、造船、油井等工程的施工中。
4 新型混凝土在水利工程中的應用
4. 1 微坍落度混凝土在水利工程中的應用
微坍落度混凝土具有灰漿量少、超干硬性的特點,這是由于在施工過程中會產生骨料分離的現象,形成微小滲漏通道,從而減小層間的結合力。目前,凝膠材料碾壓混凝土防滲是常用的防滲措施之一。在混凝土壩體的同一倉面和上下游壩面靠近模板部位及其他難以碾壓的部位采用微坍落度混凝土的應用,然后用振搗棒振搗密實,可以不影響碾壓混凝土筑壩快速施工的技術優勢,滿足并加快施工進度,并能達到質量要求,取得良好的效果。
4. 2 聚丙烯纖維混凝土選擇水利工程中的應用
由于聚丙烯纖維混凝土具有干縮量小,初凝時塑性收縮微裂紋得到抑制的特點,使其成為目前應用最廣泛的混凝土。一般的設計中,鋼筋網中間距為 15 ~20cm,設置表層分布鋼筋網可防止混凝土表面出現收縮性裂縫。實驗證明,采用一定量的聚丙烯纖維混凝土可以達到預設計的效果。聚丙烯纖維混凝土對鋼筋網的代替,大大簡化了施工,加快了工程的進度,同時還減少了經濟支出。這種混凝土還利用其高粘稠性有效抑制了混凝土的塑性龜裂,同時提高了抗滲性能,特別適用于薄壁結構,故而適宜于噴射混凝土。在隧道支護、護坡工程、拱橋底部修補噴漿等工程中有著廣泛應用。此外,聚丙烯纖維混凝土還在對抗裂防滲有較高要求的混凝土建筑物中有較多應用。
4. 3 鋼纖維混凝土在水利工程中的應用
鋼纖維混凝土可以用于高速水流作用的部位。為了提高水利水電工程中對常出現的水流沖刷、磨損和氣蝕等問題的解決力度,需要使用鋼纖維混凝土。需要指出的是,這些混凝土的工程造價較高,施工難度也很大,因此,這些混凝土的使用在這方面較為受限。
5 總結
現代社會,人們對各種建筑設施的要求逐漸增加,水利這項向來關系國計民生大事的工程更是被人們注入了很大的期望和要求。因此,對水利工程質量的提高勢在必行。在施工人員的不斷探索下,施工工藝有了顯著的改善,施工材料的質量也有了大幅度的提高。新型混凝土材料的應用讓水利工程的質量得到了相應的提高,并在不斷的探索中在持續發展。本文在相關方面做了較為詳細的介紹和敘述,在新型混凝土在水利工程的應用方面做了相關分析,以促進該方面的持續發展。
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