纤维混凝土在水工建筑工程中的应用(上)

概述改性混凝土垢发展情况，介绍纤维混凝土在国内外水工建筑物上的应用实例，提出钢纤维增强钢筋混凝土水工建筑结构强度计算方法。包括受弯构件正截面强度，斜截面抗剪强度的计算；重点介绍了网状钢纤维增强混凝土（FOC）在水工建筑物上的应用，包括在渡槽，闸门，小型拦河坝，轻型岸型等工程上的应用实例，T新梁正斜截面的强度计算，板材承载力计算的方法。     

一种新型材料——钢纤维混凝土

钢纤维增强混凝土是近二十年来迅速发展起来的一种新型复合材料，它具有优良的物理力学性能。自70年代以来，钢纤维混凝土的试验研究与开发应用已引起国内外有关学者和工程界的广泛兴趣与普遍关注。挪威至80年代，钢纤维喷混凝土已基本淘汰钢丝网喷混凝土，地下工程中60％～70％均采用钢纤维喷混凝土。在我国也在水工建筑物、电站隧洞、海港码头、公路路面、桥面和建筑工程均有采用。1钢纤维混凝土的力学特性钢纤维混凝土是一种具有良好的力学特性的特种混凝土。它是以细骨料混凝土为基体，均匀掺入一定数量短而细的钢纤维而组成的一种复合…     

新型抗裂防渗水工混凝土基本性能及其配筋压力管研究

新型抗裂防渗水工混凝土是将钢纤维乱向分散于膨胀混凝土中，形成的一种集承重与防渗为一体的新型建筑材料，本文对其立方体抗压强度、劈拉强度、抗折强度、弯曲韧性、膨胀变形性能及配筋混凝土管件在内水压力下的轴拉性能，进行了系统的试验研究和理论分析。试验结果表明：钢纤维能有效限制膨胀混凝土的膨胀变形；钢纤维的限胀、阻裂增强作用，大大提高了膨胀混凝土的抗压、抗拉、极限抗折、抗折初裂强度，提高了弯曲韧性，改善了其抗渗性能；配筋钢纤维膨胀混凝土管，是经济、合理、实用的结构形式。初步探讨了该混凝土的增强机理；给出了膨胀变形方程。     

王瑶水为泄洪洞破坏原因及加固措施

介绍了王瑶水库泄洪洞明流段底板及侧墙的破坏现状及所造成的原因分析，提出采用钢筋网和加钢纤维混凝土喷锚处理措施来修补被破坏的结构是一种有效，方便的工程措施，为钢纤维混凝土在水工结构上的应用提供一些可借鉴的经验。     

钢纤维混凝土面板在渠壁防渗中的应用

钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入适量钢纤维而形成一种新型复合材料，具有较高的抗拉强度和断裂韧性及抗疲劳等性能，克服了混凝土抗拉强度低、极限延伸率小、性脆等缺点，具有优良的抗拉、抗弯、抗剪、抗渗、阻裂、耐疲劳、高韧性等性能，近年来在建筑、路桥、水工等工程领域得到广泛应用。富阳北渠石渠段渠壁防渗运用了喷射钢纤维混凝土技术，运行效果良好。     

纤维混凝土在水工建筑工程中的应用(下)

概述改性混凝土的发展情况,介绍纤维混凝土在国内外水工建筑物上的应用实例,提出钢纤维增强钢筋混凝土水工建筑结构强度计算方法,包括受弯构件正截面强度、斜截面抗剪强度的计算;重点介绍网状钢纤维增强混凝土（FOC）在水工建筑物上的应用,包括在渡槽、闸门、小型拦河坝、轻型岸壁等工程上的应用实例,T形梁正斜截面的强度计算,板材承载力计算的方法。     

基于硅粉对钢纤维水工混凝土力学性能试验研究

考虑严寒地区水工混凝土抗冻性及抗压强度要求,试验研究了不同硅粉掺量的钢纤维混凝土,在满足和易性要求的情况下设计三个等级的混凝土配合比,采用压力试验机、快速冻融试验机和动弹性模量测定仪,测试混凝土抗压强度、抗冻性能和动弹性模量。试验表明,掺10%硅粉+0.8%钢纤维的混凝土力学达到最优,可为混凝土配合比的优化设计提供一定参考。     

钢纤维混凝土在水利水电工程中的应用

上世纪60年代，钢纤维混凝土开始出现并投入试用。70年代后，由于纤维的形状、施工技术的提高和改进，钢纤维混凝土成为商品并得到应用，并在使用范围上扩展。钢纤维混凝土是用一定量乱向分布的钢纤维掺入以水泥为粘结料的混凝土，属新型复合材料。由于其具有较高的抗拉、抗弯、抗剪和抗扭强度及卓越的抗冲击性能，能明显改善混凝土收缩性，显著提高混凝土抗疲劳和耐久性能，已广泛应用于道路、机场、桥梁、水工、港口、铁路、矿山、隧道、军事及工民建等工程领域。近年来逐步在水利水电工程中得到应用，效果较为显著。     

硫酸盐溶液浓度对钢纤维混凝土侵蚀性影响的试验研究

随着工业经济的迅速发展,硫酸盐侵蚀已经成为水工混凝土的重要破坏形式。文章以室内试验的方式,研究了硫酸盐溶液浓度对钢纤维混凝土侵蚀性的影响。结果显示,硫酸盐溶液会对钢纤维混凝土产生比较明显的侵蚀作用,且硫酸盐溶液浓度越大,对钢纤维混凝土的侵蚀作用越强。     

钢纤维混凝土在地下隧洞喷锚支护中的应用

本文根据钢纤维混凝土增强的材料特点,通过实例叙述了钢纤维喷锚混凝土在水工隧洞衬砌中的应用及应注意的问题,并给出材料的配合比及喷的工艺。     

钢纤维硅粉混凝土施工试验

三峡工程交钢纤维硅粉混凝土应用于水工建筑主体工程施工在国内尚属首例。     

矿物掺合料和钢纤维对水工混凝土性能影响研究

试验探讨了水工混凝土工作性、断裂性能、弯曲韧性以及力学性能受钢纤维、硅粉和粉煤灰掺量的影响。结果表明：增大粉煤灰掺量有利于改善拌合物工作性,其最优掺量20%;水工混凝土力学强度随硅粉掺量的增加呈现先上升后下降的变化趋势,掺2%硅粉时的强度最高;掺入钢纤维会降低拌合物工作性,但可以使受压破坏进程得到有效延缓,有利于增强弯曲韧性,掺1.8%钢纤维时的断裂荷载最高。本研究可为水利工程中高性能水工混凝土的应用提供技术支持。     

钢纤维硅粉混凝土性能的试验研究

本文介绍钢纤维硅粉混凝土的试验研究成果,并与普通混凝土和硅粉混凝土进行比较。结果表明,在硅粉混凝土中掺入1%的钢纤维后,与硅粉混凝土比较,抗拉强度提高20%以上、极限拉伸提高10%以上、抗冲能力提高78%。这种混凝土兼有硅粉混凝土和钢纤维混凝土的优点,与普通混凝土比较,既提高了混凝土的抗磨损能力,又提高了混凝土的韧性,抗冲击、抗裂能力也增强了,可适用于水工混凝土有抗冲、耐磨要求的部位及工程修补。     

钢纤维混凝土墩墙早期温度与温度变形研究

 以往对钢纤维混凝土抗裂性能多从其力学性能方面加以解释,而很少从热性能方面考虑。为此进行了钢纤维混凝土和普通混凝土2个墩墙结构的模型试验,比较了二者的温度及温度变形的特性。通过实测结构内部温度及其变形,给出了钢纤维混凝土在早期水化热及外界温度影响下的温度及变形规律。根据热传导理论对数据进行分析,得出了钢纤维混凝土有较好导热性以及钢纤维混凝土的早期抗变形能力要强于普通混凝土的结论。上述特性将有助于减小混凝土内部温度梯度,对于防止水工混凝土结构表面裂缝起到良好的作用。同时,还对试验研究中出现的问题以及进一步的研究思路进行了探讨。     

水工环境下锈蚀钢纤维混凝土梁抗冲击性能研究

采用三维有限元分析软件LS-DYNA建立水工环境下锈蚀钢纤维混凝土梁数值模型,针对水工环境下锈蚀钢纤维混凝土梁抗冲击性能进行研究,分析考虑不同锈蚀率和冲击能量等参数对锈蚀钢筋混凝土梁的抗冲撞性能的影响,探讨了锈蚀钢纤维混凝土梁力学性能退化规律。     

纤维增强型水工抗冲磨混凝土研究及应用

大坝溢流面、泄水口等迎水面处的水工混凝土长期受高速含砂水流的冲蚀作用,表面会产生不同程度的磨损,影响混凝土耐久性、缩短构筑物服役寿命甚至影响工程安全,故水工混凝土的抗冲磨性能应当引起足够重视。文章分别介绍了金属钢纤维、有机合成纤维及无机玄武岩纤维增强水工混凝土的抗冲磨及其相关性能研究现状和作用机制,对纤维材料在水工混凝土中更为广泛的复合化应用提供了参考。     

不同级配机制砂超高性能水工混凝土性能影响研究

随着水利工程领域超高性能水工混凝土应用的不断增多，如何解决投资成本较高问题逐渐成为工程技术人员关注的重点。文章通过室内试验，研究机制砂细度和级配对超高性能水工混凝土工作性能、抗折强度、抗压强度以及微观形貌的影响特征。研究表明：试验配制的超高性能水工混凝土28d抗折强度达到35MPa,28d抗压强度达到150MPa，其工作性能良好；水泥石基体能够与机制砂紧密结合，水泥石基体中的钢纤维均匀分布，这种均匀致密的结构明显改善了混凝土力学性能。     

纤维对水工混凝土抗冻融性能的影响研究

试验研究了单掺不同掺量钢纤维和聚丙烯纤维对水工混凝土抗冻融性能的影响。试验结果表明：一定掺量下,2种纤维混凝土的抗冻性能均优于基准混凝土;聚丙烯纤维对水工混凝土抗冻性能的提高较为显著;单掺1kg/m3聚丙烯纤维对水工混凝土抗冻性能改善效果最好,经过300次冻融循环后相对动弹性模量达到85.5%,质量损失率仅为1%。     

湿喷钢纤维混凝土在公伯峡水电站导流洞工程中的应用

针对公伯峡水电站导流洞恶劣的地质条件，开挖过程中采用了湿喷钢纤维混凝土技术，用湿喷钢纤维混凝土与锚筋桩联合受力回固墙，用钢纤维混凝土拱圈支撑代替现浇钢筋混凝土，钢纤维喷混凝土强度高，韧性好，适应变形能力强，有良好的抗渗性，耐久性，能充分发挥围岩的自承能力，而且施工速度快，回弹率小，适应岩面起伏能力强，施工安全，质量好，经济上也较合理，随着理论研究和实践的不断深入，钢纤维混凝土会得到更加广泛的应用。     

抗冲耐磨混凝土在盘石头水库泄洪洞工程的应用

水工建筑物受高速(夹砂)水流冲刷部位的混凝土应具有抗冲耐磨性能，以保证工程正常运行。国内外先后采用了过环氧砂浆(混凝土)、聚合物混凝土、聚合物浸渍混凝土、钢纤维混凝土、硅粉混凝土等材料，其原理是通过优选混凝土原材料、掺加耐磨材料，使混凝土具备抗冲耐磨性能。在盘石头水库泄洪洞施工中，对NFS硅粉混凝土和HF耐磨混凝土进行了试验研究，将HF凝土应用于抗冲耐磨部位，试验证明，该混凝土具有较高的抗压、抗冲磨和耐久性，较好地满足了混凝土拌和、施工和设计要求。