新型混凝土材料在水利施工中的應(yīng)用研究

□韋 勇 □潘衛(wèi)凱 □王 偉 □霍中元（江蘇省洪澤湖水利工程管理處）

0 前言

我國河流湖泊眾多，水利工程建設(shè)頻繁。特別是近年來，隨著環(huán)境氣候的改變和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，水利建設(shè)成為確保我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城市發(fā)展的重要工作。同時(shí)，由于我國地域廣袤，各地的氣候和水量分布有很大的差距，很多城市和農(nóng)業(yè)用水緊缺，這就需要加強(qiáng)水利工程的建設(shè)工作?，F(xiàn)代水利工程，往往規(guī)模大，施工難，如南水北調(diào)工程，在由南到北的水利建設(shè)中，地形地勢各不相同，給水利建設(shè)增加了技術(shù)難度和質(zhì)量要求。新型混凝土材料的技術(shù)更為先進(jìn)，材質(zhì)更加輕便，穩(wěn)固性、防腐蝕性更強(qiáng)，與傳統(tǒng)的混凝土材料相比，更符合當(dāng)前我國對水利施工的質(zhì)量要求。

1 新型混凝土材料概述

1.1 成分

新型混凝土與傳統(tǒng)混凝土相比，具有更高的耐久度和強(qiáng)度。在混凝土配制過程中使用粉煤灰、磨細(xì)礦渣粉、硅粉等礦物摻和料替代部分水泥作膠凝材料。這些材料的使用配合相關(guān)制作技術(shù)，可以使新型混凝土內(nèi)部材料的凝結(jié)更為緊密，減弱水分對混凝土的滲透，降低水分對混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕性。水利工程建設(shè)中，受水文環(huán)境和水質(zhì)條件的影響，混凝土的腐蝕和滲透是水利工程的一大難題，新型技術(shù)材料的使用，大大降低了工程中的滲透、腐蝕問題。

1.2 種類

1.2.1 纖維混凝土

纖維混凝土又分為鋼纖維混凝土、玻璃纖維混凝土、聚丙烯纖維混凝土等多種類型，用鋼纖維、玻璃纖維、碳纖維等組成相應(yīng)的纖維束，代替?zhèn)鹘y(tǒng)混凝土材料中的鋼筋材料。與傳統(tǒng)混凝土相比，造價(jià)更加低廉，卻極大提高了傳統(tǒng)混凝土的抗拉強(qiáng)度和極限延伸率。

1.2.2 輕質(zhì)混凝土

輕質(zhì)混凝土，也稱泡沫混凝土，在制作過程中將空氣、氧氣等氣體引入混凝土漿體中，使它們在混凝土中形成很多細(xì)小的封閉氣孔。由于存在大量密集的氣孔，這種混凝土的質(zhì)量清、密度小，在實(shí)際使用還具有良好的保溫功能。此外，輕質(zhì)混凝土在制作過程中還可以充分利用工業(yè)廢料，促進(jìn)環(huán)保。

1.2.3 高性能混凝土

高性能混凝土，就是指在提高普通混凝土性能的基礎(chǔ)上生產(chǎn)的具有更高耐久、防腐蝕等性能的混凝土。由于高性能混凝土的生產(chǎn)工藝更加先進(jìn)，在生產(chǎn)時(shí)所采用的材料增加了對抗壓性、抗?jié)B性的要求，高性能混凝土能夠在施工過程中，對水利工程的結(jié)構(gòu)功能和施工工作提供更大的靈活性和技術(shù)性的滿足，在降低工程成本的基礎(chǔ)上延長水利工程的使用年限。

2 新型混凝土材料在水利施工中的應(yīng)用

2.1 可塑性和和易性強(qiáng)的混凝土的使用

混凝土含水量和成分搭配的不同，對混凝土在具體水利施工中的可塑性和和易性有很大的影響。特別是在水利工程的建設(shè)中，混凝土的使用受到水分因素影響較大，這對混凝土的配制過程中的水灰比、材料品種以及在制造過程中的溫度、時(shí)間等都有更高的要求。

水利工程防滲施工中，凝膠材料碾壓混凝土的應(yīng)用是最為常見的防滲措施之一，但是水利工程建設(shè)過程中，壩體施工工作展開困難，比如洪澤湖水利建設(shè)過程中，由于受到洪澤湖周邊環(huán)境和地處淮河下游的特殊地理?xiàng)l件的影響，壩體施工開展困難。在此條件下，使用可塑性、和易性較強(qiáng)的混凝土材料對壩體進(jìn)行澆筑和封閉，可以有效保證水利工程的質(zhì)量和進(jìn)度。

2.2 聚丙烯纖維混凝土的使用

聚丙烯纖維混凝土的干縮量小、初凝效果好。在水利工程施工中，一般都會在混凝土澆筑過程中加入一定的鋼筋網(wǎng)絡(luò)，從而保證混凝土的整體性和穩(wěn)固性，但是工程技術(shù)復(fù)雜，成本較高。聚丙烯混凝土的造價(jià)更加低廉，在實(shí)際工程中又可以替代鋼筋的作用，而且由于聚丙烯材料的粘稠性能，在實(shí)際工程中對混凝土的整體性和穩(wěn)固性都有極大的提升作用，而且對壩體的防滲能力有著很好的效果。

2.3 鋼纖維混凝土的使用

以洪澤湖為例，洪澤湖地區(qū)受季風(fēng)氣候的影響，雨量充沛，特別是夏季，降雨量大，多大暴雨，同時(shí)，洪澤湖周邊的河流眾多，水利工程特別容易受到水流的沖擊。這對洪澤湖地區(qū)的水利工程的抗磨損、抗沖擊性能提出了更高的要求。在水流量大，水流沖擊較強(qiáng)的工程區(qū)域，一般都會使用鋼纖維混凝土提高水利工程的抗磨損性能，增強(qiáng)其對于水流沖蝕以及氣蝕的抵抗能力。但是相對而言，鋼纖維混凝土的造價(jià)較高，而且施工難度大，對于施工單位的專業(yè)素質(zhì)有著相對嚴(yán)格的要求。

2.4 碾壓混凝土

碾壓混凝土一般用于大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工，如水工大壩等。在施工中，碾壓混凝土的澆筑機(jī)具與普通混凝土存在很大的區(qū)別，例如，在平整施工中，使用推土機(jī)；在振搗施工中，使用碾壓機(jī)；在切縫處理中，采用切縫機(jī)。相比之下，碾壓混凝土的整個(gè)施工過程機(jī)械化程度高，施工效率高，不僅施工周期可以縮短，也可以有效減少水泥和水的用量，減少工程的施工成本。

2.5 重視水利工程混凝土中摻合料的應(yīng)用

水利工程建設(shè)過程中，具體的施工地點(diǎn)，不同區(qū)域的施工措施和施工要求各有不同。如洪澤湖地區(qū)的水利工程，由于入湖水系多，且入湖水系受季節(jié)性降水的影響水量變化大。這給洪澤湖地區(qū)的不同水利建設(shè)提出了不同的要求，在具體的混凝土使用上，也要針對這些水利工程的不同，采用不同性能和材料的混凝土。如水閘建設(shè)要注意水閘的耐沖擊、耐磨損性能，在長期的使用中保持穩(wěn)定性，這就可以考慮鋼纖維混凝土的使用。而在一些水庫地區(qū)可以適當(dāng)采用聚丙烯纖維混凝土，提高水庫的方滲水性能。

3 洪澤湖地區(qū)水利工程建設(shè)特殊性對新型混凝土材料的要求

洪澤湖是我國的第四大淡水湖，但是水域面積隨水位波動較大，同時(shí)也是“南水北調(diào)”工程東線部分的過水通道。由于流域降水的時(shí)空分布不均，洪澤湖湖區(qū)地表徑流季節(jié)變化十分明顯，汛期湖水上漲，在特大洪水年份，很容易泛濫成災(zāi)；湖區(qū)枯季水量較少，枯水年份又極易形成旱災(zāi)。一年中，徑流分配以夏季最多，冬季最少。在地勢上，洪澤湖西高東低，北高南低，湖盆由西北向東南傾斜。在具體的水利工程規(guī)劃建設(shè)中，需要充分掌握洪澤湖的水量分布、地勢特點(diǎn)，在施工過程中，根據(jù)不同的建設(shè)要求，合理采用新型混凝土，提高洪澤湖地區(qū)水利建設(shè)的質(zhì)量和性能。

4 結(jié)語

水利工程的建設(shè)過程中，由于工程建設(shè)要求的不同，在對新型混凝土材料的使用上也有不同，很多新型混凝土的制作環(huán)節(jié)也是各不相同的，這增加了混凝土選擇使用的困難。在具體的施工環(huán)節(jié)中，根據(jù)不同的施工、質(zhì)量要求，要采取合理的科學(xué)管理和施工方法，保障水利工程設(shè)施的科學(xué)化和穩(wěn)固性。洪澤湖作為我國東部地區(qū)農(nóng)田水利灌溉和防汛防旱以及南水北調(diào)工程的重要水域，其水利工程建設(shè)對混凝土材料的要求也更高，在具體的施工過程中，要多對工程進(jìn)行科學(xué)分析，對混凝土材料謹(jǐn)慎選擇，保障水利工程發(fā)揮其重要價(jià)值，促進(jìn)我國水利事業(yè)的科學(xué)化、現(xiàn)代化發(fā)展。

[1]彭超.混凝土施工技術(shù)在水利施工中的應(yīng)用探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2015(6):131.

[2]孫述彬.水利施工中新型混凝土材料的應(yīng)用[J].江西建材，2014（8）：105.

[3]張共青.水利施工中新型混凝土材料的應(yīng)用[J].江西建材,2014(24):180.

[4]鐘飛平.新型混凝土材料在水利施工中的應(yīng)用[J].江西建材,2014(17):128.