抗磨蚀高性能混凝土 在锦屏一级泄洪洞工程中的应用 王 燕 郭 强 (中国水利 水电建设 工程 咨询 西北公 司 陕西 西安 710075) 摘 要 文章介绍了掺加 HF外加剂的高强耐磨蚀粉煤灰混凝土在锦屏一级水电站泄洪洞工程应用中 的效果和作 用，以及 高性 能混凝 土施 工质量控制要点 。 关键 词 锦屏 一级 水电站 ；高强耐磨蚀粉煤灰混凝土 ；应 用 中图分 类号 ：1、，431+．9 文献标识码 ：B 从 2O世纪 8O年代起，不同国家，不同学者依照各 自的认 识 、实践 、应用范 围和 目的的要求差异 ，对高性能混凝 土进行 了 不同的定义和解释。我国已故工程院院士吴中伟在 1999年出 版的著作《高性能混凝土》中定义如下 ：高性能混凝土是一种新 型技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用 现代混凝土技术制作的混凝土，它以耐久性作为设计的主要指 标。为此，高性能混凝土在配置上的特点是低水胶比，选用优质 原材料 ，并除水泥、水 、骨料外 ，必须掺加足够数量的矿物细掺 料和高性能减水剂 。 ’ 作为高性 能混凝 土的水工抗磨蚀混凝 土而言 ，除按规定 选 取 C35、C40、C45、C50、C55、C60、>C60七级强度等级外 ，都必 须配置成具有较高抗磨蚀性能的高性能混凝土。在我国，已有 较多成功应用的实例，如：三峡工程、青海省李家峡水电站、陕 西省金盆水库泄水建筑物、甘肃省黄河大峡水电站工程等。 2抗蚀耐磨混凝土研究及其在锦屏一级泄洪洞工程中 的应用锦屏一级水电站采用坝式开发 ，主要任务是发电。水库正 常蓄水位 1880．00m，死水位 1800．OOm，正常蓄水位以下库容 77．65亿 m，，调节库容 49．1亿 m，，属年调节水库。电站装机 6 台，单机容量 600MW。右岸泄洪洞泄量大，无压隧洞段单宽流 量大、流速高 ；洞线长，体型复杂；过流面混凝土浇筑除采用了 掺加硅 粉的抗冲耐磨混凝 土 ，还研究并在 右岸泄洪洞 中使用掺 加 HF外加剂 的高强耐磨蚀粉煤灰混凝土 。 2．1HF混凝 土的定义 HF高强耐磨粉煤灰混凝土(简称 HF混凝土)是 由HF外 加剂、优质粉煤灰、符合要求的砂石骨料和水泥等组成，并按规 定方法进行设计 ，按规定工艺组织施工浇筑的混凝土。与硅粉 混凝土比较，该材料具有干缩性小 、和易性好 、水化热温升小、 施工简单易行、原材料易得 、造价低廉等许多优点。经过十几年 的研究和工程应用，逐渐得到改进、优化、完善而成为新型专业 水工护面混凝土。HF混凝土技术除注重混凝土抗磨性能和抗 空蚀性能之外，尤其注重混凝土的施工性能和混凝土的抗裂性 能 ，并将使用效果作为判定混凝土抗冲耐磨性能优劣的重要依 据。通过配合比设计、原材料的选取、施工性能的改善和施工工 艺 、质量控制方法及采用专业的HF外加剂，使混凝土特别是混 32—— 凝土护面达到预期的工程效果。目前在水利水电工程中，HF混 凝土已被广泛应用于抵抗泥沙磨损，高速水流空蚀破坏的高性 能的水工抗冲耐磨护面材料 ，成为解决泥沙磨损和空蚀破坏的 优选方案 。 2．2HF混凝土抗冲耐磨 机理 采用 HF~'HJn剂激发粉煤灰的活性，使胶凝材料的水化产 物致密、坚硬，并使 自身强度和胶结力显著提高，达到提高混凝 土的抗压强度，抗磨强度及耐久性能。 2．3HF混凝土 的抗冲抗空蚀机理 HF混凝土自身强度的提高，提高了其抗蚀性能。普通混凝 土在泥沙磨损和空蚀作用下 ，胶材和砂浆容易被冲磨掉，出现 粗骨 料外露 以至于产 生可引起 空蚀 破坏 的新 的不平 整 凸起 和 凹坑。这种在建筑物运行过程中产生的超出设计允许糙度的不 平整度称为再生不平整度。再生不平整度是产生新的更严重空 蚀破坏 的根源 。目前规范和设计 中对新建工程 的过流表面平整 度要求较高，而对运行后所产生的再生不平整度及其危害重视 不够。HF混凝土胶凝材料与骨料之间结合力的提高和两者强 度差异减小 ，使混凝土形成一个相对的均质材料 ，不易产生应 力集 中破 坏 ，也不易产 生不均匀 破坏 ，有利 于避免再 生不平 整 度和空蚀破坏的产生。 HF混凝土干缩率小，不易产生干缩裂缝，也不易产生混凝 土表面塑性龟裂现象。另外，与普通混凝土相比，HF混凝土中 的水泥用量显著减小 ，混凝土的水化热温升降低 ，混凝土不易 产生温度裂缝 。这一方 面可防止裂缝引起 的空蚀破 坏 ，同时也 提高了混凝土的整体性强度。 除空蚀 和磨损之 外 ，高速水流 脉动压力对建筑物 的破坏作 用也是不容忽视的问题。脉动压力主要会引起存在裂缝的混凝 土板体发生破坏 。HF混凝土所具有的较好的抗裂性能 ，使其具 有较好的抗脉动破坏的作用。 水工建筑物抗冲磨防空蚀混凝土技术规范对配置高性能 抗磨蚀的混凝土及砂浆所用材料提出了专门要求。具体内容如 下 ：配置高性能抗磨蚀 的混凝土及砂浆所用材料 除应符合 DLrr5144规定外，还应符合下列要求： ①宜选用大于等于42．5强度等级的中热硅酸盐水泥、硅酸 盐水泥或普通硅酸盐 水泥。 ②应选用质地坚硬 、含石英颗粒多、清洁、级配 良好的中 粗砂 。③应选用质地坚硬的天然卵石或人工碎石 ，天然骨料最大 粒径不宜超过 40mm，人工骨料最大粒径可为 80mm，当掺用

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