关于水工混凝土材料的研究

关于水工混凝土材料的研究

李忠泽,周宗桦通讯作者

（重庆江山水电建筑工程勘察设计咨询有限公司）

摘要：在我国，研发高性能的水工混凝土，是在建筑工程中非常重要的一步。它也凝聚了很多的创新成果，引领了水工混凝土行业的发展和进步。目前来说，已经有很多种混凝土的技术正在发展，相应工程的建设也在不断地推进。只有将理论和实践相结合，更加完善相应的技术，才能使水工建筑行业持续的发展。本文将对水工混凝土材料进行深入的研究，以适应水工建筑材料的更高要求。

关键词：水工；混凝土；材料研究

从我国的水利水工部门的统计可以看出，在我国还有一部分的水工建筑工程有很严重的问题[1]。在分析的过程中，要对相关的因素进行深入的探讨，还要考虑一些人为的因素。一般情况下，水利水工工程如果运用不当，或者是施工的时候出现差错，都会造成严重的问题，而且很复杂，修复的工作也很复杂[2]。所以在水工混凝土材料的研究过程中要注意到如何运用先进的技术和设备，从而促进水工建筑的长远发展。

一、水工混凝土与普通混凝土的差异

从混凝土的碱骨科反应的行为来考虑，水工混凝土与平常的普通混凝土存在以下方面的差异。第一是骨料粒径比较大，水工混凝土的最大骨料粒径一般是150毫米，所占的比例也比较高。但是，普通的混凝土最大的股料粒径不能超过40毫米。第二，混凝土的强度等级比较低[3]。除了在特殊部位使用的混凝土之外，水工混凝土的强度一般来说是比较低的。但是，普通混凝土的强度要比水工混凝土高一些。第三，胶凝材料用量比较少。除了一些特殊部位，水工混凝土的胶凝材料用量一般情况下都比较低一点，但是普通混凝土要比水工混凝土的胶凝材料用量高一些，甚至是水工混凝土的两倍[4]。第四，长期处于潮湿环境当中。水工建筑物比较特殊，它有大部分都是在水下，所以长期都是在饱水状态的。水工混凝土即使有一部分是在水上，也会因为建筑物的整体的体积比较大，内部的水分没有办法蒸发，所以下面的水就会扩散上来。但是对于普通的混凝土来说，大部分的建筑都是在地面以上的，它们的状态受环境的影响，很有可能并不在水下，所以和水工建筑物有较大的差别[5]。第五是寿命要求较长。对于水工建筑物来说，企业会投资很多的资金，建设起来周期也比较长，难度也比较大，所以对于建筑物要有更长的寿命，由于水工建筑物比较特殊，所以对耐久性要求比较高一点。所以要求水工混凝土寿命比较长，但是对于普通混凝土来说，要求并没有那么高。上述分析之后，在这几个方面来说，水工混凝土和普通混凝土是有很大差异的。这也会导致他们的碱骨料反应行为有很大的差距[6]。所以要对水工混凝土的技术加以高度的重视，因为水工混凝土比较容易开裂，而且它的强度要低于普通的混凝土，这就说明它的反应能力比较弱一些。对此，一定要使用更高性能的水工混凝土，不断的优化施工技术[7]。近些年来，国家也研制了很多不同强度，不同材料以及不同工艺的混凝土材料，积累了很多的实践经验并且成功地运用在了各种工程当中，突破了骨粒最大的粒径限制，形成了更加新型的混凝土制备技术。

二、水工高性能混凝土的研究与应用

（一）混凝土耐久性设计理念

坝工混凝土设计在向耐久性设计理念转变，混凝土强度也不再是唯一的标准。对于耐久性设计原理，三峡工程提出了全新的设计原则。即低热，低缩，低弹，制定了新的技术标准，提出了降低水胶比，高掺优质粉煤灰的设计技术路线。这样不仅提高了混凝土的抗裂性，解决了混凝土的裂缝问题，同时也为之后的水利水电工程做出了良好的示范[8]。所以，大坝混凝土耐久性设计的理念是非常重要的，它为后续的诸多建设奠定了良好的基础，也使得水利水电工程取得了更大的进步[2]。

（二）水工碾压混凝土

在上个世纪70年代末，科学家提出了低熟料，高产混合材碾压混凝土的概念。这个概念符合水工的设计要求和基本性能的要求，具有很多优势。在这以后，国家进行了很多可行性的研究以及攻关项目，并且对大坝，隔河岩，万安等诸多工程的碾压混凝土进行研究，形成了多种技术路线和配合比的设计原则[9]。也因此成为了国内碾压混凝土材料的主要设计方式，并且一直被广泛使用。许多工程都开展了相应的研究，在对混凝土的配合比特性以及层间结合特质等多个方面都有显著的成果，技术经济效益都很显著。尤其是研制的低胶材料，性能优良，而且层面结合良好，形成了完整的成套施工工艺，在工程中成功的应用[10]。有着显著的经济效益。

（三）防渗墙塑性混凝土

塑性的混凝土具有一定的强度，还有较好的耐久性，能够适应较大的变形，是一种具有很高的抗裂能力的防渗墙材料[11]。在很多工程中，设计师提出了中强，低弹，高耐久性的设计原则，并且研制出了性能更加良好的塑性混凝土，这在行业中起到了非常良好的示范作用。在三峡工程中使用的防渗混凝土，具有良好的变形能力以及抗渗能力，能够更好地适应水平推力和变形情况，提高了防渗墙的防晒效果，而且也经受住了洪水的考验

[12]。实验证明了防渗墙的防渗效果非常的显著，所以塑性混凝土作为防渗材料起了很大的作用，在工程中也有很广阔的前景，在实际应用中，得到了大规模的应用。

（四）混凝土抗裂性的研究

在水利水电的工程建设过程中，混凝土如果大体积的产生裂缝，就会严重的影响工程的结构质量以及耐久性。如果严重的话，还会影响整体工程的安全，极大的缩短工程的寿命，这是非常严重的。所以要对混凝土的裂缝进行研究，增强抗裂能力，研究新型的抗裂技术。围绕裂缝产生的因素，进行预防裂缝产生，分析裂缝的演变趋势。并且对混凝土的特性和评价体系以及裂缝控制措施进行更加深入的研究，将这些成果应用于各种水利水电工程，可以取得更加良好的效果，也能保证整体工程的安全，增加工程的寿命[3]。

结束语：混凝土建筑物对于我国的水利水电工程的建设起着举足轻重的作用。在科技的不断发展的前提下，新型的水工混凝土材料将会被研发应用，更多新型的技术也将被运用在水利水工工程建设中。因此，相关部门和企业要更加的注重混凝土的材料技术发展。我国的水利水电工程在未来的发展中，对于水工建筑材料会有更高的要求。所以，国家要继续聚焦于新能源的开发对于材料的需求方面，实现国家战略。

参考文献：

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[2] 张齐成. 纤维对水工混凝土裂缝修补材料性能影响试验研究[J]. 水利科技与经济,2022,28(4):132-135.

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[4] 冯伟. 基于水工混凝土材料及修复利用的探讨[J]. 建筑与装饰,2022(18):193-195.

[5] 李亚楠. 水工混凝土抗压强度受温度及材料组成的影响研究[J]. 黑龙江水利科技,2022,50(7):28-30.

[6] 刘建祖. 河道护坡材料水工混凝土力学与透水性影响因素分析研究[J]. 陕西水利,2021(7):37-39,42.

[7] 顾宁,马宇,杨庆胜,等. 水工建筑物混凝土表面防护材料的应用进展[J]. 大坝与安全,2020(6):49-52.

[8] 胡少伟,韦华,范冰. 旱区寒区水工混凝土材料耐久性及其损伤断裂性能研究进展[J]. 水利与建筑工程学报,2019,17(2):1-11.

[9] 袁智德,京约,郝书研,等. 基于水工混凝土材料及修复利用的探讨[J]. 房地产导刊,2019(3):186.

[10] 宋峰. 水工混凝土表面不同防护材料抗渗性能对比试验研究[J]. 江苏水利,2020(3):43-46,50.

[11] 阿不都赛依迪·赛麦提. 大坝水工混凝土结构不同修补材料系统性能研究[J]. 水利技术监督,2021(8):133-136,216.

[12] 郭文康,张晓波,王述银,等. 原材料品种对水工碾压混凝土性能的影响[J]. 长江科学院院报,2020,37(7):147-152.