新型混凝土材料在水利施工中的應用研究

□韋 勇 □潘衛凱 □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，水利工程建設頻繁。特別是近年來，隨著環境氣候的改變和社會經濟發展的需要，水利建設成為確保我國農業生產和城市發展的重要工作。同時，由于我國地域廣袤，各地的氣候和水量分布有很大的差距，很多城市和農業用水緊缺，這就需要加強水利工程的建設工作。現代水利工程，往往規模大，施工難，如南水北調工程，在由南到北的水利建設中，地形地勢各不相同，給水利建設增加了技術難度和質量要求。新型混凝土材料的技術更為先進，材質更加輕便，穩固性、防腐蝕性更強，與傳統的混凝土材料相比，更符合當前我國對水利施工的質量要求。

1 新型混凝土材料概述

1.1 成分

新型混凝土與傳統混凝土相比，具有更高的耐久度和強度。在混凝土配制過程中使用粉煤灰、磨細礦渣粉、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制作技術，可以使新型混凝土內部材料的凝結更為緊密，減弱水分對混凝土的滲透，降低水分對混凝土結構的腐蝕性。水利工程建設中，受水文環境和水質條件的影響，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、碳纖維等組成相應的纖維束，代替傳統混凝土材料中的鋼筋材料。與傳統混凝土相比，造價更加低廉，卻極大提高了傳統混凝土的抗拉強度和極限延伸率。

1.2.2 輕質混凝土

輕質混凝土，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小的封閉氣孔。由于存在大量密集的氣孔，這種混凝土的質量清、密度小，在實際使用還具有良好的保溫功能。此外，輕質混凝土在制作過程中還可以充分利用工業廢料，促進環保。

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上生產的具有更高耐久、防腐蝕等性能的混凝土。由于高性能混凝土的生產工藝更加先進，在生產時所采用的材料增加了對抗壓性、抗滲性的要求，高性能混凝土能夠在施工過程中，對水利工程的結構功能和施工工作提供更大的靈活性和技術性的滿足，在降低工程成本的基礎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用

2.1 可塑性和和易性強的混凝土的使用

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用是最為常見的防滲措施之一，但是水利工程建設過程中，壩體施工工作展開困難，比如洪澤湖水利建設過程中，由于受到洪澤湖周邊環境和地處淮河下游的特殊地理條件的影響，壩體施工開展困難。在此條件下，使用可塑性、和易性較強的混凝土材料對壩體進行澆筑和封閉，可以有效保證水利工程的質量和進度。

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絡，從而保證混凝土的整體性和穩固性，但是工程技術復雜，成本較高。聚丙烯混凝土的造價更加低廉，在實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，在實際工程中對混凝土的整體性和穩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，洪澤湖地區受季風氣候的影響，雨量充沛，特別是夏季，降雨量大，多大暴雨，同時，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，水流沖擊較強的工程區域，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較高，而且施工難度大，對于施工單位的專業素質有著相對嚴格的要求。

2.4 碾壓混凝土

碾壓混凝土一般用于大體積混凝土結構的施工，如水工大壩等。在施工中，碾壓混凝土的澆筑機具與普通混凝土存在很大的區別，例如，在平整施工中，使用推土機；在振搗施工中，使用碾壓機；在切縫處理中，采用切縫機。相比之下，碾壓混凝土的整個施工過程機械化程度高，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用

水利工程建設過程中，具體的施工地點，不同區域的施工措施和施工要求各有不同。如洪澤湖地區的水利工程，由于入湖水系多，且入湖水系受季節性降水的影響水量變化大。這給洪澤湖地區的不同水利建設提出了不同的要求，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。如水閘建設要注意水閘的耐沖擊、耐磨損性能，在長期的使用中保持穩定性，這就可以考慮鋼纖維混凝土的使用。而在一些水庫地區可以適當采用聚丙烯纖維混凝土，提高水庫的方滲水性能。

3 洪澤湖地區水利工程建設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，同時也是“南水北調”工程東線部分的過水通道。由于流域降水的時空分布不均，洪澤湖湖區地表徑流季節變化十分明顯，汛期湖水上漲，在特大洪水年份，很容易泛濫成災；湖區枯季水量較少，枯水年份又極易形成旱災。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劃建設中，需要充分掌握洪澤湖的水量分布、地勢特點，在施工過程中，根據不同的建設要求，合理采用新型混凝土，提高洪澤湖地區水利建設的質量和性能。

4 結語

水利工程的建設過程中，由于工程建設要求的不同，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節也是各不相同的，這增加了混凝土選擇使用的困難。在具體的施工環節中，根據不同的施工、質量要求，要采取合理的科學管理和施工方法，保障水利工程設施的科學化和穩固性。洪澤湖作為我國東部地區農田水利灌溉和防汛防旱以及南水北調工程的重要水域，其水利工程建設對混凝土材料的要求也更高，在具體的施工過程中，要多對工程進行科學分析，對混凝土材料謹慎選擇，保障水利工程發揮其重要價值，促進我國水利事業的科學化、現代化發展。

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