淺談過（泄）水建筑物抗沖磨混凝土應用及施工技術
【摘要】 在多泥沙河流布置過（泄）水建筑物，如何提高建筑物護面的抗沖磨、抗沖蝕能力是一個重要的問題。以往使用的護面材料主要有環氧砂漿(混凝土)、鑄鐵板、鋼板及高標號干硬砂漿(混凝土)等，其效果并不理想。而效果較好的硅粉混凝土和HF混凝土已被廣泛應用于水工建筑物高速水流沖刷部位，其抗壓、抗沖磨、耐久性等性能已逐漸被驗證和認可。本文根據新疆克孜加爾水利樞紐導流洞工程抗沖磨混凝土的應用，簡述了過（泄）水建筑物抗沖磨混凝土的應用技術和施工技術，以供類似工程參考。
【關鍵詞】 抗沖磨試驗機      硅粉混凝土      HF混凝土      施工技術
HF粉煤灰抗沖磨混凝土在克孜加爾導流洞工程中的應用
2.1抗沖磨材料的選擇
硅粉抗磨蝕劑是以超細高活性硅粉為主，參配有耐磨抗氣蝕助劑的復合粉體材料。它有效地改善了混凝土的微觀結構，提高了水泥漿體和砂、石骨料界面之間的結合強度，增加了水泥漿體抗拉、抗沖擊性能，因而能大幅度提高混凝土的抗沖磨、抗氣蝕性能，并顯著提高混凝土的力學性能、密實性、抗凍性和耐久性，同時還具有減縮防裂的效果。
HF外加劑是幾種外加劑的復合劑，主要成分為：①減水劑，其作用是減小混凝土的水膠比，增大混凝土的強度和稠度，從而使坍落度損失減少。②載體流化劑，增大混凝土的流動性，并在1～2小時內使混凝土坍落度不變或變化很小。③緩凝劑，起緩凝作用并減小混凝土的坍落度損失，使混凝土初凝時間適當延長，對初凝后的混凝土強度沒有影響。④混凝土膨脹劑，利用其在水化過程中產生的微膨脹性，補償混凝土的干縮性。一般情況下，HF混凝土和硅粉混凝土相比，具有同樣的抗壓強度、抗沖磨、抗空蝕性能，其粘聚性和保水性介于硅粉混凝土與普通混凝土之間，既克服了硅粉混凝土粘聚性太大不泌水的缺點，又改善了普通混凝土粘聚性差易泌水的性能。摻加粉煤灰的HF粉煤灰混凝土其粉煤灰中含有大量的玻璃微珠，在拌合物中產生“滾珠效應”，不但使HF粉煤灰混凝土易于施工澆筑，易于振搗密實和收光抹面，并可進行泵送澆筑，克服了硅粉混凝土施工難度大的缺點。近年來，硅粉價格較高，且硅粉生產廠家較少，運費大等，直接導致了硅粉混凝土的價格遠大于HF粉煤灰混凝土。因此，HF混凝土被很快的推廣并應用，已有數十個工程使用過HF混凝土，使用效果受到了多數設計單位、監理單位、施工單位及業主的好評。
新疆克孜加爾導流洞閘井至消力池混凝土底板表層30cm原設計為C60F200W6硅粉混凝土，考慮到HF粉煤灰混凝土從施工難易程度、經濟性等優于硅粉混凝土的特點，經設計、監理、施工及業主單位共同討論協商后選用C30F200W6HF粉煤灰混凝土代替硅粉混凝土，以滿足底板抗沖磨要求。
2.2  HF粉煤灰抗沖磨混凝土在克孜加爾導流洞工程中的應用
2.2.1 施工原材料
（1）砂石料
細骨料為該工程規劃的C2料場篩分的天然水洗砂，細度模數為2.9，堆積密度1530 kg/m3，含泥量1.3%；
粗骨料包括C2料場篩分天然卵石（5~20mm、20~40mm）和人工破碎石。卵石（5~20mm）超遜徑含量分別為4.6%和5.9%；碎石（5~20mm）超遜徑含量分別為7.5%和0.6%；卵石（20~40mm）超遜徑含量分別為3.6%和4.2%
（2）膠凝材料
水泥采用P.O42.5水泥，其物理力學性能見表1；粉煤灰采用Ⅰ級粉煤灰，其性能檢測結果見表2。
表1      水泥物理力學性能檢測結果

水泥品種 （規格）	標準稠度用水量（%）	凝結時間（min）		抗折強度（MPa）		抗壓強度（MPa）		安定性（煮）
		初凝	終凝	3d	28d	3d	28d
P.O42.5	28.0	143	233	5.2	7.86	26.2	50.64	合格

表2        粉煤灰性能檢測結果

粉煤灰品種等級	細度（%）	需水量比（%）	燒失量（%）	含水率(%)
Ⅰ級	7.1	92	4.6	0.1

（3）外加劑
外加劑采用NF-NS-3泵送劑和NF-1高效減水劑，引氣劑采用該公司生產的PMS-NEA3引氣劑， HF外加劑采用甘肅巨才電力技術有限公司生產的HF外加劑。
2.2.2 配合比設計試驗
（1）外加劑適應性試驗
通過對泵送劑、減水劑、HF外加劑、引氣劑分別進行了適應性試驗，最終確定：當粉煤灰摻量為水泥用量的30%時，泵送劑、減水劑、HF外加劑、引氣劑的更優摻量分別為1.0%、1.0%、2.0%、1.2/10000，摻HF外加劑后水泥凈漿的流動度和摻減水劑、HF外加劑兩種外加劑有幾乎同樣的效果，也可滿足泵送混凝土的要求。
（2）配合比的確定
在新疆農業大學孫教授的指導下，進行了C30F200W6泵送混凝土配合比試驗，最終確定配合比見表3，28天抗壓強度為38.5MPa。
表3    C30F200W6混凝土配合比

強度等級	水膠 比	膠凝材料（kg）		砂（kg）	石（kg）			外加劑（Kg）		水 （Kg）
		水泥	粉煤 灰	0-5mm	5-20mm		20-40mm	HF（2%）	引氣劑（1.5/萬）
					卵石	碎石
C30F200W6	0.38	251	107	746	177	413	483	7.16kg	0.0537kg	136

 
通過在拌和站現場拌和，對該配合比進行了驗證，確定的拌和程序為：
（膠凝材料+HF外加劑） 拌和   粗細骨料  拌和  （水+引氣劑）    拌和   180S，拌和站的拌合質量較好，拌合的成品混凝土質量檢測結果見表4。
表4    拌和質量檢測結果

和易性	坍落度	擴展度	含氣量
和易性好 不離稀， 無泌水	190mm	450mm	4.9%