新型抗冲磨材料的研究进展

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1、新型抗冲磨材料的研究进展涂天驰杨医博郭文瑛王恒昌华南理工大学土木与交通学院华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室摘要：随着我国水利水电建设的需要、西电东输的大战略的实施，一大批在建或即将建设的超高水头水利水电工程对水工建筑物所利用的抗冲磨材料提出了更高的要求。该文介绍了常用抗冲磨材料的特点及应用情况，以及新型抗冲磨材料的研究现状与发展趋势。关键词：抗冲磨;高速水流;常用抗冲磨材料;超高性能混凝土;环氧砂浆;作者简介：涂天驰(1993-)，硕士生.E-mail:tutianchi@sina.com收稿日期：2017-07-10ResearchProgressofAnti-abras

2、iveMaterialsTUTian-chiYANGYi-boGUOWen-yingWANGHeng-changCivilandTransportationInstitute，SouthChinaUniversityofTechnology;Abstract：WiththeneedsofChina'shydraulicengineeringconstructionandtheimplementationofWest-EastPowerTransmissionstrategy,alargenumberofultrahydraulicengineeringprojectsunderco

3、nstructionwillbeproposedhigherstandardsfortheanti-abrasivematerialsusedinhydraulicstructures.Thispaperintroducedthecharacteristicsandapplicationofcommonlyusedanti-abrasivematerials,andtheresearchstatusanddevelopmenttrendofnewanti-abrasivematerials.Keyword：anti-abrasive;highspeedwaterflow;commo

4、nlyusedanti-abrasivematerials;ultra-highperformanceconcrete;epoxymortar;Received：2017-07-10根据“十三五”规划的要求，我国西部开发、西电东输计划的实施以及一带一路战略的推进，我国水利水电工程的建设规模逐步扩大，高质量水利工程的需求不断提高，重大水利枢纽工程的建设难度也越来越大。尤其是一些正在兴建的高水头和超高水头的水工建筑物，其建设需耍考虑到超高流速的含砂水流对建筑物的磨损与消耗，这就需要建筑材料有着更高更强的抗冲磨性能。含砂高速水流，尤其是水流流速较快II夹带大量泥沙和推移质时，会对水工建筑

5、物的混凝土过流面造成严重的冲刷磨损和气蚀破坏。我国己建大型水电站在使用过程中大部分均发现有冲刷磨蚀破坏，或由于水流中泥沙和推移质含量大，或由于水流速度高，有的甚至危及工程安全。部分水电站的冲磨破坏情况见表lo表1部分水电站冲磨破坏情况[1-5]下载原表同时我国水利工程的建设量十分巨大，根据《中国水利年鉴2015》M的统计，截止至2014底，全国该年度的施工项目数就有21630个，其中新开工的项目数为13518个。如此巨大的水利工程建设量，再加上国家西部大开发和西电东送发展战略的实施，将要建设一大批泄流流速高达4(T50ni/S的超高水头电站，这将对抗冲磨材料提出更高的耍求。该文从传

6、统常用抗冲磨材料和新型抗冲磨材料两个方面对现有抗冲磨材料种类做了详细介绍。1常用抗冲磨材料工程屮常用的抗冲磨材料主要有高强抗冲磨混凝土、聚合物类抗冲磨材料、钢材类金属材料等。常用高强抗冲磨混凝土的材料有硅粉混凝土、纤维混凝土、粉煤灰混凝土等，聚合物类抗冲磨材料包括环氧砂浆、呋喃砂浆等，钢材类金属材料则以不锈钢材料使用最为广泛。不同的抗冲磨材料有不同的特点和应用情况，同时这些常用的抗冲磨材料在工程应用中也都存在一些问题。1.1高强抗冲磨混凝土1.1.1硅粉混凝土硅粉主要成分为无定型二氧化硅，是一种高效的活性掺和料m。硅粉可以与混凝土屮的CU很快进行二次水化反应从而生成更多的水化硅酸钙

7、(C-S-II),使得浆体毛细孔和混凝土界面得到很大地改善，进而降低孔隙率并提高浆体强度M。同时在高效减水剂作用下，由于硅粉颗粒的尺寸更小，可以填充在水泥颗粒的缝隙之中，将使水泥石内部结构的密实性更高。因此，硅粉混凝土的力学性能和抗冲磨强度都冇较人的提升，但硅粉混凝土同时也具冇容易开裂，混凝土早期收缩大等缺点。1.1.2纤维混凝土为了提高抗冲磨混凝土韧性以及解决高性能混凝土的收缩开裂问题。在混凝土内部均匀地掺入纤维，从而使纤维在混凝土中相互牵制、连接，形成一个阻碍其裂