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  •  水工抗磨蝕材料系指抗水流泥沙磨損及抗高速水流空蝕破壞的材料,分為無機抗磨蝕材料、有機抗磨蝕材料以及其它材料包括鋼板、鋼軌、條石、鑄石板等。

    無機抗磨蝕材料包括普通高強砼及砂漿,高強硅粉砼,高強硅粉鐵礦石砼及砂漿,高強硅粉鑄石砼及砂漿,高強硅粉鋼纖維砼等。
    有機材料有環氧樹脂砂漿及砼,不飽和聚酯樹脂砂漿及砼,丙烯酸環氧樹脂砂漿及砼,聚氨酯砂漿(砼)等。
    由于有機材料價格高,有毒性,施工復雜,對基面要求高,固化受氣溫及環境的影響大,不易保證質量。目前主要用于水工泄水建筑物小范圍破壞的修補中,一般不能大面積的抹面施工,并且有機材料的線脹系數較基面砼的系數大幾倍甚至4~5倍,盡管其粘接性能好,但當環境溫度變化比較大時,溫度應力很容易使其整片的開裂脫落。如劉家峽水電站泄水道使用多種環氧砂漿修補,效果并不理想,幾乎每年維修每年發生破壞。
    無機抗磨蝕材料目前在工程中被廣泛采用的當屬硅粉砼,如黃河小浪底水利樞紐設計使用70萬m3硅粉砼,其中C70砼30萬m3,其余為C50砼;二灘電站在兩個泄洪洞及水墊溏均使用硅粉砼作護面,設計強度為C50;在龍羊峽水電站,劉家峽水電站,隔河巖水電站,石板水水電站等等許多工程中都使用了硅粉砼。目前即將頒布的[水工混凝土抗沖磨防空蝕技術規范]亦將硅粉砼作為主要的首選抗磨蝕材料??梢哉f硅粉砼所具有的良好的抗沖磨抗空蝕性能是工程界普遍接受的,因此在水電工程中得到了普遍的采用,其使用的廣度及使用工程量是其它任何抗磨蝕材料所未有過的。但是,從目前硅粉砼的使用中,也逐漸暴露出一些問題:
    其一是砼的干縮裂縫問題未能解決。據國內許多科研單位如北京水科院結材所,南京水科院結材所,西勘院水科所,甘肅電力研究所等單位的研究資料,硅粉砼的干縮率尤其是早期干縮率較大,使硅粉混凝土在應用中易于出現干縮裂縫,影響其整體強度和使用效果,這一問題在施工后早期加強灑水養護可以有所減小,但在許多工程施工中裂縫仍不可避免。如龍羊峽、李家峽水電站泄水建筑物在應用硅粉 混凝土中即出現嚴重的裂縫問題。二灘水電站兩條泄洪洞中均出現較嚴重的裂縫,有些板體中(8×14m )出現7~8條裂縫。
    其二,硅粉混凝土在施工中存在早期塑性干縮問題。塑性干縮是指 混凝土施工澆筑過程中,在混凝土凝結前,當表層水份的蒸發速度大于混凝土的泌水速度時, 混凝土表面即出現干縮龜裂,甚至出現曬干發白現象。泌水速度越小,塑性干縮越嚴重。硅粉 混凝土塑性干縮比較嚴重,主要原因是由于摻入硅粉后 ,混凝土幾乎不產生泌水。
    其三,硅粉混凝土施工難度大。由于硅粉顆粒極細,比表面積很大,加入 混凝土中后,可使混凝土粘聚性增大,流動性變差,施工和易性不好,使混凝土不易振搗密實,不易收光抹面。在峻工驗收中,往往會發現硅粉 混凝土蜂窩麻面較多,混凝土表面平整度差,一般不能滿足平整度要求,且龜裂及較大裂縫很多。
    其四,造價高。目前硅粉售價2000元/噸左右,每立方米 混凝土中摻量按40~60kg計,則就硅粉一項的費用就增加達60元 ~120元/m3,再加上間接施工費用的增加使硅粉 混凝土的造價很高,因此,使用硅粉混凝土就必須增加較多的工程投資。
    HF混凝土是支拴喜博士開發研制成功的新型抗沖耐磨混凝土護面材料。與硅粉混凝土比較,該材料的各項技術性能相當某些性能甚至超過了硅粉 混凝土,該材料具有干縮性小、和易性好,水化熱溫升小,施工簡單易行,原材料易得,造價低廉等許多優點,目前已在150多個工程中進行了推廣應用(見附表),取得了較好的技術經濟效益和社會效益,受到了工程業主、設計、施工及監理單位的好評 。

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