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哈瑞克斯钢纤维工程实例之四 ——水工建筑的应用

2017-03-23

哈瑞克斯钢纤维在国内外水利工程中得到广泛的应用。水工泄水建筑主要承受高速水流的冲刷、磨损和汽蚀等作用。钢纤维混凝土较普通混凝土具有更好的耐腐蚀性能,对出现汽蚀、冲刷和冲击的工程,均可考虑使用钢纤维混凝土作为增强材料。

在水工建筑中,流水接触的表面由于急流原因,会使流速急剧加快,此时,则发生空蚀作用。水的流速提高,压力就会降低,当压力降低到环境温度下水的蒸汽压时,将发生大量气泡,水力学称之为气穴,当气穴被水带到压力较大区域时,气穴立即被冲击瓦解,在极短时间内产生很大的压力。这种现象从气穴区到高压区不断发生,当该力作用到混凝土表面时,相当受力反复冲击,使混凝土受到汽蚀而剥落,对工程使用寿命产生极大影响。与此同时,水流中夹带大量的泥沙甚至石块,与水流一起作用到与之接触的表面,产生很大的冲击作用。在这类工程中,采用钢纤维混凝土,既具有优异的抗冲击性能,又具有耐磨能力,对抗冲磨和汽蚀有显著效果。经过大量的工程实践和理论计算,钢纤维混凝土的冲磨深度只有普通混凝土的50%,如能提高混凝土的基体强度和钢纤维的体积率,抗冲磨能力的效果会更好。工程实践表明,在高坝泄洪道表面采用钢纤维混凝土,可比普通混凝土寿命提高几倍,此外,掺入硅灰、降低水灰比、掺入水溶性高效合成树脂、掺入高效减水剂等,可以使复合材料耐空蚀、耐冲磨性能更好地提高。

一、水流冲刷、磨损、气蚀部位的应用

国外在水工建筑中,应用钢纤维混凝土作为抗冲、耐磨的工程较多,如美国利贝坝、下莫纽蒙特尔坝、金祖瓦坝、下石碑坝和律沃夏克坝等;日本在三保坝工程中均采用钢纤维混凝土。

国内在大渡河支流南亚河石棉二级电站、浙江省文成百丈示电厂、葛洲坝泄水闸、三门峡泄水排沙底孔、长江三峡船闸门槽、云南乌江渡水电站、江西大港水电站、雅砻江锦屏二级水电站、天台桐柏抽水蓄能电站、黄河小浪底水利枢纽工程选用过哈瑞克斯钢纤维混凝土,效果良好。

二、水工闸门及渡槽工程

杭州市德胜坝翻水站闸门,由于原闸门是两扇钢筋混凝土薄壳闸门,门宽4m,高2.5m,壳厚6cm,使用后闸门中部出现一条裂缝,两上角亦有数条裂缝,后改用钢纤维混凝土闸门,经使用后新闸门变形小,仅0.5cm

在湖南等渡槽工程建设中,使用钢纤维混凝土局部增强渡槽,使用效果非常好。

下图为选用哈瑞克斯钢锭铣削型钢纤维混凝土,长江三峡船闸门槽。

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