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钢纤维混凝土的应用技术
发布人:周伟 发布时间:2011年3月2日 被浏览 6883

      钢纤维混凝土就是在普通混凝土中掺入适量钢纤维而成的一种新型复合材料,近年来在国内外得到迅速发展。它克服了混凝土抗拉强度低、极限延伸率小、性脆等缺点,具有优良的抗拉、抗弯、抗剪、阻裂、耐疲劳、高韧性等性能,已在建筑、路桥、水工等工程领域得到应用。

钢纤维混凝土在水利水电工程中的应用
      水利工程钢纤维混凝土在水利工程中的应用比较广泛,主要将其用于受高速水流作用以及受力比较复杂的部位,如溢洪道、泄水孔、有压疏水道、消力池、闸底板和水闸、船闸、渡槽、大坝防渗面板及护坡等。这些部位对混凝土材料自身的抗拉强度、抗剪强度以及抗裂性能的要求都比较高,也正发挥了钢纤维混凝土的自身优势。以下是在水利工程中相关方面使用钢纤维混凝土列举:
     (1)支护工程 钢纤维混凝土由于抗拉、抗弯、抗剪强度高,能承受较大的围岩和土体的变形作用而保持良好的整体性,因此可用于隧洞支护、山体护坡等工程。如浙江省开化县齐溪水电站有压隧洞在两个工程段内采用喷射钢纤维混凝土衬砌,使围岩能在较大程度上发挥作用,减少了衬砌厚度,由原来的钢筋混凝土衬砌厚度500mm减至钢纤维混凝土喷衬厚度60mm,省去了钢筋加工和绑扎工程量,同时不需立模和回填灌浆,造价由每延米1175元减至398元,施工工作量减少3/4。工程至今正常运行。
     (2)储水、防渗、输水管道工程 钢纤维混凝土由于抗裂性能好、收缩率低,因而防水、防渗性能较好,可用于低压输水管、蓄水池、地下室防渗等工程。而在储水和防渗结构中钢纤维混凝土可作防水层,有时也可兼作结构层代替钢筋混凝土。如浙江省余姚岭水库混凝土坝面多次出现裂缝、下游面局部出现渗水,在混凝土面层采用喷射钢纤维混凝土,厚度50mm,达到了防渗效果,与高频振荡钢丝网水泥砂浆防渗面板相比,具有工艺简单、施工方便、造价低等优点。
     (3)高速水流冲刷磨损部位 钢纤维混凝土具有较高的抗冲磨、抗气蚀能力,因此可用于溢洪道、消力池、闸底板等承受高速水流作用的部位。如:大渡河支流南桠河石棉二级电站,该电站是引水式径流电站,1965年建成发电。当年汛期后,冲砂闸底板和护坦被冲成深槽,最深处达0.7m,埋设的28mm钢筋全部磨断,1968年和1969年先后两次用辉绿岩铸石板、环氧混凝土、呋喃混凝土进行修补加固对比试验,除环氧混凝土在一个汛期内磨损10~50mm外(后来也被冲毁了),其余材料不到一个汛期全部被砸碎冲掉。1977年在毁坏处采用硅锰渣铸石板、改性环氧砂浆、胶乳水泥砂浆、MC尼龙板、高强混凝土、钢纤维混凝土等材料进行补强试验,结果表明钢纤维混凝土是较好的抗冲耐磨材料。
     (4)处于腐蚀环境中的构件 钢纤维混凝土具有良好的耐腐蚀性能,可用于海水等腐蚀环境中的闸门、输水管道等构件的防蚀层或结构层。
     (5)动力荷载作用部位和抗震结构节点 由于钢纤维混凝土具有较高的抗拉强度、断裂韧性和抗疲劳等性能,因此,可用于承受动力荷载的机墩、抗震结构的框架节点等部位。
     (6)复杂应力部位 钢纤维混凝土中的钢纤维一般呈三维乱向分布,沿每个方向都有增强和增韧作用。钢纤维对混凝土结构复杂应力区增强是非常有利的,而且容易浇筑成型,比钢筋更能适应各种复杂的结构形式。此外,钢纤维限制混凝土裂缝的作用也是钢筋不能相比的。因此,可用于大坝内廊道、泄水孔等孔口复杂应力区和牛腿等受弯构件的抗剪以及板的抗冲切部位等。
     (7)部分应用钢纤维混凝土的水利水电工程 浙江省淳安县河村水库泄洪洞支护,浙江省文成县百丈际水电站引水隧洞、葛洲坝二江泄水闸、三门峡泄水排砂底孔、贵州乌江渡水电站、江西大港水电站的工程修补,湖南省永川市向阻坝渡槽局部槽身加强,浙江省玉环县四海闸闸槽二期,三峡临时船闸闸槽二期,杭州市德胜坝闸门门体等。钢纤维混凝土在以上工程应用均取得良好效果。

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