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混凝土材料对水利施工的应用,新型混凝土材料

2020-01-04 12:37

我国河流湖泊众多,水利工程建设频繁。特别是近年来,随着环境气候的改变和社会经济发展的需要,水利建设成为确保我国农业生产和城市发展的重要工作。同时,由于我国地域广袤,各地的气候和水量分布有很大的差距,很多城市和农业用水紧缺,这就需要加强水利工程的建设工作。现代水利工程,往往规模大,施工难,如南水北调工程,在由南到北的水利建设中,地形地势各不相同,给水利建设增加了技术难度和质量要求。新型混凝土材料的技术更为先进,材质更加轻便,稳固性、防腐蚀性更强,与传统的混凝土材料相比,更符合当前我国对水利施工的质量要求。

随着我国国民经济的不断提升,以及社会对新能源的迫切需求,能源紧缺的问题已经日益凸显,如果不能及时得到有效解决,将会严重的影响社会的进步和经济的发展。而对水利工程施工而言,对混凝土材料的需求非常大,但是传统混凝土材料又存在很多缺陷,所以就势必要应用一些新型的混凝土材料,新型混凝土主要有纤维混凝土,彩色混凝土等,下面就对其在水利施工中的应用进行分析。

1新型混凝土材料概述

1新型混凝土材料的概况

新型混凝土与传统混凝土相比,具有更高的耐久度和强度。在混凝土配制过程中使用粉煤灰、磨细矿渣粉、硅粉等矿物掺和料替代部分水泥作胶凝材料。这些材料的使用配合相关制作技术,可以使新型混凝土内部材料的凝结更为紧密,减弱水分对混凝土的渗透,降低水分对混凝土结构的腐蚀性。水利工程建设中,受水文环境和水质条件的影响,混凝土的腐蚀和渗透是水利工程的一大难题,新型技术材料的使用,大大降低了工程中的渗透、腐蚀问题。

随着建筑施工技术不断的发展以及科技的不断进步,再加上传统混凝土材料还存在一定的缺陷与不足,直接导致普通混凝土材料已经不能满足水利工程的发展需求,所以有关的技术人员对新型的混凝土材料进行了研究,在不断的努力下,取得了令人十分满意的效果,就目前而言,新型的混凝土材料正朝着轻质,高强,抗腐蚀,耐磨损等方向不断发展,下面就针对其中的几种新型混凝土材料进行有效的分析。

1.2.1纤维混凝土纤维混凝土又分为钢纤维混凝土、玻璃纤维混凝土、聚丙烯纤维混凝土等多种类型,用钢纤维、玻璃纤维、碳纤维等组成相应的纤维束,代替传统混凝土材料中的钢筋材料。与传统混凝土相比,造价更加低廉,却极大提高了传统混凝土的抗拉强度和极限延伸率。1.2.2轻质混凝土轻质混凝土,也称泡沫混凝土,在制作过程中将空气、氧气等气体引入混凝土浆体中,使它们在混凝土中形成很多细小的封闭气孔。由于存在大量密集的气孔,这种混凝土的质量清、密度小,在实际使用还具有良好的保温功能。此外,轻质混凝土在制作过程中还可以充分利用工业废料,促进环保。1.2.3高性能混凝土高性能混凝土,就是指在提高普通混凝土性能的基础上生产的具有更高耐久、防腐蚀等性能的混凝土。由于高性能混凝土的生产工艺更加先进,在生产时所采用的材料增加了对抗压性、抗渗性的要求,高性能混凝土能够在施工过程中,对水利工程的结构功能和施工工作提供更大的灵活性和技术性的满足,在降低工程成本的基础上延长水利工程的使用年限。

1.1纤维混凝土材料

2新型混凝土材料在水利施工中的应用

纤维混凝土的研发,是借助传统的钢筋混凝土的理论基础上而发展出来的,这种材料在研发的时候,主要是利用钢纤维,玻璃纤维,还有碳纤维等材料代替了传统的钢筋材料,这些纤维合在一起从而组成了纤维束。通过实验得知,这种纤维混凝土在抗压强度的表现上来看,和传统钢筋混凝土进行比较,要高出五倍以上,但是纤维混凝土的价格却非常的低廉。

2.1可塑性和和易性强的混凝土的使用

1.2彩色混凝土材料

混凝土含水量和成分搭配的不同,对混凝土在具体水利施工中的可塑性和和易性有很大的影响。特别是在水利工程的建设中,混凝土的使用受到水分因素影响较大,这对混凝土的配制过程中的水灰比、材料品种以及在制造过程中的温度、时间等都有更高的要求。水利工程防渗施工中,凝胶材料碾压混凝土的应用是最为常见的防渗措施之一,但是水利工程建设过程中,坝体施工工作展开困难,比如洪泽湖水利建设过程中,由于受到洪泽湖周边环境和地处淮河下游的特殊地理条件的影响,坝体施工开展困难。在此条件下,使用可塑性、和易性较强的混凝土材料对坝体进行浇筑和封闭,可以有效保证水利工程的质量和进度。

这种混凝的特点是在传统水泥材料中,加入了一定量的二氧化钴的成分,所以它的颜色非常艳丽,同时在空气湿度不断变化的同时,其颜色也会随之变化,比如在比较干燥的环境中,混凝土的颜色通常是呈现蔚蓝色的,而在比较潮湿的环境中,混凝土的颜色就会逐渐变成紫色。而在下雨阴天的环境下,这种混凝土又会变成玫瑰色。所以如果使用这种混凝土作为装设材料,不仅会给人一种变幻无穷的感觉,同时还会对天气进行有效的预测,因此这种混凝土也称之为“气象混凝土”。

2.2聚丙烯纤维混凝土的使用

1.3轻质混凝土

聚丙烯纤维混凝土的干缩量小、初凝效果好。在水利工程施工中,一般都会在混凝土浇筑过程中加入一定的钢筋网络,从而保证混凝土的整体性和稳固性,但是工程技术复杂,成本较高。聚丙烯混凝土的造价更加低廉,在实际工程中又可以替代钢筋的作用,而且由于聚丙烯材料的粘稠性能,在实际工程中对混凝土的整体性和稳固性都有极大的提升作用,而且对坝体的防渗能力有着很好的效果。

和传统的以砂石等作为骨料的混凝土不同,这种新的轻质混凝土在选择骨料的时候,主要选择了浮石,火山渣,还有膨胀珍珠岩等一些天然的矿物质,经过一些科学家的研究,也可以使用对应的有机材料,或者是工业的废料等,这些材料不仅质地相对比较轻,而且还能够对部分的污染物进行有效的回收处理,非常符合我国可持续发展的理念。

2.3钢纤维混凝土的使用

1.4高性能混凝土材料

以洪泽湖为例,洪泽湖地区受季风气候的影响,雨量充沛,特别是夏季,降雨量大,多大暴雨,同时,洪泽湖周边的河流众多,水利工程特别容易受到水流的冲击。这对洪泽湖地区的水利工程的抗磨损、抗冲击性能提出了更高的要求。在水流量大,水流冲击较强的工程区域,一般都会使用钢纤维混凝土提高水利工程的抗磨损性能,增强其对于水流冲蚀以及气蚀的抵抗能力。但是相对而言,钢纤维混凝土的造价较高,而且施工难度大,对于施工单位的专业素质有着相对严格的要求。

有很多的发达国家都研制成功了高性能的混凝土,从而把混凝土带进了高科技的时代,同时也受到了建筑行业的一贯重视。这种高性能混凝土的特点主要有强度高,所以可以有效的减少混凝土应用中的结构尺寸,进而减轻结构对地基大量的荷载力,大幅度的降低了工程造价成本。它还有很高的工作性,所以可以有效的减少施工中的劳动强度,从而节约施工中的能耗。还有很好的耐久性,因此能够有效的延长建筑物的使用寿命。和传统的混凝土相比,这种高性能混凝土里面加入了超塑化剂,还有多种的矿物质掺合料,因此其配比和组成变得更加复杂,因而其要求也就更高。

2.4碾压混凝土

2新型混凝土材料在水利施工中的应用

碾压混凝土一般用于大体积混凝土结构的施工,如水工大坝等。在施工中,碾压混凝土的浇筑机具与普通混凝土存在很大的区别,例如,在平整施工中,使用推土机;在振捣施工中,使用碾压机;在切缝处理中,采用切缝机。相比之下,碾压混凝土的整个施工过程机械化程度高,施工效率高,不仅施工周期可以缩短,也可以有效减少水泥和水的用量,减少工程的施工成本。

在进行水利施工中,新型混凝土的使用能够有效的提高工程的整体质量,而且还能缩短施工的周期,极大的减少施工人员的工作量,所以受到了广泛的欢迎。新型混凝土在水利工程中的使用中,主要表现在下面几个方面。

2.5重视水利工程混凝土中掺合料的应用

2.1微塌落度混凝土的应用

水利工程建设过程中,具体的施工地点,不同区域的施工措施和施工要求各有不同。如洪泽湖地区的水利工程,由于入湖水系多,且入湖水系受季节性降水的影响水量变化大。这给洪泽湖地区的不同水利建设提出了不同的要求,在具体的混凝土使用上,也要针对这些水利工程的不同,采用不同性能和材料的混凝土。如水闸建设要注意水闸的耐冲击、耐磨损性能,在长期的使用中保持稳定性,这就可以考虑钢纤维混凝土的使用。而在一些水库地区可以适当采用聚丙烯纤维混凝土,提高水库的方渗水性能。

微塌落度混凝土在具体的使用中拥有灰浆量少,超干硬性等优点,主要是因为使用混凝土的过程中,有可能产生骨料发生分离的情况,从而形成细小的渗漏通道,那么层间的结合力就会减少。就目前而言,水利工程在防渗施工方面,使用凝胶材料对混凝土进行碾压的操作,是解决上述问题比较常见,也是比较有效的防渗措施之一。但是在混凝土坝体的同一仓面,或者是在上下游八面一些靠近模板的位置,实施碾压施工有很大的困难性,因此在这种情况下,就必须应用微塌落度混凝土材料进行浇筑处理,然后再使用振捣棒进行密实的振捣处理,在保证施工质量的情况下,不要影响碾压混凝土筑坝的施工速度。其具有很好的效果。

3洪泽湖地区水利工程建设特殊性对新型混凝土材料的要求

2.2聚丙烯纤维混凝土的应用

洪泽湖是我国的第四大淡水湖,但是水域面积随水位波动较大,同时也是“南水北调”工程东线部分的过水通道。由于流域降水的时空分布不均,洪泽湖湖区地表径流季节变化十分明显,汛期湖水上涨,在特大洪水年份,很容易泛滥成灾;湖区枯季水量较少,枯水年份又极易形成旱灾。一年中,径流分配以夏季最多,冬季最少。在地势上,洪泽湖西高东低,北高南低,湖盆由西北向东南倾斜。在具体的水利工程规划建设中,需要充分掌握洪泽湖的水量分布、地势特点,在施工过程中,根据不同的建设要求,合理采用新型混凝土,提高洪泽湖地区水利建设的质量和性能。

聚丙烯纤维混凝土和其他的混凝土相比较,聚丙烯纤维混凝土不仅拥有干缩量小的优点,而且其初凝的效果也非常好,在目前工程的建设中,是使用最为广泛的一种新型混凝土材料。在对水利工程进行设计时,通常钢筋网中的间距要求是15到20厘米,通过对表层分布的钢筋网进行相应的设置,对混凝土能够起到很好的保护效果,而且还可以减少表面的收缩性以及裂缝的产生。在水利工程中适当的加入聚丙烯纤维混凝土,能够代替钢筋网的存在,这样的应用不仅可以有效的简化施工的流程,同时还加快了施工的进度,对工程的施工成本也是一个很大的节约。而借助自身高粘稠性的优势,聚丙烯纤维混凝土可以有效的抑制混凝土的塑性龟裂问题,从而提高它的抗渗性能。如果在薄壁结构中使用这种新材料混凝土,就可以把上述的优势发挥到最佳,所以在隧道的支护,护坡工程,或者是拱桥底部的修补等工程项目中,都有着非常广泛的应用。

水利工程的建设过程中,由于工程建设要求的不同,在对新型混凝土材料的使用上也有不同,很多新型混凝土的制作环节也是各不相同的,这增加了混凝土选择使用的困难。在具体的施工环节中,根据不同的施工、质量要求,要采取合理的科学管理和施工方法,保障水利工程设施的科学化和稳固性。洪泽湖作为我国东部地区农田水利灌溉和防汛防旱以及南水北调工程的重要水域,其水利工程建设对混凝土材料的要求也更高,在具体的施工过程中,要多对工程进行科学分析,对混凝土材料谨慎选择,保障水利工程发挥其重要价值,促进我国水利事业的科学化、现代化发展。

2.3钢纤维混凝土的应用

钢纤维混凝土在使用中,通常是在水流冲击力量非常强烈的位置,这样能够有效的提升水利工程在抗磨损方面的性能,从而增加其对水流冲蚀,以及气蚀的抵抗性能。但相对而言,钢纤维混凝土的造价非常高,而且施工的难度比较大,所以施工单位要有非常专业的素质和比较严格的要求才能够有质量的完成,所以在实际的应用中还有很大的局限性。

2.4碾压混凝土的应用

碾压混凝土都使用在大体积混凝土的结构施工中,比如水工大坝等工程。在实际施工中,碾压混凝土浇筑方机具和普通混凝土有很大的区别,比如在平整的施工中使用推土机。而在振捣的施工方面,就要应用碾压机等。相比而言,这种碾压混凝土在整个施工中的机械化程度和施工效率比较高,所以可以有效的减少水泥与水的用量,进而减少工程项目在实际施工中的成本。

通过以上对新型混凝土材料的样式和特点,以及其在水利工程中的应用情况的具体分析,不难看出其在经济建设和社会发展中的重要作用。所以相关部门必须予以充分的重视。施工中通过对这些新型混凝土材料的应用,能够有效的提升水利工程在施工中的质量,同时还可以提高施工的速度,有利的推动了水利工程的持续健康发展。

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