阅读量：

180

作者：

祖福兴

展开

摘要：

船闸的输水廊道中的水流流速大,水体紊乱,特别是挟沙水流的存在,对输水廊道壁的冲刷,磨损很大,局部还会出现空蚀破环的可能.当输水廊道遭受上述破坏后会加剧廊道水体的不稳定流态,从而恶化闸室内的水流流态及闸室的停泊条件,影响过闸船舶的安全.同时,由于船闸输水廊道断面尺寸较小,检修不方便,且船闸检修须断航,将造成断航损失.因此要求船闸主要部位混凝土应具有较高的抗冲耐磨和抗裂的性能以提高船闸的耐久性能. 对水工建筑物破坏情况调查结果表明:在已建的大中型航电枢纽工程中,有近70%存在冲磨,空蚀破坏,这些问题的存在严重影响了建筑物的安全运行及效益的发挥.因此从提高抗冲耐磨混凝土的抗冲耐磨,抗裂,抗渗等性能出发,研究水工混凝土的耐久性,对保证水工建筑物的使用功能,减少混凝土修补,延长建筑物的使用寿命具有重要意义. 本文首先进行了高速含沙水流冲磨破坏机理及影响因素研究分析.研究成果表明,悬移质和推移质的磨损都可以概括为以不同冲角作用于材料表面的流体力学磨粒磨损,冲角的大小决定着重磨破坏的性质,要具体分析冲磨环境,采取不同的抗磨对策.如高速挟沙水流是悬移质为主的冲磨环境,则冲角小,以微切削破坏为主,应选用硬度较大的材料如硅粉混凝土,可改善材料的磨损.如高速挟沙水流是推移质为主的冲磨环境,则冲角大,以冲击变形磨损为主,这种情况下就应选用柔韧性整体性好的材料,如钢板衬护,聚丙烯纤维混凝土,钢纤维混凝土等.通过磨粒磨损能量理论,得出了高速挟沙水流对材料表面分别在微切削磨损状态和冲击变形磨损的磨损量和磨损深度的估算式,为选用不同抗磨材料提供了基础. 本文接着进行了水工混凝土裂缝产生机理分析.水工混凝土裂缝主要分为塑性收缩裂缝,温度收缩裂缝,自身收缩裂缝,干收缩裂缝.分别对四种不同的收缩裂缝特性进行具体分析,并针对不同特性的收缩裂缝提出了相应的防治措施. 在具体的抗冲耐磨混凝土的特性及应用研究中,通过试验对硅粉混凝土,HF混凝土,聚丙烯纤维混凝土等几种典型的抗冲耐磨混凝土进行研究分析评价,得出的结论是:硅粉,HF,聚丙烯纤维都能提高混凝土的抗冲耐磨性能.不同的抗冲耐磨混凝土有其自身的特性,适应不同的磨损环境,并提出了具体注意事项. 本文最后通过试验分析得出实现混凝土提高抗冲耐磨性能的一般途径.即:"高强水泥+优质骨料+高性能外加剂+合理的配合比+良好施工工艺".

展开

关键词：

船闸 输水廊道 抗冲耐磨 混凝土性能 水工建筑物

学位级别：

硕士

学位年度：

2010

DOI：

10.7666/d.y1687788

被引量：

3