纤维在水工高拱坝混凝土中的应用

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1、第33卷第6期华北水利水电学院学报V01．33No．62012年12月JournalofNoAhChinaInstituteofWaterConservancyandHydroelectricPowerDec．2012——文章编号：1002—5634(2012】06—0ll2—04PVA纤维在水工高拱坝混凝土中的应用李光伟，鲁少林，钟贻辉(中国水电顾问集团成都勘测设计研究院，四川成都610071)摘要：拱坝由于具有优良的力学性能和造价的经济性，使得拱坝特别是高拱坝在我国水电工程中得以大量应用．拱坝因为体型

2、复杂，除温度外，坝体的自重和水荷载也能在拱坝坝体内引起相当大的拉应力，因此提高拱坝混凝土的抗裂能力是人们十分关注的问题．由于PVA纤维具有极高的弹性模量，良好的韧性和阻裂性等优点，将PVA纤维掺入高拱坝混凝土中可以提高其抗裂性能，从而改善拱坝混凝土的耐久性，提高拱坝混凝土的耐久寿命．关键词：水工材料；PVA纤维；高拱坝；抗裂性能；耐久寿命水电站大坝混凝土的建设一般采用就地取材的站拱坝混凝土掺加深圳市维特耐工程材料有限公司工程措施，使得通过优选混凝土的原材料来配制高提供的PVA纤维，溪洛渡水电站拱坝混凝土掺

3、加江性能的水工大坝混凝土存在一定的难度．混凝土专苏能力科技有限公司提供的PVA纤维，PVA纤维家吴中伟曾指出：“复合化是水泥基材料高性能化的掺量均为0．9kg／m．的主要途径，纤维增强是其核心”．由于聚乙烯醇锦屏一级水电站拱坝混凝土采用的中热水泥(PolyvinylAlcohol，PVA)纤维本身具有较高的强度28d抗压强度为48．1MPa，比表面积为311m／kg；和弹性模量，与混凝土的弹性模量相匹配，可以有效采用的I级粉煤灰(体积掺量35％)细度为6．3％，抑制混凝土塑性裂缝的生成，改善混凝土的抗渗、

4、抗需水量比为95％；所用粗骨料为当地的砂岩，密度冻及耐磨性能，从而提高混凝土的耐久性．为2．74kg／m，吸水率为0．76％；细骨料为当地的目前PVA纤维在水工混凝土中主要应用于有大理岩，密度为2．68kg／m，吸水率为1．0％．溪洛抗冲耐磨要求的工程部位，在大坝混凝土特别渡水电站拱坝混凝土采用的中热水泥28d抗压强是高拱坝混凝土中应用较少．笔者结合已建的锦屏度为46．1MPa，比表面积为312m／kg；采用的I级一级水电站和溪洛渡水电站，开展PVA纤维在高拱粉煤灰(体积掺量35％)细度为5．0％，需水量

5、比为坝混凝土中应用的试验研究．其中锦屏一级水电站92％；粗骨料为当地的玄武岩，密度为2．95kg／m，装机360万kW，混凝土双曲拱坝高305in，为世界吸水率为0．58％；细骨料为当地的灰岩，密度为第一高拱坝；溪洛渡水电站装机1365万kW，为国2．70kg／m，吸水率为0．90％．试验时为了保持混凝内第二大水电站，混凝土双曲拱坝高285．5in．土的和易性一致，掺PVA纤维后适当增加了混凝土减水剂的掺量，混凝土减水剂的质量掺量由不掺纤1PVA纤维对拱坝混凝土性能影响维时的0．6％提高至0．9％．的试验

6、1．2掺PVA纤维对拱坝混凝土体积稳定性的影响1．1试验条件硬化后的混凝土在非荷载作用下依然会产生变分别选用锦屏一级水电站和溪洛渡水电站的形，是因为混凝土内部水分的改变，水化反应以及环c40拱坝混凝土掺PVA纤维进行试验，研究PVA境温、湿度的变化导致混凝土的体积发生变化．纤维对拱坝混凝土性能的影响．其中锦屏一级水电在变形受到限制的状态下，}昆凝土会产生裂缝，从而收稿日期：2012—10一O8作者简介：李光伟(1962一)，男，湖北武汉人，教授级高工，主要从事于水工混凝土原材料及混凝土性能试验方面的研究第

7、33卷第6期李光伟，等：PVA纤维在水工高拱坝混凝土中的应用影响混凝土结构的承载能力和耐久性．因此减小混响如图1所示．由图可见，掺PVA纤维可以减少拱凝土体积变形，提高混凝土的体积稳定性是解决水坝混凝土的自生体积收缩变形．其中溪洛渡水电站工大坝混凝土开裂问题的关键．拱坝混凝土可以减少自生体积收缩变形约l3～1．2．1对拱坝混凝土自生体积变形的影响16￡，锦屏一级水电站拱坝混凝土可以减少自生体掺PVA纤维对拱坝混凝土自生体积变形的影积收缩变形约7～10￡．4022O兰呈0一z刊_4皿—6O100200300

8、400050100150200250300龄期／d龄期，d(a)溪洛渡水电站(b)锦屏一级水电站图1掺PVA纤维对拱坝混凝土自生体积变形的影响1．2．2对拱坝混凝土干缩变形的影响凝土的干缩变形．其中溪洛渡水电站拱坝混凝土掺PVA纤维对拱坝混凝土干缩变形的影响如180d的干缩变形减少约为5％，锦屏一级水电站拱图2所示．由图可见，掺PVA纤维可以减少拱坝混坝混凝土180d干缩变形减少约为10％．星婿好H_龄期／d(b)锦屏一级水电