结构工程师：水工混凝土概述

1.1水工混凝土的定义

　　为了达到防洪、灌溉、发电、供水、航运等目的，通常需要修建不同类型的建筑物，用来挡水、泄洪、输水、排沙等。这些建筑物称为水工建筑物。这些建筑物所用的混凝土，称为水工混凝土。

　　水工建筑物一般体积较大，相应的混凝土块体尺寸也较大，通常称为水工大体积混凝土。由于使用条件比较严酷，因此需按照工程的使用条件和设计要求，注意混凝土的原材料选择和配合比设计，使其具有较好的物理力学性能和耐久性能。

1.2水工混凝土的分类

　　水工混凝土一般可分为以下几种：经常处于水中的水下构筑物；处于水位变化区的构筑物；偶然承受水冲刷的水上构筑物。除此之外，还区分为大体积混凝土及非大体积混凝土；有压头及无压头结构等。水工混凝土的分类方法见表1。

表1 水工混凝土分类

分类原则	水工混凝土名称
按水工混凝土与水位的关系	1.经常处于水中的水下混凝土
	2.水位变动区域的混凝土
	3.水位变动区域以上的水上混凝土
按建筑物建成结构的体积大小	1.大体积混凝土(外部或内部)
按建筑物建成结构的体积大小	2.非大体积混凝土
接受水压的情况	1.受水压力作用的结构或建筑物的混凝土
接受水压的情况	2.不受水压力作用的结构或建筑物的混凝土
接受水流冲刷的情况	1.受冲刷部分的混凝土
接受水流冲刷的情况	2.不受冲刷部分的混凝土
按大体积建筑物的位置	1.外部区域的混凝土
按大体积建筑物的位置	2.内部区域的混凝土

1.3水工混凝土的首要核心问题

　　水利水电工程中所谓大体积混凝土，是指混凝土浇筑体积很大，以至需要考虑并采取措施，解决混凝土在凝结硬化过程中由于水泥水化热在块体内产生的温度变化而产生的应变与应力，使之不发生裂缝。

　　裂缝控制是大体积水工混凝土的首要核心问题。混凝土随着温度的变化而产生膨胀或收缩变形，这种变形称为温度变形。对于大体积混凝土，裂缝主要是由温度变形引起的，因此，如何减少温度变形是一个重要问题。这是因为混凝土浇筑后，由于水泥在水化凝结过程中，要产生大量的水化热，因而使混凝土温度升高，体积膨胀。待达到最高温度以后，随着热量向外部介质的散发，温度将由最高温度降至一个稳定温度或准稳定温度，并产生一个温差。如果浇筑温度大于稳定温度(或准稳定温度)，这个温差就更大，这时，混凝土因为降温，将产生体积收缩，混凝土的收缩，由于受到基岩约束，将产生很大的拉应力，如果拉应力超过混凝土的极限抗拉强度，就将出现基础贯穿裂缝。在脱离基岩约束部位，如果混凝土的最高温度与外部介质的温差过大，形成温度梯度，内部热的混凝土约束外部冷的混凝土的收缩，亦即内部温度场呈非线性分布，也可能出现深层裂缝或表面裂缝。最可能和最危险的情况，是早期的表面裂缝形成弱点，在继续降温的过程中，最容易出现具有破坏性的裂缝。

　　混凝土浇筑块由水泥水化热引起温度变化与应力，与所浇块体的尺寸大小有关。对小体积混凝土而言，例如断面尺寸或厚度小于数10cm的混凝土构件，由于混凝土水泥水化热散失快，块体内部温度基本没有变化，或变化很小，与初始温度始终保持一致，不构成明显的温度变化，因此水泥水化热基本不产生温差及温度应力。当块体尺寸很大，例如断面尺寸或厚度大于数米以上的混凝土构件，由于混凝土的水泥水化热不能很快散失，而使内部温度升高，有时水泥水化热温升可达15℃～30℃或更高，以后在环境温度影响下逐渐下降，块体内温度随时间不断变化，热胀冷缩的变化过程，将在块体约束条件下产生温度应力。

　　在实际工程中，由于混凝土必须浇筑在基岩或者老混凝土上，它们的初始温度条件不仅不同，而且物理力学性能也有差别。混凝土的温度变形，在基岩面上要受基岩约束，因而会产生温度应力。在混凝土内部，由于浇筑的时间不同，散热条件和水泥用量不同等原因，混凝土内将出现非线性温度场分布，出现变形不一致的现象，因而在混凝土内部，也会产生温度应力。在基岩(或老混凝土)附近，基岩(或老混凝土)的约束影响大，温度应力主要受基岩的约束条件控制；在脱离基岩约束的部位，主要受混凝土非线性温度场的约束条件控制，浇筑层面的表面裂缝，主要由水平方向的非线性温度场所决定。垂直方向的裂缝，在脱离基岩约束区以后，主要由垂直方向的非线性温度场所造成，并与坝块浇筑的长间歇期有关。因此，减小约束条件，降低混凝土发热量，是减小温度应力、防止或减小严重危害性裂缝发生和发展的主要措施。

1.4水工混凝土裂缝产生的原因

　　由于混凝土本身以及混凝土与周围环境相互作用的复杂性，混凝土裂缝的产生一般不是由单一的因素造成的，它的形成往往是由多种因素共同作用的结果，不能简单地将混凝土裂缝出现的原因归结为材料选用不当或环境太恶劣。正确的观点是：从混凝土的性能、结构型式及所处的环境等方面系统考察各种可能使混凝土产生裂缝的原因，经过周密分析从中找出使混凝土产生裂缝的主要原因，并采取相应的措施防止混凝土裂缝。

　　从结构角度看，混凝土的收缩变形受到约束，其拉应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就会开裂。随着水泥与混凝土的生产和结构工程技术的发展，温度收缩和自身收缩日益成为引起混凝土开裂的主要收缩现象。同时，由于混凝土早期强度、弹性模量、徐变松弛等参数随之变化，造成开裂趋势明显加大。

从材料角度看，引起混凝土产生裂缝的因素主要有：

　　(1)化学减缩。水泥在水化过程中产生化学减缩，内部毛细管所形成的毛细管张力将导致混凝土裂缝。

　　(2)不均匀膨胀。水泥中的游离CaO、过烧的MgO水化反应缓慢，在混凝土硬化之后才水化，引起混凝土产生不均匀体积膨胀，导致混凝土裂缝。

　　(3)混凝土中的碱一骨料反应。水泥中的碱与某些活性骨料发生化学反应，引起混凝土的不均匀膨胀，导致开裂破坏。

　　(4)化学外加剂。某些种类的化学外加剂能使混凝土的收缩值增大；含大量钠盐、钾盐的外加剂使混凝土产生碱一骨料破坏的可能性增大；含氯的外加剂可使钢筋产生锈蚀而导致混凝土开裂。

　　(5)掺合料。掺合料对混凝土耐久性的提高有很大帮助，但盲目地大量使用掺和料也会造成混凝土开裂。如大掺量粉煤灰会使混凝土的早期强度下降，在养护不好时，混凝土容易在早期出现开裂现象。一些超细的掺合料(如硅粉)在低水灰比下使用时，会造成混凝土产生较大的自缩，使混凝土在早期就出现裂缝。

　　(6)混凝土配合比设计。配合比对混凝土的性能影响很大，由于配合比设计不当可引起混凝土开裂。

　　(7)混凝土的不均匀性。混凝土的不均匀性必然导致混凝土中薄弱环节的出现，在外力或内应力的作用下，在这些薄弱环节将出现裂缝。如混凝土在塑性阶段的沉降裂缝，有些就是由于混凝土的均匀性受到破坏而引起的。

　　(8)混凝土的密实性。如果混凝土的密实性很差，外界侵蚀性物质入侵的速度将很快，从而使混凝土迅速劣化，由于其力学性能的降低而产生裂缝。

　　正确地检测与评价混凝土的收缩与开裂趋势，是采取措施有效地减少或避免开裂的前提。建立防止混凝土早期产生温度裂缝的检测与评价方法，主要是通过测定混凝土的力学性能、绝热温升等参数，包括它们的初期变化，以选择原材料、优化混凝土配合比，配制和易性好、水化热低、干燥收缩小、抗拉强度高、具有微膨胀性能的混凝土，是减少大坝混凝土裂缝的关键措施之一。此外，还要考虑外界气温、湿度、风速、日照等环境因素。

1.5水工混凝土技术的发展

　　随着科学技术的进步和社会的发展，以及水利枢纽工程在流域开发中的重要地位，大体积混凝土的裂缝问题和耐久性问题得到了越来越广泛的关注。近年来，在水工混凝土抗裂性能方面进行了一系列研究，特别是从原材料的角度研究提高混凝土的抗裂性能，取得了一些初步成果。

1.5.1原材料方面

　　(1)水泥。对大型水利水电工程优先考虑使用中热硅酸盐水泥。这种水泥的各项性能除满足国家标准外，还根据工程的具体使用情况提出一些特殊的要求。如水泥的细度，目前工程中使用的中热硅酸盐水泥的细度只有1％～2％，偏细。美国垦务局R.W.Burrows自1946年开始研究粗磨水泥和缓慢水化水泥的耐久性和抗裂性，他的观点是水泥越细，水化越快，对混凝土抗裂性能越不利。国内的工程实践经验及试验资料也表明，水泥的细度对混凝土的抗裂性有重要影响，为了获得抗裂性能好的混凝土，水泥应稍粗一些，一般水泥的比表面积应控制在250m²/kg～300m²/kg之间，如用筛余量表示，则控制在3％～6％之间。关于中热硅酸盐水泥的矿物组成，为了降低水泥的水化热，要求硅酸三钙(C₃S)的含量在50％左右，铝酸三钙(C₃A)含量小于4％。而且，由于硅酸三钙和铝酸三钙含量降低，水化较为平缓，对裂缝的愈合有利。关于水泥的碱含量，为了避免产生碱-骨料反应，水泥熟料的碱含量应控制在0.5％以内。关于氧化镁(MgO)的含量，国家标准规定水泥中的氧化镁含量不宜大于5.0％，水泥生产厂家一般控制在2.0％左右，为了，使混凝土的体积产生膨胀，补偿混凝土在降温过程中的收缩，三峡工程使用的水泥其熟料中MgO含量控制在接近国家标准的上限，即4．0％～4．5％范围内，只要使用得当，对控制混凝土的裂缝是有好处的。

　　除中热硅酸盐水泥外，近年来我国又成功开发出了低热硅酸盐水泥(也就是高贝利特水泥)，并且制订了国家标准。这种水泥的矿物组成特点是硅酸二钙(C₂S)的含量大于40％。7d龄期的水化热低于260kJ/kg(标准规定)，实际生产的水泥的水化热在230kJ/kg左右，早期强度低，但后期强度增长率大，对降低混凝土的水化热温升的效果十分显著，对提高混凝土的抗裂性是有利的。

　　中热硅酸盐水泥与低热硅酸盐水泥的化学成分、矿物组成、物理力学性能及水化热见表2、表3、表4及表5。两种水泥熟料的化学成分相差不大，但由于烧成制度的不同，生成的矿物组成有明显差别，中热硅酸盐水泥熟料C₃S高，而低热硅酸盐水泥熟料则是C₂S高，二者正好相反，这也就决定了两种水泥的性能有较大差别。

表2 两种水泥的熟料化学成分(%)

水泥品种	Si0₂	A1₂0₃	Fe₂0₃	Ca0	MgO	S0₃	R₂0
42．5中热硅酸盐水泥	22.86	4.21	4.62	64.08	4.04	1.79	0.26
42．5低热硅酸盐水泥	22.23	4.65	5.76	58.63	4.53	3.26	0.35

表3 两种水泥的熟料矿物组成(%)

水泥品种	C₃S	C₂S	C₃A	C₄AF
42．5中热硅酸盐水泥	51.35	26.83	3.32	14.04
42．5低热硅酸盐水泥	21.02	47.87	2.59	17.51

表4 两种水泥的物理力学性能比较

水泥品种	细度（%）	安定性	MgO (%)	SO₃ (%)	凝结时间(h:min)		抗压强度 (MPa)			抗折强度 (MPa)
水泥品种	细度（%）	安定性	MgO (%)	SO₃ (%)	初凝	终凝	3d	7d	28d	3d	7d	28d
42．5中热硅酸盐水泥	1.50	合格	4.04	1.79	2:45	4.05	20.3	34.2	55.3	4.6	6.5	7.0
42．5低热硅酸盐水泥	3.26	合格	4.53	3.28	2:46	3.51	11.6	21.6	49.7	3.6	5.6	7.5
GB200-2003 42．5中热硅酸盐水泥	≤12	合格	≤5.0	≤3.5	≥ 1:00	≤ 12:00	20.6	31.4	42.5	4.1	5.3	7.1
GB200-200342．5低热硅酸盐水泥	-	合格	≤5.0	≤3.5	≥ 1:00	≤ 12:00	-	13.0	42.5	-	3.5	6.5

表5两种水泥的水化热比较

水泥品种	水化热(kJ/kg)
水泥品种	1d	3d	7d
42．5中热硅酸盐水泥	179	239	278
42．5低热硅酸盐水泥	143	205	227
GB200-2003 42．5中热硅酸盐水泥	-	251	293
GB200-200342．5低热硅酸盐水泥	-	230	260

　　(2)掺合料。近年来，优质粉煤灰、磨细矿渣等得到了广泛的应用。粉煤灰是一种人工火山灰质掺合料，在混凝土中使用已有几十年的历史，并取得了许多成功的经验。由于粉煤灰品质的不断提高，特别是I级粉煤灰的大量生产，粉煤灰也由过去一般作为混凝土填充料使用变为如今作为混凝土功能材料使用。I级粉煤灰由于其含碳量低、颗粒细、球形颗粒含量高，使形态效应、微集料效应和火山灰效应得以充分发挥，起到了固体减水剂的作用。但是，由于粉煤灰的效应主要表现在后期，在掺量较大的情况下，混凝土早期强度发展缓慢，影响其早期的抗裂性。

　　矿渣是炼铁的废渣，矿渣经水或空气急冷处理成为粒状颗粒，称为粒化高炉矿渣。粒化高炉矿渣经干燥、粉磨(或添加少量石膏一起粉磨)达到适当细度的粉体称为矿渣粉。矿渣粉用作混凝土掺和料，具有比粉煤灰更高的活性，而且品质和均匀性更易保证，掺入混凝土中不仅可以节约水泥，降低胶凝材料水化热，而且可以改善混凝土的某些性能。矿渣粉掺入混凝土中，能显著提高混凝土的强度、密实性、抗渗性及对海水、酸及硫酸盐的抗化学侵蚀能力，具有抑制碱一骨料反应的效果等。

　　优质粉煤灰和矿渣粉在混凝土中使用有各自的优缺点。掺粉煤灰的混凝土早期性能较差，混凝土的强度随粉煤灰掺量的增加而降低；而掺矿渣粉的混凝土，早期强度较高，但当矿渣粉的掺量较低时，起不到降低水化热温升的作用，而且矿渣粉的减水作用也不如粉煤灰。若在混凝土中同时掺用I级粉煤灰和矿渣粉，比单掺粉煤灰或单掺矿渣粉具有更好的效果，它们之间不仅能优势互补，而且具有更好的综合效应。

　　硅粉混凝土是一种抗冲磨性能较好、成本较低且施工较方便的新型抗冲磨材料。在被空蚀、磨损破坏的泄水建筑物的修补中，已得到大量应用，并取得成功。但硅粉混凝土早期收缩较大，如养护不当，易发生早期干缩裂缝。

　　(3)外加剂。高效减水剂、具有某些特殊功能的外加剂及优质引气剂的广泛使用，不仅降低了混凝土的单位用水量，而且使混凝土的耐久性得以大幅度提高。在混凝土中掺入减水剂，可以改变水泥浆体的流变性能，进而改变水泥及混凝土结构，起到改善混凝土性能的作用，在保持流动性及水胶比不变的条件下，可以减少用水量及水泥用量。在混凝土中掺人引气剂，搅拌过程中能引入大量均匀分布的、稳定而封闭的微小气泡。由于气泡的存在，相对地增加了水泥浆体积，可以提高混凝土的流动性，大量微细气泡的存在，还可显著改善混凝土的粘聚性和保水性。由于气泡能隔断混凝土中毛细管通道，以及对水泥石内水分结冰时所产生的水压力的缓冲作用，故能显著提高混凝土的抗渗性及抗冻性，气泡还可使混凝土弹性模量有所降低，这对提高混凝土的抗裂性是有利的。

　　第三代的高效减水剂—羧酸系高效减水剂，由于具有减水率高、增强效果好、坍落度损失小等特点，已开始在工程中应用，并取得了良好的效果。

　　(4)纤维材料。纤维材料如塑料纤维、碳纤维、钢纤维等也得到了应用，这对提高混凝土的抗拉强度、限制混凝土的早期收缩裂缝是有效的。

1.5.2配合比设计方面

　　混凝土是由水、水泥、粗细骨料、化学外加剂和矿物掺和料组成的多相非均匀材料，合理的原材料选择和科学的配合比设计是保证混凝土具有高性能的基础。在水工混凝土配合比设计中，除了考虑混凝土的强度外，混凝土的耐久性尤其是抗裂性，也成为设计要考虑的重要因素。目前多采取“降低水胶比，掺用Ⅰ级粉煤灰，适当加大粉煤灰掺量，掺高效减水剂和引气剂，严格控制水泥熟料的碱含量与混凝土中的总碱量”的技术路线。实践证明，高效减水剂、引气剂和I级粉煤灰联合使用，可使混凝土的单位用水量降低30％左右，这是提高混凝土质量的关键，也是大体积混凝土向配制高性能化方面迈进了一步。

1.5.3混凝土的性能研究方面

　　在提高大体积混凝土的抗裂性能方面，结合宏观试验和微观分析技术，从理论上确定影响混凝土抗裂性的控制因素，通过原材料优选和科学的配合比设计获得抗裂性和耐久性优良的高性能混凝土；利用温度应力试验机对混凝土的抗裂性进行研究，建立大体积混凝土的抗裂性评价体系，提出控制大坝混凝土裂缝的综合对策等，主要包括如下：

　　(1)研究新鲜水泥浆中化学外加剂和掺和料的相互作用，掺各种掺和料和化学外加剂的新鲜浆体的微观结构和凝结特性。

　　(2)使用成熟度概念，将水泥的性能与混凝土早期的应力发展联系起来，建立预测早期裂缝风险和减少裂缝的混凝土配合比设计模型，研究混凝土的早期抗裂性。

　　(3)基于耐久性试验的科学理论，预测混凝土的短期和长期性能，建立包括经济因素的能够预测混凝土寿命的模型。

　　(4)进行不同的纤维混合混凝土试验，用长纤维提供韧性，短纤维提供强度。另外，混凝土的性能与纤维的尺寸、形状及本身的性能有关，研究用不同尺寸大小的纤维混合，以获得预期的混凝土性能，防止混凝土裂缝。

　　(5)开发新的混凝土化学外加剂和新型混凝土膨胀剂等。

　　(6)研究碱-骨料反应下的砂浆微观结构、反应区的应力和产生裂缝的机理。

1.6碾压混凝土

　　在水利水电工程中，碾压混凝土的应用越来越普遍。碾压混凝土是一种可用土石坝施工机械设备运输及铺筑，用振动碾压实的特干硬性混凝土，适用于道路、机场、地坪及大坝工程等。由于碾压混凝土的水泥用量少、发热量低可通仓薄层浇筑，碾压后切割横缝，使温控措施大为简化，具有施工快速、经济等优越性。

　　碾压混凝土起源于20世纪30年代的干贫混凝土，70年代进人世界性的科学试验阶段。此间，美国、英国、日本等国在这方面做了大量的工作，中国、加拿大、巴西、澳大利亚、巴基斯坦以及南非等国也开始涉足这个领域。1971美国在福特(Tims Ford)坝开始进行碾压混凝土的现场试验，浇筑两层O．6m厚贫混凝土，并得出试验结果。同年，美国陆军工程师团在维克斯帕(Vicksburg)工程，次年在洛斯特溪(Lost Creek)工程中分别进行了现场试验，均取得良好效果。1978年美国陆军工程师团在邦纳维尔(Bonner Ville)坝浇筑碾压混凝土，保护开挖出的基岩，并在洛斯特溪坝溢洪道消力池上浇筑碾压混凝土。1980年在柳溪(Willow-Creek)坝作现场试验，为大面积使用碾压混凝土积累了经验。1974～1979年，巴基斯坦在塔贝拉(Tarbela)工程中，利用就地开挖的骨料和少量水泥拌和的混凝土用于回填修补工程。在隧洞塌方部位、溢洪道消力池冲刷部位及其他修补工程中使用干贫混凝土，并采用土石方施工机械施工。在这个工程中，首次将这种混凝土正式命名为碾压混凝土(Roller compacted Concrete)。

　　英国人帕顿(Paton)1971年在国际大坝会议中提出将这种干贫混凝土用于坝体。1973年莫法特(Moffat)提出进一步发挥干贫混凝土的优点，更合理地用于重力坝的论点，使碾压干贫混凝土重力坝的设计思想得以发展。碾压混凝土筑坝技术经过六七十年代不同途径工程实践的摸索，终于在20世纪80年代初在日本建成89m高的岛地川坝，在美国建成52m高的柳溪坝。此后的十多年，碾压混凝土坝技术迅速得到推广应用，并逐步应用于高坝建设中。据不完全统计，截止2004年，世界上已建和在建的碾压混凝土大坝工程项目达200余座，分布遍及五大洲。正在建设的中国龙滩碾压混凝土重力坝，坝高达216m(第一期工程达192m)。

　　我国于1986年在福建坑口水电站建成高57m的第一座碾压混凝土坝，从而填补了我国筑坝领域这一技术空白。此后，碾压混凝土筑坝技术在我国水利水电工程建设中得到极大重视。我国虽然起步较晚，但发展很快，先后建成了18座不同用途的碾压混凝土重力坝、施工围堰等，还在贵州普定拱坝建设中成功地运用了这项技术，并获得了一批科研成果。我国碾压混凝土坝的设计和施工技术水平在不断提高，在建坝的高度正在向200m级冲刺。我国已建的碾压混凝土坝，在吸取国际先进技术的基础上，逐步发展形成了具有中国特色的筑坝技术，在碾压混凝土坝建设中，采用低水泥用量、高掺粉煤灰、复合外加剂等，防渗结构类型多样。这些技术成就标志着我国碾压混凝土坝的建设，无论是建设的规模、设计水平和施工技术水平，还是重要技术关键的研究深度和广度，均已跨人世界先进行列。

　　碾压混凝土坝在我国之所以发展很快，并成为极有生命力的新坝型，是与该坝型自身的优点分不开的。首先，碾压混凝土坝既具有常规混凝土坝断面小、安全度高的特点，又具有土石坝施工程序简单，可进行大规模机械化快速施工的优越性。人们对工程要求的安全性和经济性在碾压混凝土坝中更好地体现出来，这在坝工界已基本形成共识。其次，我国碾压混凝土坝的发展，是依靠科学技术、重视科学研究的过程。在“八五”期间还将碾压混凝土坝关键技术研究列人国家重点科学攻关计划，组织设计、科研、建设单位和高等院校进行协同攻关，使科研成果直接转化为生产力，使碾压混凝土坝设计和施工技术日臻成熟。

　　尽管十几年来我国碾压混凝土筑坝技术已取得了长足的进步，但由于筑坝技术的复杂性，以及人们对问题、事物认识的不断发展，有不少技术问题尚有待深化提高。工程建设的发展迫切需要完善能充分体现和发挥其特点的坝工设计理论，制订相应的设计准则。针对连续浇筑上升新施工方式及层面胶结特性，合理确定大坝抗滑稳定分析方法及安全准则，寻求更为合适的渗流控制技术，探索开发碾压混凝土新坝型。这些不同的领域都有一些高难度的课题需要深入研究。

1.7水下不分散混凝土

　　传统的水下混凝土施工方法通常有两类：一是围堰排水保证混凝土构筑物的质量，先期工程量大，工程造价高，工期长。另一种是利用专用施工机具，把混凝土和环境水隔开，将混凝土拌合物直接送至水下工程部位以确保混凝土质量，主要有导管法、泵送法、开底容器法等；容易受水冲刷造成材料离析，水泥流失，常采用提高混凝土设计标号、舍弃与水接触部位混凝土来保证施工质量。

　　水下不分散混凝土从材料入手，使混凝土拌合物在水中浇注不离析、不分散，水泥不流失，能自流平、自密实，凝结硬后其物理力学性能和耐久性与普通混凝土相近。

　　1974年原联邦德国首先研制成功并发明专利，其商品名为Hydrocrete，外加剂名称UWB（Under Wasser Beton）。1977年用于北海油田水下220m的混凝土浇注，混凝土在水中有落差时不离析，能自流平、自密实，强度满足25MPa的要求。1978年日本购买该专利，80年代初开发出本国的水下不分散混凝土技术，典型工程如海滨核电站基础，濑户大桥，关西机场，青森大桥，阪神高速公路，明石大桥主塔基础等大型工程，在日本用量已达数百万m³。英国的Fosroc技术公司、Taylor Woodrow工程公司，美国的伯克力大学、陆军工程兵团等，曾在哥本哈根一个港口工程钢板加固和其他桥架工程中使用；阿拉伯联合酋长国的海上钻井平台的施工、塞蒲路斯大型船坞工程、西非冈比亚桥梁建筑、比利时海防工程水下大面积混凝土修补工程、苏格兰西海岸防波堤工程等也都曾成功地使用了水下不分散混凝土。

　　中国石油集团工程技术研究院于1983年立项，1987年首先研制成功的UWB型水下不分散混凝土絮凝剂，1990年研制的SCR型絮凝剂以及2003年研制的UWB-II多糖型絮凝剂均获国家发明专利授权；石油集团公司标准《水下不分散混凝土施工规范》同时公布实行；形成了我国的水下不分散混凝土产品、施工等系列配套技术。

　　此外，长江科学院、南京水科院、二航局科研所、华东院、水电科学院、以及大连理工大学、北京工业大学、上海交大、同济大学等也曾进行过研究。如二航局科研所的PN型絮凝剂在南京空军后勤部水运大队修理所船台滑道水下节点工程及九江客运码头修补断桩工程中应用；南科院在新安江水电厂大桥中墩加固工程及湖南马迹塘水电厂浅孔护坦补强工程中应用。

　　由于多糖类絮凝剂配制的不分散混凝土塌落度损失小，泵送阻力小，搅拌时间短，抗分散性好，在工程应用中已基本取代了早期的聚丙烯类絮凝剂产品。

结构工程师：水工混凝土概述

相关文章