船闸闸室墙混凝土由于其结构和所处环境的特殊性,混凝土的塑性收缩、干燥收缩和温缩是引起的闸室墒开裂的主要原因；考虑船舶对闸室墙的撞击和磨损作用,要求闸室墙混凝土具有良好的耐撞磨性能。然而,关于混凝土抵抗船舶耐撞磨性能的研究报道很少,且尚无现成的研究方法。因此,进行船闸闸室墙混凝土的抗裂性和耐撞磨性能研究对提高混凝土的安全性和耐久性能具有十分重要的意义。 本文结合京杭运河皂河三线船闸工程的建设,采用掺I级粉煤灰、PVA纤维和聚羧酸类超塑化剂的三掺技术配制了闸室墙抗裂耐撞磨高性能混凝土。研究了“三掺技术”对闸室墙混凝土的工作性能、力学性能和长期耐久性能的影响,并重点研究了对混凝土的收缩开裂性能和耐撞磨性能的影响规律。 试验结果表明,采用“三掺技术”配制的闸室墙混凝土工作性良好,力学性能均满足设计指标,抗裂性和耐撞磨性良好,抗裂等级达到Il级以上(平板法),抗冲磨强度达到3.8h/(kg/m2),500次撞磨损失率不超过20％,抗裂性和耐撞磨性能良好。抗渗等级达到P10,抗冻等级达到F150,碳化寿命50年以上,氯离子扩散系数小于8.0×10-12m2/s;具有良好的耐久性。 适量I级粉煤灰掺入混凝土中,由于其细化混凝土的孔结构、改善混凝土界面粘结的作用,可使混凝土抗裂性、力学性能、耐撞磨性能和抗渗性能提高。有机合成纤维在均匀分散的前提下,可提高混凝土抗裂性能、耐撞磨性能、抗渗性能和抗冻性能。相同体积掺量下,高强高模PVA纤维由于其亲水性,与基体的界面粘结更好,在增强、阻裂效果方面要优于PP纤维。PVA掺量从0.6kg/m3增至1.2kg/m3,增强混凝土抗裂效果随掺量增加而增大。聚羧酸类超塑化剂掺入到混凝土中,由于其缓凝和降低溶液的表面张力的作用,能大幅度改善混凝土工作性,提高混凝土的强度、抗裂性、耐撞磨性能和耐久性能,其效果要优于萘系减水剂。 本文首次采用洛杉矶磨耗法进行闸室墙混凝土耐撞磨性能的测定和评价,结果表明抗压强度是影响混凝土耐撞磨性能的主要因素,抗压强度越大,混凝土耐撞磨性能越好。混凝土的撞磨质量损失率和其抗压强度的关系可以表示为y=187.3x-0.673关系,相关系数达到0.93。混凝土的耐撞磨性能和抗冲击性能、抗冲磨性能具有较好的一致性。此外,本文还应用大圆环并辅电阻应变片测量技术的方法进行了约束状态下混凝土的收缩开裂敏感性评价,取得了较好的效果。 “三掺技术”在京杭运河皂河三线船闸工程中得到了成功的应用,可以为其它船闸工程或大体积混凝土工程所借鉴,具有较好的可行性和实用性。