水电科普：水电施工技术的创新与方向-第2页-北极星水力发电网

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2.2工程材料创新

在水电工程中，有相当一部分的工程材料是通过施工在建筑物部位就地制作形成的，如坝体填筑料、混凝土等，本文也仅叙述这一类经过施工所造就的工程材料。

材料创新的主要方向是向材料链两端延伸，变革现有材料组分，研制特殊要求材料以拓宽材料链。

（1）材料链低端：原生与天然

为加快进度、降低成本、环保低碳、绿色建坝，水电施工中广泛应用原生、天然材料已成为大趋势。比如：①直接采用天然料，取出即用，不经过破碎、筛分等任何加工；②对包括剥离料在内的所有开采料全部利用，零弃料，做到“吃干榨尽”；③大幅减少使用水泥胶材，采用贫胶混凝土、堆石压浆材料等；④大幅提高天然材料的掺量，如天然火山灰、凝灰岩、石灰石粉等。向低端材料的应用拓展关键是要研究其自身特性、适配性及组合效应，以充分利用其特长，工地曾有谚语：“没有不合用的原材料，只有不合用的配合比。”即点明了创新研究的关键点。

（2）材料链高端：高性能材料

从另一个角度看，采用高端高性能材料以减省普通材料用量，对加快进度、保证质量，推动技术进步等也将具有显著的作用。例如：研发高强度构件、超高韧性复合材料等高性能结构材料；创新桁架、梁柱、模板、脚手架等高性能周转材料；研制高密度、高渗透性、高耐久性的高性能修补材料等。高性能材料的研发利用将会使水电施工展示现代高技术特征，改变大体积、长工期、粗工艺的形象。

（3）材料组分的变革

材料组分的变革已在水电施工中持续得到推进，如在混凝土中，外加剂几度更替已进入第三代；掺合料不断推出新的品种，同时不断提高替代掺量等。然而，在新一轮创新中，将面临更深层次的变革，如提高混凝土中的掺合料掺量，使其高达90%以上甚至95%以上，将胶材与掺合料的掺量颠倒过来，以期形成一种新的混合材料。这样，也许由于混凝土中的材料组分已发生巨大变革，使得这种混凝土已不能再叫“混凝土”，但这种材料的主要作用仍然是要发挥混凝土的作用，因此，创新研究的关键点是使这种新混合材料的各项性能均不劣于普通混凝土的各项性能。

（4）非协同性能要求的材料

水电工程由于其结构或部位功能要求的独立性和特殊性，给材料的技术性能也相应提出了特殊的要求，有些甚至是非协同性的或自相矛盾的要求。比如，用于防渗墙体的塑性混凝土，就要求混凝土材料“强度高而弹模低”；又如用于化学灌浆的高分子有机材料，就要求材料“性能高而分子量小”等。可见在这两例中对材料性能参数的要求出现了非协同性，使两个要求的方向相悖。因此，需要我们在创新中拓宽材料链，实施“鱼和熊掌兼得”的材料性能研究。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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