李明伟，杨兴阶，谭 靓

(湖北水总水利水电建设股份有限公司，武汉 430030)

1 研究背景

随着水利工程建设水平的不断提升，强度低且功能单一的传统混凝土已经不能适应工程项目建设的需要，而高强度、高性能、复合化的混凝土材料已经成为未来发展的必然趋势[1]。在这一领域，复合化已经成为混凝土材料发展和创新、获取高性能水工混凝土的重要途径。在当前的水工混凝土制备领域，大多需要掺加混合材和外加剂，以提高混凝土的各种性能，以实现水工混凝土材料的适用、耐久、经济的目的[2]。鉴于水利工程对混凝土的抗裂性能具有较高的要求，掺加各种纤维材料可以大幅提升混凝土的早期抗裂性能，提高水工结构的抗渗性和耐久性，直接促进纤维混凝土在水利工程领域的广泛应用，而聚丙烯纤维也成为水工混凝土制备过程中最常用的外加纤维，具有广阔的应用前景[3]。

纳米材料作为21世纪最具发展前景的新材料，在混凝土制备领域也具有良好的发展前景。目前，作为混凝土的添加剂，最常见的有纳米二氧化硅、纳米硅粉、碳纳米管和纳米碳酸钙等，将这些纳米材料掺入水工混凝土中，可以有效改善混凝土的性能。其中，纳米碳酸钙属于一种惰性颗粒、活性低的固体微分材料，与其他纳米材料相比，具有十分显著的价格优势，其价格仅有纳米二氧化硅的1/10左右，其推广应用具有重要的工程价值和经济价值[3]。另一方面，对于北方寒区的水利工程，其混凝土结构往往需要面临冻融循环作用的影响，是影响工程耐久性的重要因素[4]。……