含沙高速水流对水工建筑物过流面混凝土的冲刷磨损和空蚀破坏,是水工泄流建筑物如溢流坝、泄洪洞(槽)、泄水闸等常见的病害。尤其是当流速较高且水流中又夹带着悬移质或推移质时,建筑物遭受的冲磨、空蚀就更为严重。我国是个多沙河流的国家,在众多河流中,年平均输沙量在1000万t以上的河流有42条,年最大输沙量超过1000万t的河流有60余条。黄河更是世界上罕见的多沙河流,多年平均年输沙量达16.4亿t。三门峡排沙底孔汛期河水平均含沙量都在80～100kg/m~3,瞬时最大含沙量达911kg/m~3。长江、海河及其他河流每年也有大量泥沙直接入海。进入21世纪,随着西部大开发和西电东送发展战略的实施,我国要兴建一批大型高水头电站,如小湾、龙滩、拉西瓦、构皮滩、溪洛渡、向家坝、锦屏、白鹤滩、糯扎渡等,其泄水建筑物流速均达到40～50m/s,对抗冲磨材料的抗裂性、抗冲磨能力和快速易施工性(特别是对防护和修补材料)等均提出了更高的要求。针对当前抗冲磨材料在工程应用中存在的问题,结合西部大开发,实现西电东送,兴建大型高水头电站对抗冲磨材料的需求,充分利用现代材料科学发展的新成果和新技术,采用全新技术思路,开发新一代高性能抗冲磨材料,以满足当前及今后兴建高坝大库对高性能抗冲磨材料的需求具有重大的意义。混凝土的磨蚀磨损速率是依赖于时间的状态变量,由于与环境发生相互作用,水流中泥沙含量、组成以及运动变化,挟沙水流与材料之间的作用方式等均在一种随机、多变状态下对材料产生磨蚀破坏,因此,抗冲耐磨材料的选择问题就变得非常复杂,通常只有通过试验对比的方式来确定不同情况下抗冲耐磨材料的选择。论文结合广西红水河某水电站扩建工程泄洪项目的要求试验研究了一种抗冲磨混凝土的性能,最后推荐工程用混凝土配合比。本论文主要工作为:(1)含沙石水流冲磨破坏机理及影响冲磨作用的因素;(2)混凝土的各组成成分及其在混凝土中所占的比例对混凝土的抗冲磨性能的影响程度;(3)混凝土的抗冲磨性能与混凝土的抗压、抗冲、抗渗、抗冻、抗裂和抗拉等性能之间的关系;(4)研究目前实际工程应用中的各种抗冲磨混凝土的增强机理,并在性能、价格、寿命和施工和易性等方面对它们进行综合评价;(5)试验研究了硅粉、粉煤灰及纤维对混凝土的抗压、抗冲磨性能的影响,并进行了HF粉煤灰混凝土与硅粉混凝土在抗压、抗冲磨、早期水化热温升、早期干缩、施工和易性及造价等方面的比较。