我国境内河流众多，且大部分河流含沙量较大，据统计，其中有 60 多条河流的年输沙量超过 1000 万吨。即使在一些普通坝高的工程中，泄水建筑物受冲磨破坏和空蚀破坏的情况也经常发生。水利工程中，若水流流速较快且其中又夹带着悬移质或推移质时，泄水建筑物遭受的冲磨（蚀）就更为严重，当水流夹带的悬移质质量较大时，还有可能对建筑物造成冲击破坏。含沙高速水流对水工泄水建筑物过流表面混凝土的冲磨破坏，是水工泄水建筑物如溢洪道、溢流坝、泄洪洞等常见的病害。泄水建筑物的冲磨破坏不仅会影响水利工程的正常运行，严重时还会引发灾难性事故，而且反复修补、加固等工程也会消耗大量的人力和财力。因此，如何解决水工泄水建筑物的冲磨破坏问题已经成为了水利工程建设中需要迫切解决的难点问题。

国内外学者研究发现在混凝土中掺入橡胶颗粒会极大地改善其抗冲磨性能；此外橡胶颗粒混凝土还具有较好的韧性、耐久性、吸声隔热和高温抗爆裂性能。然而，掺入橡胶颗粒会导致混凝土的力学性能大幅度降低，因此探究改性橡胶颗粒对超高性能混凝土的抗冲磨性能的影响机理具有重要的实际价值和意义。改性橡胶颗粒超高性能混凝土的研究还可以较好地解决我国大量废旧轮胎利用率低，废弃堆积，污染环境等问题，具有重要的环保价值。

橡胶颗粒的改性是指用物理或化学方法对橡胶颗粒表面进行改性处理。通过对橡胶颗粒的改性处理，可以改变橡胶颗粒表面基团性质，提高橡胶颗粒与水泥基材料的界面粘结强度，调整橡胶颗粒超高性能混凝土的微观结构，进而提高橡胶颗粒超高性能混凝土的抗冲磨性能、工作性能及力学性能。目前，橡胶颗粒的改性工艺复杂，成本较高，对抗冲磨超高性能混凝土内掺橡胶颗粒改性工艺的研究具有重要的意义。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

本课题依托国家“十三五”子课题项目“超高层泵送特种混凝土的设计、制备与施工技术”（编号2017YFB0310105-02），研究利用改性橡胶颗粒制备抗冲磨超高性能混凝土。

2.2研究目标

（1）基于密实骨架堆积设计初始配合比，重点研究配合比参数（胶凝材料用量、水胶比、硅灰掺量等）对橡胶颗粒抗冲磨超高性能混凝土工作性能、力学性能和抗冲磨性能的影响规律，确定最优的橡胶颗粒超高性能混凝土配合比参数；

（2）探究不同橡胶颗粒表面改性方式的作用机理，探索最优的橡胶颗粒表面改性工艺；

（3）探究纤维种类、掺量及混掺方式对其性能的影响规律，探究橡胶颗粒掺量、粒径对其性能的影响规律。

研究制备出性能优良的改性橡胶颗粒超高性能混凝土：28d抗压强度≥100MPa，28d抗折强度≥20MPa，弯曲韧性指数I20≥20MPa，28d抗冲磨强度≥150h/(kg/m²)、28d磨损率≤2%（DLT 5150-2001《水工混凝土试验规程》水下钢球法）。