高速含沙水流对水工建筑物的冲击、摩擦及切削等作用,会造成建筑物表面严重磨损。预防水工建筑物混凝土的磨损气蚀破坏,长期以来一直是坝工设计人员高度关注的问题。在水工建筑物过流部位采用抗冲耐磨性能优良的材料,可以有效减轻或防止推移质、悬移质对水工建筑物的冲磨破坏。本文在分析总结水工混凝土冲磨破坏机理的基础上,采用“水下钢球法”,研究了单掺粉煤灰及聚丙烯纤维对混凝土抗冲磨强度的影响规律;应用三元二次正交旋转组合设计方法,研究了硅粉、粉煤灰、聚丙烯纤维等共掺时,混凝土抗冲磨强度、抗压强度以及劈裂抗拉强度的变化规律。主要研究结果如下:(1)掺用一定量的粉煤灰可以有效提高混凝土抗冲磨强度。当粉煤灰掺量在0%～40%间变化时,混凝土抗冲磨强度先增加后减小。粉煤灰掺量为10%时,混凝土抗冲磨强度提高最大;(2)混凝土抗冲磨强度随着聚丙烯纤维的增大而增大,当聚丙烯纤维掺量超过0.9kg/m3时,混凝土抗冲磨强度反而减小。(3)粉煤灰对混凝土的早期强度不利,但可以增强混凝土的抗渗性;在混凝土中掺入聚丙烯纤维混凝土强度略有降低,但降幅不大。(4)在以硅粉、粉煤灰、聚丙烯纤维为影响因素安排的三元二次正交旋转组合试验中可以看出,聚丙烯纤维对混凝土抗冲磨强度影响最为显著;硅粉用量与粉煤灰掺量之间存在显著的交互作用,粉煤灰掺量与聚丙烯纤维掺量之间没有交互作用,硅粉用量与聚丙烯纤维掺量之间交互作用不显著。(5)硅粉对混凝土抗压强度有正效应,而粉煤灰会对其产生不利影响,聚丙烯纤维对其影响不大;硅粉和粉煤灰之间存在交互作用,而它们与聚丙烯纤维之间不存在交互作用。(6)混凝土抗冲磨强度最高的组合为:硅粉3%,粉煤灰15%,聚丙烯纤维1.2 kg/m3。