水刀用于混凝土工程方面的应用起始于20多年前。1972年，第一篇射流技术在混凝土工程中应用的论文，采用70MPa纯水射流对混凝土块进行切槽和钻孔试验，发现为达到可接受的工作效率，射流压力必须达到380MPa，机组功率要达到370kWo与常规方法相比，射流的耗能为其几百倍至几千倍，达到180_4000GJ/m3。采用413MPa射流进行试验表明，当喷头相对于混凝土试件移动速度较快时(达到2. 5m/s)，即使在413MPa压力下也不能保证混凝土全部被切割开，只有在速度降为250mm/s时，才可看到几乎所有的试样全部被切割开，切割边缘质量也还可以接受。

    混凝土与众不同的特性使得在最初研究阶段遇到了困难。因为它由水泥砂浆和卵石经搅拌凝固而成，有的还用钢筋网增强，当射流作用其上时，凝固的水泥砂浆较易冲蚀切割，但卵石就不同了。若卵石由石英岩破碎而成，其强度为420MPa，打击点处压力要在8400-12600MPa以上才能有效地切割。基于此，研究一度集中在水炮的应用上，美国就开发了一种水炮来破碎混凝土。使用高压氮气驱动增压活塞，一次可将328ml。纯水以690MPa的峰值压力经直径1-2.5mm喷嘴喷射出去。由于采用高压气体压缩机作驱动源并有储气瓶作缓冲，水炮工作频率达8次/rrun，峰值可达10次/min。试验表明，使用直径2mm喷嘴，峰值压力为414MPa时，可将混凝土连续破碎成20cmX 20cmX 12. 5cm的碎块；峰值压力为380MPa时，可将混凝土断续破碎成40cm×40cm- 15cm的碎块；峰值压力为420MPa时，可连续破碎混凝土。

    近年来，磨料射流被应用到混凝土切割方面。美国采用241. 5MPa压力射流、直径0.635mm喷嘴所作的试验表明，以0. 4mm/s速度移动，磨料流量72g/s时，可在混凝土中切开深380mm的槽，表面75mm以下直径lOmm的钢筋被一次切断；当移动速度为1. 3mm/s时，表面127mm以下的钢筋只能部分切断；以25mm/min速度移动，磨料流量36g/s，可一次切断内含两根18mm直径钢筋的厚250mm的水泥块，其中一根位于表面以下75mm，另一根位于表面以下l75mm。试验还表明，石榴石比二氧化硅或金刚砂切割效率高，磨料耗用量在68g/s时切割效率达到最佳，但将其降至38g/s，效率只降低了11%。日本对不同磨料的切割性能对比发现，铁屑效率比氧化铝效率高，其原因是铁屑密度较大，到达切槽底部时所携带的能量要比密度较小的氧化铝颗粒携带的大。试验在214MPa压力下进行，水流量为15 L/min。他们还发现，由于氧化铝颗粒脆性大、硬度大，撞击后易碎，而铁屑则能在撞击后保持锐利性，更值得重新回收使用。

    目前，商品化的混凝土切割机组以磨料射流形式为主。有实例表明，其可以22mm/min速度切割厚330mm、内含8根20mm直径钢筋的混凝土块，以20mm/min速度切割内含8根25mm直径钢筋的工字形电杆(最大切深400mm）。切割厚度与切割头移动速度的关系可见。200MPa压力、20mm/min移动速度，切割混凝土厚度达到了1100mm。

   射流切割混凝土的成本比常规方法能够降低不少，主要是因为射流切割易于实现自动化。与常规方法如风镐等相比，大大节省了人工，提高了效率。随着环保法规的制订和实施，射流切割技术以其噪声小、粉尘少的优点会更引人注目。日本采用l96MPa压力，水流量13L/min，磨料（石榴石）流量45kg/min，以1.3mm/s的速度切割公寓楼内厚180mm的钢筋混凝土，在与作业相邻的两个房间测得的噪声为77 -78dB，而在与此两房间相邻的房间内测得的噪声只有58dB。此外，由于射流切割时振动小，不易在切缝周围产生新的裂纹，因而对周围混凝土结构的强度基本上没有损坏，特别适用于维修旧建筑。

    另一方面，人们对中低压射流与混凝土的相互作用也进行了研究。高压射流切割混凝土时，射流切割能力受射流切割卵石能力的限制，而低压射流作用于混凝土时，射流去除材料能力主要受射流冲蚀水泥砂浆基体能力的影响。这使得中低压射流去除能力受流量和射流入射角影响较大。较大的流量可将卵石及时冲走，避免其遮挡工作区而降低射流的冲蚀能力；适当的入射角也是必需的。射流入射角大，固然可加大打击力的水平分量，使卵石可以及时被冲走，但由于垂直分量较小，射流的冲蚀能力小了后反而降低了效率；同样，当入射角小时，垂直打击力分量大而水平打击力分量小，使得冲蚀能力虽强但由于不能及时冲走的卵石的阻挡，效率也降低。不同的试验条件下，该角度的最佳值有变化。的最佳值为29。左右。此时射流切深最大而耗用的能量最小，达到了最高的效率。

    旋转射流的参数对去除效率有很大影响。以35MPa、70MPa、lOOMPa、140MPa四档压力，喷嘴直径0. 5mm和2. 8mm、相应射流功率33. 6kW和93. 2kW进行的试验表明，压力较低(35MPa)时，靠提高射流流量来提高射流功率对去除效率无明显改善作用，因为此时压力不足以切割混凝土中的卵石而使后续切割不能继续；但压力超过某个阈值压力时，提高流量比提高压力更能有效地去除混凝土。不论对哪种工况，都存在最佳的旋转速度范围。图中500-2000r/min范围内射流性能最佳，效率为125r/min时的2倍，比3000r/min时高45%。当速度提高到超过3000r/min以上时，由于喷嘴运动的线速度太大导致射流发散，效率急剧下降，尤其当射流较细时更是如此。旋转速度对最大切深的影响。由图中可看到，最大切深在l000r/min左右达到，这与最大去除效率相对应。靶距与去除效率的关系。射流功率33. 6kW时，500-2000r/min范围内，靶距从2. 5cm升至25cm，能耗上升2.5倍，3000r/min时为4.5倍；射流功率为93. 2kW时，500-2000r/min范围内，靶距从2.5cm升至25cm，能耗上升2倍，3000r/min时为2.5倍。 

对射流作用于混凝土机理的研究，形成了水力冲毛技术。用混凝土浇筑大型、特大型建筑工程时，为了保证两次浇注的混凝土之间结合紧密，必须对接合面预处理，去除表面氧化层，露出卵石与浆料混合均匀的部分并形成粗糙不平的接合面，才能使前后两次浇注固结成一体，保证施工质量。过去，该工作大多采用风砂枪冲毛或人工凿毛完成。沙尘飞扬、噪声极大，劳动环境极其恶劣；劳动强度大，工效极低；混凝土损失方量也较大。意大利首先试验成功水力冲毛技术并于1980年开发出了商品化机组，1984年在瑞典进行了第一次商业化作业，射流压力85-100MPa，获得了满意的效果。

    80年代后期，我国葛洲坝水利枢纽工程建设期间，将高压射流水力冲毛机组用于250#以下15天龄期混凝土表面冲毛，工作压力最高35MPa，流量80L/min，功率75kW。现场作业表明，水力冲毛每小时作业面积达40-50㎡，与传统的风砂枪冲毛相比工效提高38%，成本降低60%，节约混凝土方量约1-1. 5㎡／100㎡，作业现场几乎没有空气污染，劳动强度大大减轻。在此基础上，又研制了50MPa水力冲毛机组用于解决200#长龄期和300。-350#高标号现浇混凝土表面冲毛问题。50MPa机组采用常温清水，配两只喷枪，使用不锈钢扇形喷嘴。试验表明，对300#以上15天龄期的混凝土表面能够有效地冲毛，工效大于40㎡/h，是35MPa机组的2倍。

    与此同时，射流维护路面的应用也得到了发展。年代久远的道路表面由于雨、酸碱等的侵蚀，结构往往比较疏松，强度削弱不少。为保证道面的强度，必须将该层除去，露出底层后重新浇注混凝土。20世纪80年代，美国采用82kW高压射流机组对一座桥的桥面去除表面混凝土层，压力从70MPa变化至280MPa，喷头移动速度50mm/s，采用两个直径0. 5mm喷嘴构成的旋转喷头，以600r/min速度旋转，一小时内可除去厚63. 5mm、面积1.13mz的混凝土层。与之相比，人工操作风镐的去除面积为0. 46㎡。其机组工作压力80 -IOOMPa、流量240L/min。桥面共有4500㎡需要去除表层，630㎡需要去除全部混凝土。工作时，喷头摆动扫过一长1.1m的路径，切开宽2.5-7. 5cm不等的槽，工作效率为13. 5㎡/h，但当切深超过7. 5m后，由于遇到底层未被侵蚀的混凝土层；效率降为4㎡/h。尽管如此，与常规方法相比，效率仍大大提高。由于射流只去除表面削弱层，而不会破坏底层强度未削弱的混凝土，且去除后的表面粗糙、无灰尘，给后续的浇注打下了良好的基础。水刀射流破碎路面喷头的运动是自旋与往复运动的复合，往复运动间距可在125mm内任意调节。这种设备更多地用于旧路面的破坏。