水利工程中酒石酸防滲劑的研究

馬淑平，馬杰雄

（1.蘭州市黃河河道管理站，甘肅蘭州730000；2.蘭州新區(qū)城市發(fā)展投資有限公司，甘肅蘭州730000）

水利工程中酒石酸防滲劑的研究

馬淑平1，馬杰雄2

（1.蘭州市黃河河道管理站，甘肅蘭州730000；2.蘭州新區(qū)城市發(fā)展投資有限公司，甘肅蘭州730000）

水利工程在國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中起著重要的作用，水利工程中防滲工作是水利工程建設(shè)中的重要部分，水利工程防滲施工質(zhì)量直接影響工程的整體質(zhì)量及后期運(yùn)行水平，也關(guān)系到人民群眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全。防滲也是提高水利工程性能的最重要的措施之一，而且防滲材料也是多種多樣。本論述通過使用酒石酸、硅酸鈉粉等制備新型防滲劑，并研究其物理力學(xué)性能、抗?jié)B壓力等性能。結(jié)果表明：隨著酒石酸含量的增加，防滲劑的物理力學(xué)性能和抗?jié)B性能均有了顯著提高，酒石酸占膠凝材料質(zhì)量的2%時(shí)，終凝時(shí)間為26 h，28天抗壓強(qiáng)度達(dá)到54.85 MPa，28 d滲壓比達(dá)到375%，濕基面粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到3.6 MPa。

酒石酸；防滲劑；滲壓比

水利工程在我國分布廣泛，發(fā)揮著防洪減災(zāi)的重要作用，同時(shí)為農(nóng)業(yè)灌溉生產(chǎn)和人民生活用水以及工業(yè)用水提供水源。然而，這些工程經(jīng)過多年的運(yùn)行，出現(xiàn)了不同程度的病險(xiǎn)問題，包括：滲透破壞、滑坡、開裂和沒治，其中以滲透破壞為主[1],滲透破壞對工程危害最大，會導(dǎo)致工程滲漏、壩體開裂等問題。目前處理防滲問題的方式有灌漿技術(shù)、防滲墻技術(shù)、使用土壤固化劑等[2]，抗裂防滲劑能夠大大減少混凝土裂紋的產(chǎn)生[3]，所以對水利工程的防滲處理研究對提高水利工程的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益具有重要的意義[4]。

1　試驗(yàn)原材料與方法

水泥：蘭州市甘草水泥集團(tuán)有限責(zé)任公司，42.5級普通硅酸鹽水泥，基本性能見表1；砂：蘭州市城關(guān)雁灘砂廠，細(xì)度模數(shù)2.51，堆積密度為1 499 kg/m3，表觀密度2 532 kg/m3，含泥量為0.69%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))；膨脹蛭石：武漢眾星綠色生物工程有限公司，粒徑為0.1～0.8 mm，密度為60～180 kg/m3；酒石酸：鄭州澳宇化工有限公司；硅酸鈉粉：鄭州市華興化工產(chǎn)品有限公司。

表1　水泥的基本性能指標(biāo)

本試驗(yàn)配比中硅酸鈉粉為外摻，摻加量為水泥質(zhì)量的0.2%，膨脹蛭石摻加量為水泥質(zhì)量的0.03%，萘磺酸鹽甲醛摻加量為水泥質(zhì)量的0.06%，酒石酸摻加量占水泥質(zhì)量分?jǐn)?shù)(φ)分別為0%(A1)，0.05%(A2)，0.10%（A3），0.15%(A4)，0.20%(A5)。表2所示為不同組分防滲劑試樣的配比。

表2　不同防滲劑試樣的配比

按表2中的配比分別稱取各種原料制備防滲劑試樣，并根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)測試其28 d抗折強(qiáng)度、28 d抗壓強(qiáng)度、28 d抗?jié)B壓力及28 d滲壓比。

2　結(jié)果與討論

圖1　酒石酸含量變化對防滲劑28 d抗壓強(qiáng)度的影響

圖1為防滲劑28 d抗壓強(qiáng)度隨酒石酸含量（φ）的變化關(guān)系。從圖1中可以看出，與不含酒石酸的防滲劑（φ=0）相比，含有酒石酸的防滲劑的28 d抗壓強(qiáng)度隨著酒石酸含量（φ）的增加而增大，并且在φ=0.2%時(shí)，防滲劑的28 d抗壓強(qiáng)度達(dá)到最大值54.85 MPa，增加了15.56%。

圖2　酒石酸含量變化對防滲劑28 d抗折強(qiáng)度的影響

圖2為防滲劑28 d抗折強(qiáng)度隨酒石酸含量（φ）的變化關(guān)系。從圖2中可以看出，與不含酒石酸的防滲劑（φ=0）相比，含有酒石酸的防滲劑的28 d抗折強(qiáng)度也隨之酒石酸含量（φ）的增加而增大，并且在φ=0.2%時(shí)，防滲劑的28 d抗折強(qiáng)度達(dá)到9.9 MPa，增加了12.12%。

圖3為防滲劑28 d抗?jié)B壓力隨酒石酸含量（φ）的變化關(guān)系。從圖3中可以看出，與不含酒石酸的防滲劑（φ=0）相比，含有酒石酸的防滲劑的28 d抗?jié)B壓力也隨之酒石酸含量（φ）的增加而增大，并且在φ=0.2%時(shí)，防滲劑的28 d抗?jié)B壓力增大到2.3 MPa，增加了13.04%。

圖3　酒石酸含量變化對防滲劑28 d抗?jié)B強(qiáng)度的影響

圖4　酒石酸含量變化對防滲劑28 d滲壓比的影響

圖4為防滲劑28 d滲壓比隨酒石酸含量（φ）的變化關(guān)系。從圖4中可以看出，與不含酒石酸的防滲劑（φ=0）相比，含有酒石酸的防滲劑的28 d滲壓比也隨之酒石酸含量（φ）的增加而增大，并且在φ=0.2%時(shí)，防滲劑的28 d抗?jié)B壓力增大到375%，增加了25%。

主要原因是硅酸鈉粉、酒石酸可以滲透到混凝土內(nèi)部孔隙，并與硅酸鹽水泥的水化產(chǎn)物反應(yīng)生成SiO2·nH2O膠體，該膠體可以堵塞混凝土種的毛細(xì)孔隙[5]，提高了防滲劑的性能，起到了密實(shí)防水的效果[6]。

3　結(jié)束語

通過酒石酸的加入，制備出的水利工程的防滲劑，并研究其物理力學(xué)性能、抗?jié)B壓力等性能，得出如下結(jié)論：

（1）與不含酒石酸的防滲劑（φ=0）試樣相比，摻入少量酒石酸（φ≤0.2%）的防滲劑試樣，其硬化試樣的力學(xué)強(qiáng)度隨著酒石酸含量的增加而有了明顯的提高。

（2）與不含酒石酸的防滲劑（φ=0）試樣相比，摻入少量酒石酸（φ≤0.2%）的防滲劑試樣，其硬化試樣的抗?jié)B能力也隨著酒石酸含量的增加而有了明顯的提高。

［1］邱灝.水泥工程翻身處理施工技術(shù)綜評［J］.黑龍江水利科技，2011,1（39）：113-114.

［2］王慧，朱步祥.渠道防滲新材料——土壤固化劑及其應(yīng)用［J］.節(jié)水灌溉，2000（1）：35-36.

［3］黎非.抗裂封神記對混凝土體積穩(wěn)定性的影響［J］.江蘇建材，2006（1）：31-35.

［4］宋巖.水利工程防水施工技術(shù)探討［J］.水利技術(shù)監(jiān)督，2016（1）：105-107.

［5］李曉生，李榮江，劉喜軍.硅酸鈉對水泥抗?jié)B性的影響［J］.齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，6（27）：49-51.

［6］陳寶貴，倪貴泉，李國營.水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的組成與作用［J］.新型建筑材料，2008（5）：21-122.

TU528.042

A

DOI10.3969/j.issn.1672-6375.2016.11.010

2016-8-10

馬淑平（1982-），女，漢族，甘肅甘谷人，大學(xué)本科，助理水利工程師，主要從事水利工程材料的研究工作。

馬杰雄（1990-），男，漢族，甘肅甘谷人，大學(xué)本科，助理工程師，主要從事水利工程材料的研究工作。