聚丙烯高纖維防滲材料在節(jié)水工程中的應(yīng)用

馮 華

(山西省水利建筑工程局，太原 030000)

聚丙烯高纖維防滲材料在節(jié)水工程中的應(yīng)用

馮 華

(山西省水利建筑工程局，太原 030000)

通過對(duì)聚丙烯高纖維防滲材料在瀟河灌區(qū)節(jié)水工程的實(shí)踐應(yīng)用，結(jié)合聚丙烯高纖維防滲材料自身的特點(diǎn)，論述該纖維材料的優(yōu)越性，在工程中應(yīng)用的可能性以及具體應(yīng)用過程中應(yīng)注意的問題和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

聚丙烯高纖維；防滲材料；節(jié)水工程；混凝土；應(yīng)用

瀟河灌區(qū)坐落于山西省晉中盆地東北邊緣、瀟河流域西端，瀟河干流出山口后的平川地區(qū)，其灌溉范圍包括晉中市的榆次區(qū)、太谷縣和太原市的小店區(qū)、清徐縣等地的耕地，灌溉面積約為2.22 hm2，受益村莊約有134個(gè)。瀟河灌區(qū)的氣候?qū)儆诖箨懶约撅L(fēng)氣候，年平均氣溫為10.5 ℃，最高氣溫有時(shí)可達(dá)37 ℃。年平均降水量約為410 mm，年平均蒸發(fā)約1 900 mm。降水的年內(nèi)變化較大，且集中在夏季。具有光能資源比較豐富，水熱利用率較高，晝夜溫差大的氣候特點(diǎn)。從地形上看，瀟河灌區(qū)南北長30 km，東西寬16 km，呈長方形形狀，地勢為東南高、西北低。瀟河灌區(qū)建立時(shí)間較早，具有清洪兩用、井渠結(jié)合的功用。其水源以引洪為主，補(bǔ)充水源較豐富，除了洪水儲(chǔ)存之外還引入生活污水。瀟河灌區(qū)灌溉面積大，效益顯著，成為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)作物主要產(chǎn)區(qū)并具有重要地位。近年來隨著國家節(jié)水改造政策的實(shí)施，灌區(qū)的效益收到了良好效果，為鞏固瀟河灌區(qū)的效益，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)灌區(qū)的節(jié)水改造。

1 摻入聚丙烯高纖維防滲材料的優(yōu)越性

聚丙烯高纖維防滲材料的使用不僅可以提高表面光滑度和美觀性，還在節(jié)水工程的實(shí)施過程中降低工程成本，提高了工程效益。

1)聚丙烯高纖維防滲材料具有防滲性，混凝土中摻入該材料后自身強(qiáng)度增大，龜裂減少，表面更加光滑細(xì)膩，提高了工程表面整體的美觀性。

2)使用聚丙烯高纖維防滲材料有助于工程成本的降低。目前，聚丙烯高纖維防滲材料單價(jià)為2.7 萬元/t左右，假設(shè)每 m3混凝土中摻入1 kg聚丙烯高纖維防滲材料，加上施工費(fèi)用，的造價(jià)約為40 元/m3。如果不使用聚丙烯高纖維防滲材料，按照以往的實(shí)踐估算造價(jià)是60 元/m3以上。結(jié)果可以看出，聚丙烯高纖維防滲材料的使用節(jié)約了工程造價(jià)。此外，在混凝土中摻入聚丙烯高纖維防滲材料使混凝土抗沖刷性增強(qiáng)，提高了其使用壽命，降低后期維護(hù)所需的人工和材料等成本。

3)摻入聚丙烯高纖維防滲材料有助于工程效益的提高。瀟河灌區(qū)始建于1950年，實(shí)際灌溉面積逐步擴(kuò)大，灌溉效益十分顯著。但是曾出現(xiàn)灌溉效益有下降的趨勢，究其原因有： ①瀟河灌區(qū)成立時(shí)間較長，改造力度不大，部分工程出現(xiàn)老化、破損的情況；②受氣候條件影響，瀟河灌區(qū)水資源短缺，分布不均，且年際變化大，隨著降水量的減少，河道來水量的降低致使灌溉水源的減少；③缺少水源調(diào)蓄工程導(dǎo)致灌溉效益降低。摻入聚丙烯高纖維防滲材料，提高了溢流面表觀的平整度和光滑度。在使用過程中發(fā)現(xiàn)表面龜裂現(xiàn)象明顯減少，抗沖刷能力得到了提高[1]。實(shí)踐證明，聚丙烯高纖維防滲材料的使用減少混凝土的龜裂，降低和減少了修補(bǔ)龜裂帶來的額外成本和損失，從而提高瀟河灌區(qū)節(jié)水工程效益。

2 摻入聚丙烯高纖維防滲材料的可能性

早在20世紀(jì)60年代，國外就已經(jīng)開始是對(duì)聚丙烯高纖維防滲材料相關(guān)項(xiàng)目進(jìn)行研究，目前已有大量應(yīng)用，包括機(jī)場跑道和高層建筑等工程。國內(nèi)的相關(guān)研究始于20世紀(jì)90年代，較早的應(yīng)用是在吉林省梅河口市，采用了改性聚丙烯纖維混凝土對(duì)渠道進(jìn)行改造。2001年4月，浙江省寧波市將聚丙烯纖維混凝土用于水利工程中，其技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，達(dá)到國際領(lǐng)先水平。近年來，由于技術(shù)的不斷完善和實(shí)踐的檢驗(yàn)，聚丙烯高纖維防滲材料的應(yīng)用越來越廣泛。從該材料在瀟河灌區(qū)的應(yīng)用過程中效果顯著，我灌區(qū)計(jì)劃繼續(xù)使用聚丙烯高纖維防滲材料，并逐步推廣擴(kuò)大其使用范圍。

3 聚丙烯高纖維防滲材料的應(yīng)用過程及標(biāo)準(zhǔn)

聚丙烯高纖維防滲材料由特殊復(fù)合技術(shù)制成，在混凝土中形成網(wǎng)狀分布具有承托作用，能夠提高混凝土的韌性。具有防滲、抗裂、耐磨、保溫的功效。將聚丙烯高纖維防滲材料摻入硅中，也可起到承托的作用，保護(hù)和提高硅的均質(zhì)性、耐蝕性和抗凍性。瀟河灌區(qū)在2011年計(jì)劃并開始實(shí)施了改造工程，結(jié)合瀟河灌區(qū)的具體情況和節(jié)水改造工程，對(duì)對(duì)灌區(qū)骨干渠道及建筑物進(jìn)行更新改造。瀟河灌區(qū)有支渠8條，長90.163km。梯形防滲斷面的設(shè)計(jì)有利于水資源的節(jié)約使用，同時(shí)使用聚丙烯高纖維防滲材料，從使用效果上來看，減輕了混凝土面板龜裂現(xiàn)象，同時(shí)降低了工程維護(hù)成本，起到了節(jié)水的作用，提高了工程建設(shè)的質(zhì)量。聚丙烯高纖維防滲材料在瀟河灌區(qū)的應(yīng)用過程中要注意原材料的選擇、混凝土配合比的控制、攪拌過程中的安全注意事項(xiàng)以及后期的混凝土保養(yǎng)與維護(hù)等問題，具體來說有以下3方面。

1)在原材料選擇上要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行?；炷猎牧嫌墒?、砂子、水泥、水及外加劑等構(gòu)成?；炷烈话氵x用中砂、河砂或人工砂，混凝土中不能含有有害物質(zhì)，且要具備質(zhì)地堅(jiān)硬、耐久性好的特點(diǎn)。水泥選用標(biāo)號(hào)P.032.5的普通混凝土酸鹽水泥，使用過程中最好不要換廠家以保證水泥色澤和質(zhì)量的一致性。本工程所用的水泥采用當(dāng)?shù)厮鄰S生產(chǎn)的普通混凝土酸鹽水泥，其各項(xiàng)指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)。碎石要符合1～3 cm或1～4 cm規(guī)格，且要質(zhì)地堅(jiān)硬、級(jí)配良好。遜徑<10%，超徑在15%以內(nèi)，針片狀含量要控制在10%以內(nèi)。本工程所用碎石為附近砂石骨料加工廠生產(chǎn)的，其儲(chǔ)量及質(zhì)量均可滿足工程建設(shè)需要。水質(zhì)要滿足砂漿拌和用水的質(zhì)量要求。本工程的水從附近村莊水井中抽取或由拉水車運(yùn)送至施工部位。

2)混凝土配合比調(diào)制過程中要滿足抗?jié)B性強(qiáng)、強(qiáng)度硬度高、抗凍性好的特點(diǎn)。水灰比≤0.6，混凝土的塌落度在3.0～5.0 cm，當(dāng)氣溫較低或空氣潮濕時(shí)，塌落度值要取較小值。相反，高溫干燥的季節(jié)適宜采用大值。按照試驗(yàn)報(bào)告在具體實(shí)施過程中，每立方混凝土可摻入0.8～1.2 kg聚丙烯高纖維防滲材料。

3)混凝土攪拌過程中采用機(jī)械攪拌，有封閉式和開敞式兩種。將水泥和砂石料調(diào)配好，每立方混凝土加入0.8～1.2 kg聚丙烯高纖維防滲材料。如果是封閉式的攪拌機(jī)，加入纖維后先攪拌1 min，之后加水一起攪拌，約為4～5 min即可。如果是開敞式的攪拌機(jī)，加入纖維時(shí)便可加入水一起混合攪拌，共攪拌6～7 min便可。在整個(gè)攪拌過程中藥注意做好防護(hù)措施，帶好口罩和手套，避免聚丙烯高纖維防滲材料濺到皮膚上。攪拌時(shí)可以先將聚丙烯高纖維防滲材料倒入水中浸泡。瀟河灌區(qū)工程中使用的是JS500型雙臥軸強(qiáng)制式攪拌機(jī)，砌筑砂漿在現(xiàn)場采用0.4 m3的砂漿攪拌機(jī)集中進(jìn)行拌制，攪拌時(shí)間≥2～3 min。只有局部少量的采取人工攪拌，人工攪拌不能少于3遍。

4 結(jié)論與建議

聚丙烯高纖維防滲材料防滲、抗裂、耐磨、保溫的功效，在混凝土中摻入該纖維材料，使砌體表面更光滑、細(xì)膩，增強(qiáng)了工程整體的美觀性和實(shí)用性。延長砌體的使用壽命，減少浪費(fèi)，節(jié)約工程造價(jià)成本和后期維護(hù)成本。聚丙烯高纖維防滲材料在瀟河灌區(qū)節(jié)水工程中的應(yīng)用過程中，提高了灌區(qū)效益，更好的為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展提供灌溉水源，對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和效益的提高具有十分重要的意義。實(shí)踐表明，聚丙烯高纖維防滲材料具有明顯優(yōu)勢，其應(yīng)用范圍應(yīng)當(dāng)?shù)玫酵茝V，但同時(shí)我們也要注意摻入聚丙烯高纖維防滲材料時(shí)要嚴(yán)格按照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，達(dá)到事半功倍的效果。

[1]鄭建軍.聚丙烯高纖維材料在渠道防滲改造中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2014(04)：219.

1007-7596(2014)12-0223-02

2014-10-15

馮華(1977-)，男，山西運(yùn)城人，工程師，研究方向?yàn)樗こ淌┕ぁ?/p>

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