碳黑在聚乙烯土工膜中起着提高体系光稳定性的作用,为此土工膜碳黑含量过低,则不能有效的反射紫外线,材料不具备良好的光稳定性能。但土工膜中的碳黑含量是不是越高越好呢?也不然!因为目前绝大多数的土工膜产品中都是在本色聚乙烯中添加碳黑色母,为了促进碳黑的良好分散,在色母中都添加有低分子的分散剂,过多的添加黑色母粒,会加大聚乙烯土工膜中低分子物质含量,从而降低了材料的强度。同时碳黑的存在虽然提高了材料的耐光老化性能,但也在材料中形成了微小的应力集中点,降低了材料的强度,碳黑含量过高还容易产生分散不均匀,导致材料出现严重的应力集中点,在外力作用下材料容易发生*。一般标准规定碳黑含量在2.0%、3.0‰本文认为将碳黑含量控制在2.0%、2.5%更有利于聚乙烯土工膜的综合性能的提高,这也是在化学建材行业广为接受的质量控制范围。
目前,复合土工膜*,国内聚乙烯土工膜产品经常存在碳黑含量不足的现象,这通常在材料外观上无法判别,但工程上或采购中可采用以下简易方法判别:将土工膜产品拉伸,使之变薄,观察颜色变化,并与碳黑含量2%左右的样品进行比较,过分发白的样品可能存在碳黑含量不达标的情况。
土工膜用于工程反滤或防渗,要结合工程情况的不同,采用不同的材料,如选用土工膜做隔渗层,可根据防渗工程地点的地下水位高低,土壤类别,含水量大小,构造物工程土基的冻害成度及可能产生的*影响,决定其使用一布一膜、一布两膜、或两布二膜、两布三膜的土工膜,避免过芯的材料造成强度不够,起不到防渗作用,或选用过厚的材料,人为地增加工程 成木,在反滤料的应用上,应测定土料颗粒的大小,设计合适孔径及薄厚的有纺或无纺布,在设计孔径时应注意:一、孔径不可太大,要保证土颗粒不会大量流失,以免发生管涌*。二、孔径不可太小,以免织物的孔隙被土粒堵塞,或在织物上游面形成一层泥饼,使织物失去排水减压作用。
土工膜用于工程防渗或反滤,虽然优点较多,但也有不足之处。例如,在阳光照射下,织物纤维或膜会发生老化现象。所谓老化就是在日光中紫外线的辐射影响下聚合物发生分解反应。一般来讲,复合土工膜,土工织物老化的速度与阳光辐射强度,环境温度、湿度等因素有关系。在选土工膜的时候,应根据工程的性质,如临时性还是长久性,对于长久性的工程,任何织物都不宜长时间暴露在阳光下,如果受 条件 限制,暴露时间较长时,应选用抵*老化功能较强的织物,如深色、黑色、粗纤维或加有*老化剂的土工织物。施工期间应尽量缩短织物在阳光下暴露的时间。 由于土工膜具有上述特点,任何工程都必须在织物上加保护层,复合土工膜厂家,如覆盖定厚度的土料、石料或硷板等。
从表面上看土工膜是一片密不透水的材料,但实际上在压力作用下膜的孔隙大小可以变化,仍能够透水,只不过其渗透系数很小而已。一般来说渗透系数取为1x10-12cm3/s是稳妥的。这个数值较之粘土要小得多,这就是土工膜可用作防渗材料的道理。在实际工程中,更关心的是土工膜与土层接触时能承受多大的水头。当土工膜与粗粒土相接触时,由于土粒之间的孔隙较大,土工膜在上覆水压力作用下只能向土孔隙中陷进,因而产生拉伸应变、承受拉应力。如拉应力过大,土工膜被拉裂,则会产生漏水点,影响其防渗性能。
土工膜能承受多大的水头,取决于土工膜的力学性能(*限拉伸强度,拉伸模量)、厚度和垫层土 (如土粒大小和级配)的情况。确定土工膜的防渗性有两类办法:一类是直接法。即将拟用的土工膜于试验仪器中铺在实际使用的垫层土料上,然后施加水压力,直到土工膜*或施加的水压力超过工程水压力1个安全倍数而不*为止。这类方法很为可靠,但工作量大,一般重要的工程才采用,对低水头的堤防工程似无必要。另一类是间接法。这类方法有两种途径,复合土工膜批发,一是通过公式计算。二是按规范规定的数值取用,对于堤防工程适用此法。
现行规范要求土工膜的厚度不小于0.5mm。但目前国内土工膜产品的厚度一般均小于0.5mm。因此在选料时,经过论证,对于较小的工程也可选用厚度为0.3mm左右的土工膜,但要特别注意施工质量。例如湖北毛儿冲土坝用土工单膜*补漏工程,所用的PVC膜的厚度只有0.22mm,接缝为粘接缝,水头达20m,从1993年到现在,经历了多年的汛期高水位的考验,防渗效果一直是良好的。可见土工膜防渗的成败关键之一是施工质量。