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西安土工布老化现象原因及老化试验方法

发布时间:2018-07-25 14:15:05 阅读:

西安土工布根据加工方法不同可以划分为机织土工布、针织土工布和非织造土工布。机织土工布目前使用较多的是长丝机织布和扁丝机织布,材料以聚丙烯为主。经编复合土工布是以玻璃纤维(或其他合成纤维)为增强材料,通过与短纤针刺非织造土工布复合而成。非织造土工布主要有短纤维针刺土工布和长丝纺粘土工布,所选合成纤维原料主要是涤纶、丙纶、锦纶等,其中主要使用涤纶和丙纶。
  不论针织土工布、机织土工布或非织造土工布,在加工、储存和使用过程中,易受内部因素和外部因素的共同作用,其性能逐渐变坏,以致最后丧失使用价值的现象,称为老化。这是土工布常见的问题,其本质是高分子结构中分子链的断裂、化学结构的变化等,宏观上则表现为土工布强度下降和宏观结构破坏等,是一种不可逆变化。
1、老化现象原因
土工布老化有多种表现:宏观表现为外观变色、脆化、丧失光泽、结构改变、力学性能下降等;微观表现为大分子结构改变,大分子量下降等。其中对工程应用影响最大的就是力学性能的下降和材料结构的改变。
  老化的原因有内因和外因两种。内因指材料本身的性质,主要有:单体的结构状态、高分子体系内部性质、添加剂等;外因指外界的环境因素,主要有太阳光、氧气、热、水分、pH值、应力、工业气体、海水、盐雾、霉菌、细菌等。影响老化的原因是多种多样的,通常各种因素共同起作用,但其中太阳光、水、氧气、热是最主要的影响因素,本文主要集中对这几个因素进行讨论。
2、老化试验
老化试验是研究土工布在一定环境下的老化规律和评价土工布老化性能的手段。通过老化试验,测试土工布的强度、伸长率、弹性模量和微孔结构等随时间的老化情况。老化试验主要有人工加速老化试验、自然环境老化试验和实际应用老化试验三种。
1)、人工加速老化试验
    将试样放置在一个老化箱内,根据样品实际使用情况或相关老化标准,设置老化箱的参数,如温湿度、紫外线强度、雨淋、冷凝等。经过一定时间的加速老化以后,将老化样和原样进行对比,由此估计样品的耐老化性能。采用仪器加速老化的特点是加速老化条件稳定、可比性强、试验周期短、重现性较好。
    人工加速老化试验主要包括:人工加速紫外老化试验、人工加速热老化试验、人工加速氧老化试验、人工加速湿热老化试验等。
2)、自然环境老化试验
  将试样暴露在自然环境中,检测土工布性能随时间的老化情况。自然环境老化试验的优点是采用真实的自然环境进行试验,结果真实可靠。缺点是费时费力,一般至少一年,多则几年,无法对新材料、新产品的老化性能进行快速评价。
  自然环境老化试验主要包括:大气老化试验、地下埋藏试验、海水浸渍试验和水下埋藏试验等。目前进行较多的是大气老化试验和地下埋藏试验。
3)、实际应用老化试验
  该试验在实际工程应用中进行,在工程现场定期取样,测试强度损失率及有关指标,了解实际应用中材料的老化程度。实际应用老化试验优点是在具体的施工环境中取样试验,数据真实可靠。缺点是时间周期长,普遍适用性较差。
  在理论研究方面,人工加速老化和自然环境老化之间的相关性研究是一个比较活跃的领域。人们提出老化模型灰色预测,通过相关性研究用人工加速老化试验结果去预测自然老化时间。老化模型灰色预测是基于灰色系统理论的一种预测方法,根据已知数据建立一个由过去引申到将来的灰色模型,从而确定系统未来的发展变化趋势。
  
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