復(fù)合土工膜等渠道防滲材料的缺陷二十世紀(jì)以來=隨著高分子化學(xué)工業(yè)的不斷發(fā)展=相繼出現(xiàn)了多種不同類型的土工合成材料A復(fù)合土工膜料便是其中的一種=它是以土工膜與無紡?fù)凉た椢餆嵴澈笮纬傻囊环N土工合成材料A土工膜一般有聚乙烯>01?或聚氯乙烯>0#8?兩種A其滲透系數(shù)一般在*)F**-’2,3*)F*(-’2,=它還具有適應(yīng)變形能力強4質(zhì)量輕4運輸量小=施工簡便4工期短=耐腐蝕性強等優(yōu)點=因而近年來被廣泛應(yīng)用于水庫大壩及渠道防滲工程中A但是土工膜表面光滑=與接觸面的摩擦系數(shù)較小=用土作保護層時=其邊坡容易失穩(wěn)滑坡=且易刺破損壞A因此=為提高土工膜的性能=將針刺無紡織物用熱粘或膠粘的方法與土工膜復(fù)合=制成復(fù)合土工膜A目前有一布一膜與兩布一膜兩種A復(fù)合土工膜將單膜的拉伸強度4抗刺破4抗頂破強度提高了(35倍=具有豎向防滲4水平導(dǎo)水的功能=帶布的一面還能增大與渠基土或過渡層4保護層之間的摩擦系數(shù)=對保護渠體穩(wěn)定=以及抗凍脹均起到一定的作用A盡管復(fù)合土工膜具有上述種種優(yōu)點=但也有不足之處=一是復(fù)合土工膜價格較高=適用于地質(zhì)條件及水文地質(zhì)條件差4基土凍脹性較大或標(biāo)準(zhǔn)較高的渠道防滲工程A二是抗老化能力差A(yù)化學(xué)物質(zhì)如水4氧4酸4胺等=物
理因素如熱4光4高能輻射4機械力4超聲波等=都會引起高分子聚合物的降解反應(yīng)A即分子鏈的主鏈斷裂生成游離基=引起聚合物分子量下降A(chǔ)化學(xué)因素與物理因素同時作用=如光氧化4熱氧化同時作用=降解反應(yīng)發(fā)生得最快A單獨作用就發(fā)生得較慢A因此渠道防滲工程中須在復(fù)合土工膜上覆蓋砌石!混凝土預(yù)制板!或現(xiàn)澆混凝土的保護層"有的地方受材料來源影響#在渠道比降較小!邊坡較緩的情況下#采用土料作保護"這些保護層厚度一般多在$%&’()%&’以上"筆者認(rèn)為這種保護層的缺點有二*一是工程量大#投資增加"二是保護層滲漏的渠水聚積在復(fù)合土工膜上#而復(fù)合土工膜上未設(shè)排水設(shè)施#這樣便造成保護層下部經(jīng)常處于水分飽和狀態(tài)#在氣候寒冷地區(qū)#容易發(fā)生渠道凍脹導(dǎo)致的破壞"
) 關(guān)于復(fù)合土工膜等渠道防滲材料改性的意見針對以上問題#筆者提出以下幾個方面改進意見")+$ 開發(fā)一種加糙土膜#可以在其成型過程
中#利用模具將土工膜表面壓制出規(guī)則的紋理#制造凹凸面#使最凹處厚度滿足工程要求的厚度#那么#突出的部分就相當(dāng)于土工膜上同材質(zhì)的,筋-"這樣#不但增大了糙率#而且提高了膜料的抗拉!抗撕裂!抗頂破的能力"這種加糙土工膜可以單獨使用#也可以制作為一布一膜的復(fù)合土工膜#其工程效果一定比光膜好"兩布一膜的復(fù)合土工膜因膜材被土工布蓋嚴(yán)#不需要使用加糙膜材")+) 將土工膜的防滲性能與聚苯乙烯泡沫板的防凍脹性能結(jié)合起來做成一種復(fù)合材料#此材料仍為高分子聚合物#共分為三層#上!下兩層為平實的防滲層#中間為保溫層#呈多孔隙泡沫狀"此材料的價格低廉#可以用于寒冷地區(qū)渠道防滲防凍脹工程中")+. 使用回收利用的化纖制作土工布#這樣制作出的土工布強度有所降低#但是能夠滿足要求強度#而且有效孔徑及疏松程度加大#縱橫向力學(xué)指標(biāo)較為接近#布體柔軟#同體積與原土工布相比質(zhì)量較輕#能降低成本")+/ 為了防止土工膜及復(fù)合土工膜老化過快#在產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中#添加適量的抗氧劑!光穩(wěn)定劑"據(jù)有關(guān)資料顯示#可直接暴露于大氣中保持十年"在生產(chǎn)土工膜時#可以嘗試添加適量的無機材料#如高度細(xì)化的粉煤灰#不但可以增加其抗老化性能#還可以為環(huán)保事業(yè)作出貢獻")+0 在土工膜制作過程中#加入適量的物質(zhì)#改變其單調(diào)的顏色#鋪設(shè)渠道時#根據(jù)不同的土壤類型#生物!微生物生長期對光譜的不同需求#選用不同顏色的土工膜#抑害揚利#加強對渠基土的穩(wěn)固與安全")+1 水泥混凝土用合成纖維及液態(tài)聚合物增強后在渠道防滲工程中的應(yīng)用"在我國東北寒冷地區(qū)#已有將纖維摻入混凝土中#以提高水泥混凝土材料的抗拉!抗壓強度#特別是抗沖擊強度#最為有利的是減少復(fù)合土工膜上混凝土保護層的厚度至原厚度的$21($23#而抗凍脹能力比未加纖維時增強許多"關(guān)于這種聚合物改性混凝土45678#目前較流行的是孔隙充填和,鍵橋-理論#即聚合物充填了混凝土孔隙#并形成網(wǎng)絮狀鍵橋橫亙于混凝土內(nèi)部既有的微孔隙上#接受并傳遞應(yīng)力#使混凝土的應(yīng)力得到改善#但造價昂貴#目前尚應(yīng)用不多"為降低工程造價#可將聚丙烯纖維4558改性#使之具有高強度!高彈性模量!低延伸率等水工材料的特征"并將這一改性材料細(xì)化至納米級#成為,納米級聚合物-"這種聚合物的微粒平均粒徑不大于0%納米#相比之下#普通聚合物的粒徑一般為$%%(.%%納米#水泥粒徑一般為.%%%%(9%%%%納米"因此用較少的量獲得較大的比表面積#大幅度降低了聚合物改性水泥混凝土45678的成本"吉林省紡織研究所試驗時用普通55摻量為%+)0:;2’. 和%+<0:;2’.#兩者試驗結(jié)果相差不大#但比起未摻時#各項性能均有改善"他們采用聚酯短纖維與5=膜制成的復(fù)合土工膜與高強纖維混凝土薄板在梅河口市渠道防滲中的成功試驗#每平方米造價為)<元#比復(fù)合土工膜上鋪常規(guī)混凝土預(yù)制板4造價為每平方米/%元8要節(jié)省很多"西北大部分地區(qū)冬季氣候比較寒冷#所以#我們出應(yīng)開發(fā)出適應(yīng)西北地區(qū)氣候及經(jīng)濟條件的聚合物改性水泥混凝土#當(dāng)然#如果能將高科技納米技術(shù)引入復(fù)合土工膜混凝土保護層這一防滲形式之中#而又簡化施工程序#將會使渠道防滲工作邁上一個新臺階")+3 將土工合成材料中的加筋材料>>土工格柵用于渠道防滲"施工步驟為*4$8開挖渠槽時#比設(shè)計渠道原橫斷面多挖/(9&’?"2(將土工格柵按渠道斷面形狀鋪入渠槽:回填土使其土壤具有最大干密度?"’(夯實并修整出標(biāo)準(zhǔn)的渠道橫斷面?"!(鋪土工膜或復(fù)合土工膜?"4(大@中型渠道上鋪設(shè)保護層;如小型渠道采用抗老化處理:建議采用比原設(shè)計膜厚+0.&&的土工膜:最好是適應(yīng)
當(dāng)?shù)貤l件的彩膜:不需要上覆保護層;這樣:一條彩色的渠道就修成了;土工格柵單筋抗拉強度大:斷裂伸長率均小于.4*:充當(dāng)了土中的A鋼筋B:用于不同渠道時:可向廠家預(yù)定不同單筋強度@筋間距@長度@寬度的土工格柵:從而降低渠道防滲工程成本:提高渠系水利用系數(shù);
結(jié)語
以上幾種關(guān)于復(fù)合土工膜等渠道防滲材料改性的意見:如能實施:必將更加適用于渠道工程:且能降低造價:節(jié)約投資和提高渠道防滲工程的效益:因此:具有廣闊的應(yīng)用前景;
參考文獻
<.=建功0舊砌石渠道老化破壞的原因及其改建的措施0防滲技術(shù):.551:!"!(0<2=李安國0我國渠道防滲工程技術(shù)綜述0防滲技術(shù):2+++:7".(0
<’=水利部農(nóng)村水利司:中國灌溉排水技術(shù)開發(fā)培訓(xùn)中心0渠道防滲工程技術(shù)0北京C中國水利水電出版社:.5510<!=趙佩鈺:張曉宇0土工膜在水庫老壩防滲中的作用0防滲技術(shù):.556:’"!(0<4=董建偉0復(fù)合土工膜8納米級聚合物纖維混凝土復(fù)合防滲材料的研究與應(yīng)用0全國第五屆土
工合成材料學(xué)術(shù)會議論文集0現(xiàn)代知識出版社0<7=王為農(nóng):姜志德等0改性DD纖維混凝土在防滲工程上的應(yīng)用0全國第五屆土工合成材料學(xué)術(shù)
會議論文集0現(xiàn)代知識出版社0<6=趙佩鈺:張曉宇0渠道防滲土工膜厚度的探討0防滲技術(shù):.551:!"2(0
理因素如熱4光4高能輻射4機械力4超聲波等=都會引起高分子聚合物的降解反應(yīng)A即分子鏈的主鏈斷裂生成游離基=引起聚合物分子量下降A(chǔ)化學(xué)因素與物理因素同時作用=如光氧化4熱氧化同時作用=降解反應(yīng)發(fā)生得最快A單獨作用就發(fā)生得較慢A因此渠道防滲工程中須在復(fù)合土工膜上覆蓋砌石!混凝土預(yù)制板!或現(xiàn)澆混凝土的保護層"有的地方受材料來源影響#在渠道比降較小!邊坡較緩的情況下#采用土料作保護"這些保護層厚度一般多在$%&’()%&’以上"筆者認(rèn)為這種保護層的缺點有二*一是工程量大#投資增加"二是保護層滲漏的渠水聚積在復(fù)合土工膜上#而復(fù)合土工膜上未設(shè)排水設(shè)施#這樣便造成保護層下部經(jīng)常處于水分飽和狀態(tài)#在氣候寒冷地區(qū)#容易發(fā)生渠道凍脹導(dǎo)致的破壞"
) 關(guān)于復(fù)合土工膜等渠道防滲材料改性的意見針對以上問題#筆者提出以下幾個方面改進意見")+$ 開發(fā)一種加糙土膜#可以在其成型過程
中#利用模具將土工膜表面壓制出規(guī)則的紋理#制造凹凸面#使最凹處厚度滿足工程要求的厚度#那么#突出的部分就相當(dāng)于土工膜上同材質(zhì)的,筋-"這樣#不但增大了糙率#而且提高了膜料的抗拉!抗撕裂!抗頂破的能力"這種加糙土工膜可以單獨使用#也可以制作為一布一膜的復(fù)合土工膜#其工程效果一定比光膜好"兩布一膜的復(fù)合土工膜因膜材被土工布蓋嚴(yán)#不需要使用加糙膜材")+) 將土工膜的防滲性能與聚苯乙烯泡沫板的防凍脹性能結(jié)合起來做成一種復(fù)合材料#此材料仍為高分子聚合物#共分為三層#上!下兩層為平實的防滲層#中間為保溫層#呈多孔隙泡沫狀"此材料的價格低廉#可以用于寒冷地區(qū)渠道防滲防凍脹工程中")+. 使用回收利用的化纖制作土工布#這樣制作出的土工布強度有所降低#但是能夠滿足要求強度#而且有效孔徑及疏松程度加大#縱橫向力學(xué)指標(biāo)較為接近#布體柔軟#同體積與原土工布相比質(zhì)量較輕#能降低成本")+/ 為了防止土工膜及復(fù)合土工膜老化過快#在產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中#添加適量的抗氧劑!光穩(wěn)定劑"據(jù)有關(guān)資料顯示#可直接暴露于大氣中保持十年"在生產(chǎn)土工膜時#可以嘗試添加適量的無機材料#如高度細(xì)化的粉煤灰#不但可以增加其抗老化性能#還可以為環(huán)保事業(yè)作出貢獻")+0 在土工膜制作過程中#加入適量的物質(zhì)#改變其單調(diào)的顏色#鋪設(shè)渠道時#根據(jù)不同的土壤類型#生物!微生物生長期對光譜的不同需求#選用不同顏色的土工膜#抑害揚利#加強對渠基土的穩(wěn)固與安全")+1 水泥混凝土用合成纖維及液態(tài)聚合物增強后在渠道防滲工程中的應(yīng)用"在我國東北寒冷地區(qū)#已有將纖維摻入混凝土中#以提高水泥混凝土材料的抗拉!抗壓強度#特別是抗沖擊強度#最為有利的是減少復(fù)合土工膜上混凝土保護層的厚度至原厚度的$21($23#而抗凍脹能力比未加纖維時增強許多"關(guān)于這種聚合物改性混凝土45678#目前較流行的是孔隙充填和,鍵橋-理論#即聚合物充填了混凝土孔隙#并形成網(wǎng)絮狀鍵橋橫亙于混凝土內(nèi)部既有的微孔隙上#接受并傳遞應(yīng)力#使混凝土的應(yīng)力得到改善#但造價昂貴#目前尚應(yīng)用不多"為降低工程造價#可將聚丙烯纖維4558改性#使之具有高強度!高彈性模量!低延伸率等水工材料的特征"并將這一改性材料細(xì)化至納米級#成為,納米級聚合物-"這種聚合物的微粒平均粒徑不大于0%納米#相比之下#普通聚合物的粒徑一般為$%%(.%%納米#水泥粒徑一般為.%%%%(9%%%%納米"因此用較少的量獲得較大的比表面積#大幅度降低了聚合物改性水泥混凝土45678的成本"吉林省紡織研究所試驗時用普通55摻量為%+)0:;2’. 和%+<0:;2’.#兩者試驗結(jié)果相差不大#但比起未摻時#各項性能均有改善"他們采用聚酯短纖維與5=膜制成的復(fù)合土工膜與高強纖維混凝土薄板在梅河口市渠道防滲中的成功試驗#每平方米造價為)<元#比復(fù)合土工膜上鋪常規(guī)混凝土預(yù)制板4造價為每平方米/%元8要節(jié)省很多"西北大部分地區(qū)冬季氣候比較寒冷#所以#我們出應(yīng)開發(fā)出適應(yīng)西北地區(qū)氣候及經(jīng)濟條件的聚合物改性水泥混凝土#當(dāng)然#如果能將高科技納米技術(shù)引入復(fù)合土工膜混凝土保護層這一防滲形式之中#而又簡化施工程序#將會使渠道防滲工作邁上一個新臺階")+3 將土工合成材料中的加筋材料>>土工格柵用于渠道防滲"施工步驟為*4$8開挖渠槽時#比設(shè)計渠道原橫斷面多挖/(9&’?"2(將土工格柵按渠道斷面形狀鋪入渠槽:回填土使其土壤具有最大干密度?"’(夯實并修整出標(biāo)準(zhǔn)的渠道橫斷面?"!(鋪土工膜或復(fù)合土工膜?"4(大@中型渠道上鋪設(shè)保護層;如小型渠道采用抗老化處理:建議采用比原設(shè)計膜厚+0.&&的土工膜:最好是適應(yīng)
當(dāng)?shù)貤l件的彩膜:不需要上覆保護層;這樣:一條彩色的渠道就修成了;土工格柵單筋抗拉強度大:斷裂伸長率均小于.4*:充當(dāng)了土中的A鋼筋B:用于不同渠道時:可向廠家預(yù)定不同單筋強度@筋間距@長度@寬度的土工格柵:從而降低渠道防滲工程成本:提高渠系水利用系數(shù);
結(jié)語
以上幾種關(guān)于復(fù)合土工膜等渠道防滲材料改性的意見:如能實施:必將更加適用于渠道工程:且能降低造價:節(jié)約投資和提高渠道防滲工程的效益:因此:具有廣闊的應(yīng)用前景;
參考文獻
<.=建功0舊砌石渠道老化破壞的原因及其改建的措施0防滲技術(shù):.551:!"!(0<2=李安國0我國渠道防滲工程技術(shù)綜述0防滲技術(shù):2+++:7".(0
<’=水利部農(nóng)村水利司:中國灌溉排水技術(shù)開發(fā)培訓(xùn)中心0渠道防滲工程技術(shù)0北京C中國水利水電出版社:.5510<!=趙佩鈺:張曉宇0土工膜在水庫老壩防滲中的作用0防滲技術(shù):.556:’"!(0<4=董建偉0復(fù)合土工膜8納米級聚合物纖維混凝土復(fù)合防滲材料的研究與應(yīng)用0全國第五屆土
工合成材料學(xué)術(shù)會議論文集0現(xiàn)代知識出版社0<7=王為農(nóng):姜志德等0改性DD纖維混凝土在防滲工程上的應(yīng)用0全國第五屆土工合成材料學(xué)術(shù)
會議論文集0現(xiàn)代知識出版社0<6=趙佩鈺:張曉宇0渠道防滲土工膜厚度的探討0防滲技術(shù):.551:!"2(0
