土工布實驗室老化試驗包括光照老化、濕熱老化、熱風(fēng)老化

土工布實驗室老化試驗包括光照老化、濕熱老化、熱風(fēng)老化y24山東華太工程材料有限公司

目前土工布的生產(chǎn)和應(yīng)用快速發(fā)展，對土工布的研究很多，但關(guān)于土工布老化性能的研究相對較少。土工布作為一種工程材料，其老化性能指標(biāo)直接影響工程的壽命、安全性和可靠性。因此，對土工布老化性能的研究具有很高的經(jīng)濟意義和戰(zhàn)略意義。美國材料與試驗協(xié)會（ASTM）對土工布的定義為：一切和地基、土壤、巖石、泥土或任何其他土建材料一起使用，并作為人造工程或系統(tǒng)的組成部分的紡織品。土工布和地基、土壤、巖石、泥土或其他建筑材料一起使用，利用土工布對泥土起加固、保護、排水、過濾、隔離、防滲等作用。土工布目前已經(jīng)同水泥、鋼材、木材一起被稱為“四大建筑材料”。y24山東華太工程材料有限公司

土工布根據(jù)加工方法不同可以劃分為機織土工布、針織土工布和非織造土工布。機織土工布目前使用較多的是長絲機織布和扁絲機織布，材料以聚丙烯為主。經(jīng)編復(fù)合土工布是以玻璃纖維（或其他合成纖維）為增強材料，通過與短纖針刺非織造土工布復(fù)合而成。非織造土工布主要有短纖維針刺土工布和長絲紡粘土工布，所選合成纖維原料主要是滌綸、丙綸、錦綸等，其中主要使用滌綸和丙綸。y24山東華太工程材料有限公司

不論針織土工布、機織土工布或非織造土工布，在加工、儲存和使用過程中，易受內(nèi)部因素和外部因素的共同作用，其性能逐漸變壞，以致最后喪失使用價值的現(xiàn)象，稱為老化。這是土工布常見的問題，其本質(zhì)是高分子結(jié)構(gòu)中分子鏈的斷裂、化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化等，宏觀上則表現(xiàn)為土工布強度下降和宏觀結(jié)構(gòu)破壞等，是一種不可逆變化。y24山東華太工程材料有限公司

土工布老化有多種表現(xiàn)：宏觀表現(xiàn)為外觀變色、脆化、喪失光澤、結(jié)構(gòu)改變、力學(xué)性能下降等；微觀表現(xiàn)為大分子結(jié)構(gòu)改變，大分子量下降等。其中對工程應(yīng)用影響最大的就是力學(xué)性能的下降和材料結(jié)構(gòu)的改變。y24山東華太工程材料有限公司

老化的原因有內(nèi)因和外因兩種。內(nèi)因指材料本身的性質(zhì)，主要有：單體的結(jié)構(gòu)狀態(tài)、高分子體系內(nèi)部性質(zhì)、添加劑等；外因指外界的環(huán)境因素，主要有太陽光、氧氣、熱、水分、pH值、應(yīng)力、工業(yè)氣體、海水、鹽霧、霉菌、細菌等。影響老化的原因是多種多樣的，通常各種因素共同起作用，但其中太陽光、水、氧氣、熱是最主要的影響因素。y24山東華太工程材料有限公司

　　1）人工加速老化試驗y24山東華太工程材料有限公司

　　將試樣放置在一個老化箱內(nèi)，根據(jù)樣品實際使用情況或相關(guān)老化標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置老化箱的參數(shù)，如溫濕度、紫外線強度、雨淋、冷凝等。經(jīng)過一定時間的加速老化以后，將老化樣和原樣進行對比，由此估計樣品的耐老化性能。采用儀器加速老化的特點是加速老化條件穩(wěn)定、可比性強、試驗周期短、重現(xiàn)性較好。y24山東華太工程材料有限公司

人工加速老化試驗主要包括：人工加速紫外老化試驗、人工加速熱老化試驗、人工加速氧老化試驗、人工加速濕熱老化試驗等。y24山東華太工程材料有限公司

　　2）自然環(huán)境老化試驗y24山東華太工程材料有限公司

　　將試樣暴露在自然環(huán)境中，檢測土工布性能隨時間的老化情況。自然環(huán)境老化試驗的優(yōu)點是采用真實的自然環(huán)境進行試驗，結(jié)果真實可靠。缺點是費時費力，一般至少一年，多則幾年，無法對新材料、新產(chǎn)品的老化性能進行快速評價。y24山東華太工程材料有限公司

自然環(huán)境老化試驗主要包括：大氣老化試驗、地下埋藏試驗、海水浸漬試驗和水下埋藏試驗等。目前進行較多的是大氣老化試驗和地下埋藏試驗。y24山東華太工程材料有限公司

　　3）實際應(yīng)用老化試驗y24山東華太工程材料有限公司

該試驗在實際工程應(yīng)用中進行，在工程現(xiàn)場定期取樣，測試強度損失率及有關(guān)指標(biāo)，了解實際應(yīng)用中材料的老化程度。實際應(yīng)用老化試驗優(yōu)點是在具體的施工環(huán)境中取樣試驗，數(shù)據(jù)真實可靠。缺點是時間周期長，普遍適用性較差。y24山東華太工程材料有限公司

理論研究方面，人工加速老化和自然環(huán)境老化之間的相關(guān)性研究是一個比較活躍的領(lǐng)域。人們提出老化模型灰色預(yù)測，通過相關(guān)性研究用人工加速老化試驗結(jié)果去預(yù)測自然老化時間。老化模型灰色預(yù)測是基于灰色系統(tǒng)理論的一種預(yù)測方法，根據(jù)已知數(shù)據(jù)建立一個由過去引申到將來的灰色模型，從而確定系統(tǒng)未來的發(fā)展變化趨勢。y24山東華太工程材料有限公司

不少國家和組織對土工布老化現(xiàn)象進行研究，規(guī)定了戶外暴露老化標(biāo)準(zhǔn)，如國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的ISO標(biāo)準(zhǔn)、美國的ASTM和AATCC標(biāo)準(zhǔn)、歐洲的EN標(biāo)準(zhǔn)等。就目前我國土工布的研究現(xiàn)狀，進行老化方面的研究較少，國內(nèi)土工布老化性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)較少，土工布產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中也缺少對老化性能標(biāo)準(zhǔn)值的規(guī)定，如GB/T 17642―2008《土工合成材料 非織造布復(fù)合土工膜》；GB/T 17639―2008《土工合成材料 長絲紡粘針刺非織造土工布》；GB/T 17638―1998《土工合成材料 短纖針刺非織造土工布》等。y24山東華太工程材料有限公司

目前國內(nèi)土工布老化標(biāo)準(zhǔn)較少，可適當(dāng)考慮參考采用塑料和紡織品的老化標(biāo)準(zhǔn)。例如GB/T 16422.1―2006、GB/T 16422.2―1999、GB/T 16422.3―1997、GB/T 16422.4―1996《塑料實驗室光源暴露試驗方法》；ISO 4892―1:1999、ISO 4892―2:2006、ISO 4892―3:2006、ISO 4892―4:2004《塑料實驗室光源曝曬方法》；ASTM G 154―2006《非金屬材料熒光紫外暴露試驗操作標(biāo)準(zhǔn)》。y24山東華太工程材料有限公司

常見的實驗室老化試驗主要有光照老化、濕熱老化、熱風(fēng)老化等。y24山東華太工程材料有限公司

對于工程應(yīng)用的土工布而言，老化性能的表征主要包括宏觀和微觀兩個方面。宏觀方面是一定老化時間下，土工布的強度保持率（主要有拉伸強度、撕裂強度、頂破強度）、伸長率、脆化、宏觀結(jié)構(gòu)形態(tài)變化情況等。微觀方面主要指在老化過程中，大分子結(jié)構(gòu)降解過程和降解產(chǎn)物等。降解過程檢測可采用差熱分析法、熱分析方法等；降解物質(zhì)分析可采用氣體色譜/質(zhì)譜分析法、紅外光譜法和凝膠分析方法等。y24山東華太工程材料有限公司

土工布越來越多地被用作公路、鐵路、土木、水利等工程的材料。研究材料的老化性能可以預(yù)測材料的使用壽命，這對預(yù)測整個工程的穩(wěn)定性和使用壽命具有非常大的意義。因此，老化問題的研究特別重要。通過對土工布老化性能的測試研究，認(rèn)識和掌握其老化規(guī)律，然后可以通過改性或后處理等方法提高土工布的抗老化性能。y24山東華太工程材料有限公司

目前土工布缺少統(tǒng)一的國內(nèi)老化試驗標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程，為了加快土工布的發(fā)展和應(yīng)用，應(yīng)盡快制定或修改采用國外標(biāo)準(zhǔn)，形成我國的國家老化試驗標(biāo)準(zhǔn)。y24山東華太工程材料有限公司

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