HDPE土工膜的长久性能指标

HDPE土工膜的长久性能指标

长久性能指标包括碳黑含量、碳黑分散度、氧化诱导时间、85℃烘箱老化、抗

紫外线强度和耐环境应力开裂。由于使用土工膜的防渗工程一般都要使用多年，所以对于土工膜，其长久性能就有着非常重要的意义。HDPE土工膜的长久性

能指标往往是判断一个HDPE土工膜产品质量的关键。

1）碳黑含量

在HDPE土工膜的生产中加入碳黑，其主要作用是抗紫外线。土工膜在施工和

部分使用过程中，长期暴露在紫外线下，而紫外线的照射会加速土工膜的老化，降低其使用寿命。表1列出了碳黑含量的测试方法、测试值和测试频率。

如果碳黑含量小于2%，则不能起到很好的抗紫外线效果，而一旦碳黑含量超

过3%，土工膜的抗紫外线的能力增幅将变得很不明显。因此，加入2% ~3%

的碳黑含量，既保证了土工膜的抗紫外线性能，又不会由于添加过多的碳黑致

使土工膜变得更加脆化。

2）炭黑分散度

测试的时候，每批次HDPE土工膜取10个样品进行，将样品切片（8~15mm 厚），在100倍的显微镜下进行观察。碳黑分散度的测试定方法，是按照其分布的类型分为5类，进行对比。测试结果中第3类应不多于1个，不允许出现第4类和第5类。

参照碳黑含量可以看出，碳黑的分散不均匀会造成土工膜局部由于聚集过多的碳黑导致脆化，而部分区域内含有的碳黑不足，造成这些区域更容易老化。因此碳黑的均匀分布对HDPE土工膜来说非常重要。

3）OIT氧化诱导时间

氧化诱导时间是用来测试HDPE土工膜的抗氧化能力，其测试是通过加速试验，模拟土工膜在氧化环境下持续的时间。表11是不同厚度HDPE土工膜的氧化

诱导时间指标。

HDPE土工膜在施工和使用过程中，长期暴露在氧气环境下，氧气可以让任何

事物产生老化，土工膜也不例外。通过测试氧化诱导时间，可以了解土工膜中

抗氧化剂的含量水平，从而可以判断出土工膜的长久性能。氧化诱导时间是考

量HDPE土工膜长久性能的一个非常重要的技术指标。

4）85℃烘箱老化

温度是影响土工膜长久性能的又一因素，85℃烘箱老化是用来测试土工膜在高

温情况下长久性能的加速试验。表3是不同厚度HDPE 土工膜的85℃烘箱老

化指标。

将HDPE土工膜的样品在85℃烘箱中烘烤90天以后，再测试其氧化诱导时间的剩余百分比。在很多应用中，土工膜所处的环境都是高温的，所以要保证土工膜的长久性能，必须要达到85℃烘箱老化的技术要求

5）抗紫外线强度

在土工膜中加入碳黑是为了增降土工膜的抗紫外线能力，同时也要通过专门的测试方法来测试HDPE土工膜的抗紫外线强度。表13 是不同厚度HDPE土工膜的抗紫外线强度。

整个测试需要耗时1600小时，在75 ℃温度下测试20小时，然后在60 ℃下缩合作用4个小时，不停循环，直至试验结束。该试验模土工膜在白天和黑夜经受紫外线照射的情况进行测试，以判断土工膜在实际应用中，经受紫外线的照

射情况下的寿命。抗紫外线强度的测试，是根据氧化诱导时间的基础上来进行的。抗紫外线强度是用高压氧化诱导时间保留的百分比表示，而不管其初始值的大小。根据国际土工合成材料协会的测试，由于标准氧化诱导时间的高温导致不切实际的结果，所以对于标准氧化诱导时间情况下的抗紫外线性能不作测试。

6）耐环境应力开裂

HDPE土工膜在实际施工和使用过程中，被由于坚硬物体或外力的作用下，在土工膜表面产生刮痕或切口。在这种情况下，会对土工膜的长久性能产生一定的影响，从而对整个防渗工程的稳定性也产生不利的印象。耐环境应力开裂的测试就是模拟这种情况下，HDPE土工膜的持久性能。表14是不同厚度HDPE土工膜的耐环境应力开裂技术指标。

耐环境应力开裂的测试是在HDPE土工膜取样，然后在厚度上做20%的切口，放入特殊的溶液中浸泡。同时在样品的一段施加重力，模拟土工膜在实际环境

中受力的情形，来计算样品断裂前持续的时间。

耐环境应力开裂的测试是模拟土工膜在渗滤液浸泡的环境下，受到应力，产生

磨损下的持久性能。作为一个对现实使用情况真实模拟得出的指标，耐环境应

力开裂是土工膜实际应用中，非常重要的一个指标。通过很多国内外的HDPE

高密度聚乙烯土工膜的损坏案例，不难发现，很大一部分都是由于耐环境应力

开裂指标不合格所造成的。

图2所示的一些图片都是在实际工程中，土工膜产生耐环境应力开裂的情况。

从这些图中可以看出，土工膜刚施工完，但是由于土工膜产品本身的品质不好，所以在没有人为破坏的情况下，产生了耐环境应力开裂。这对于整个防渗工程

是毁灭性的后果，会造成整个防渗工程的失败。所以在选择HDPE土工膜的时

候，耐环境应力开裂是一个非常重要的技术指标。