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公司新聞
西安土工布老化現(xiàn)象原因及老化試驗(yàn)方法
發(fā)布時(shí)間:2018-07-25 14:15:05 閱讀:
西安土工布根據(jù)加工方法不同可以劃分為機(jī)織土工布、針織土工布和非織造土工布。機(jī)織土工布目前使用較多的是長(zhǎng)絲機(jī)織布和扁絲機(jī)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(qiáng)材料,通過(guò)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(zhǎng)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。
不論針織土工布、機(jī)織土工布或非織造土工布,在加工、儲(chǔ)存和使用過(guò)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(jià)值的現(xiàn)象,稱為老化。這是土工布常見(jiàn)的問(wèn)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(qiáng)度下降和宏觀結(jié)構(gòu)破壞等,是一種不可逆變化。
1、老化現(xiàn)象原因
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(duì)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。
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:?jiǎn)误w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(yáng)光、氧氣、熱、水分、pH值、應(yīng)力、工業(yè)氣體、海水、鹽霧、霉菌、細(xì)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(yáng)光、水、氧氣、熱是最主要的影響因素,本文主要集中對(duì)這幾個(gè)因素進(jìn)行討論。
2、老化試驗(yàn)
老化試驗(yàn)是研究土工布在一定環(huán)境下的老化規(guī)律和評(píng)價(jià)土工布老化性能的手段。通過(guò)老化試驗(yàn),測(cè)試土工布的強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、彈性模量和微孔結(jié)構(gòu)等隨時(shí)間的老化情況。老化試驗(yàn)主要有人工加速老化試驗(yàn)、自然環(huán)境老化試驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用老化試驗(yàn)三種。
1)、人工加速老化試驗(yàn)
將試樣放置在一個(gè)老化箱內(nèi),根據(jù)樣品實(shí)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(qiáng)度、雨淋、冷凝等。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的加速老化以后,將老化樣和原樣進(jìn)行對(duì)比,由此估計(jì)樣品的耐老化性能。采用儀器加速老化的特點(diǎn)是加速老化條件穩(wěn)定、可比性強(qiáng)、試驗(yàn)周期短、重現(xiàn)性較好。
人工加速老化試驗(yàn)主要包括:人工加速紫外老化試驗(yàn)、人工加速熱老化試驗(yàn)、人工加速氧老化試驗(yàn)、人工加速濕熱老化試驗(yàn)等。
2)、自然環(huán)境老化試驗(yàn)
將試樣暴露在自然環(huán)境中,檢測(cè)土工布性能隨時(shí)間的老化情況。自然環(huán)境老化試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是采用真實(shí)的自然環(huán)境進(jìn)行試驗(yàn),結(jié)果真實(shí)可靠。缺點(diǎn)是費(fèi)時(shí)費(fèi)力,一般至少一年,多則幾年,無(wú)法對(duì)新材料、新產(chǎn)品的老化性能進(jìn)行快速評(píng)價(jià)。
自然環(huán)境老化試驗(yàn)主要包括:大氣老化試驗(yàn)、地下埋藏試驗(yàn)、海水浸漬試驗(yàn)和水下埋藏試驗(yàn)等。目前進(jìn)行較多的是大氣老化試驗(yàn)和地下埋藏試驗(yàn)。
3)、實(shí)際應(yīng)用老化試驗(yàn)
該試驗(yàn)在實(shí)際工程應(yīng)用中進(jìn)行,在工程現(xiàn)場(chǎng)定期取樣,測(cè)試強(qiáng)度損失率及有關(guān)指標(biāo),了解實(shí)際應(yīng)用中材料的老化程度。實(shí)際應(yīng)用老化試驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)是在具體的施工環(huán)境中取樣試驗(yàn),數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。缺點(diǎn)是時(shí)間周期長(zhǎng),普遍適用性較差。
在理論研究方面,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(gè)比較活躍的領(lǐng)域。人們提出老化模型灰色預(yù)測(cè),通過(guò)相關(guān)性研究用人工加速老化試驗(yàn)結(jié)果去預(yù)測(cè)自然老化時(shí)間。老化模型灰色預(yù)測(cè)是基于灰色系統(tǒng)理論的一種預(yù)測(cè)方法,根據(jù)已知數(shù)據(jù)建立一個(gè)由過(guò)去引申到將來(lái)的灰色模型,從而確定系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展變化趨勢(shì)。
不論針織土工布、機(jī)織土工布或非織造土工布,在加工、儲(chǔ)存和使用過(guò)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(jià)值的現(xiàn)象,稱為老化。這是土工布常見(jiàn)的問(wèn)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(qiáng)度下降和宏觀結(jié)構(gòu)破壞等,是一種不可逆變化。
1、老化現(xiàn)象原因
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(duì)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。
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:?jiǎn)误w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(yáng)光、氧氣、熱、水分、pH值、應(yīng)力、工業(yè)氣體、海水、鹽霧、霉菌、細(xì)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(yáng)光、水、氧氣、熱是最主要的影響因素,本文主要集中對(duì)這幾個(gè)因素進(jìn)行討論。
2、老化試驗(yàn)
老化試驗(yàn)是研究土工布在一定環(huán)境下的老化規(guī)律和評(píng)價(jià)土工布老化性能的手段。通過(guò)老化試驗(yàn),測(cè)試土工布的強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、彈性模量和微孔結(jié)構(gòu)等隨時(shí)間的老化情況。老化試驗(yàn)主要有人工加速老化試驗(yàn)、自然環(huán)境老化試驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用老化試驗(yàn)三種。
1)、人工加速老化試驗(yàn)
將試樣放置在一個(gè)老化箱內(nèi),根據(jù)樣品實(shí)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(qiáng)度、雨淋、冷凝等。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的加速老化以后,將老化樣和原樣進(jìn)行對(duì)比,由此估計(jì)樣品的耐老化性能。采用儀器加速老化的特點(diǎn)是加速老化條件穩(wěn)定、可比性強(qiáng)、試驗(yàn)周期短、重現(xiàn)性較好。
人工加速老化試驗(yàn)主要包括:人工加速紫外老化試驗(yàn)、人工加速熱老化試驗(yàn)、人工加速氧老化試驗(yàn)、人工加速濕熱老化試驗(yàn)等。
2)、自然環(huán)境老化試驗(yàn)
將試樣暴露在自然環(huán)境中,檢測(cè)土工布性能隨時(shí)間的老化情況。自然環(huán)境老化試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是采用真實(shí)的自然環(huán)境進(jìn)行試驗(yàn),結(jié)果真實(shí)可靠。缺點(diǎn)是費(fèi)時(shí)費(fèi)力,一般至少一年,多則幾年,無(wú)法對(duì)新材料、新產(chǎn)品的老化性能進(jìn)行快速評(píng)價(jià)。
自然環(huán)境老化試驗(yàn)主要包括:大氣老化試驗(yàn)、地下埋藏試驗(yàn)、海水浸漬試驗(yàn)和水下埋藏試驗(yàn)等。目前進(jìn)行較多的是大氣老化試驗(yàn)和地下埋藏試驗(yàn)。
3)、實(shí)際應(yīng)用老化試驗(yàn)
該試驗(yàn)在實(shí)際工程應(yīng)用中進(jìn)行,在工程現(xiàn)場(chǎng)定期取樣,測(cè)試強(qiáng)度損失率及有關(guān)指標(biāo),了解實(shí)際應(yīng)用中材料的老化程度。實(shí)際應(yīng)用老化試驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)是在具體的施工環(huán)境中取樣試驗(yàn),數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。缺點(diǎn)是時(shí)間周期長(zhǎng),普遍適用性較差。
在理論研究方面,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(gè)比較活躍的領(lǐng)域。人們提出老化模型灰色預(yù)測(cè),通過(guò)相關(guān)性研究用人工加速老化試驗(yàn)結(jié)果去預(yù)測(cè)自然老化時(shí)間。老化模型灰色預(yù)測(cè)是基于灰色系統(tǒng)理論的一種預(yù)測(cè)方法,根據(jù)已知數(shù)據(jù)建立一個(gè)由過(guò)去引申到將來(lái)的灰色模型,從而確定系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展變化趨勢(shì)。
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