聚乙烯是通过乙烯( CH2=CH2 )的加成聚合而成的。高密度聚乙烯是在中等压力(15-30大气压)有机化合物催化条件下进行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。这种条件下聚合的聚乙烯分子是线性的,且分子链很长,分子量高达几十万。在发酵过程中酒曲进行的无氧呼吸和厌氧呼吸产酒精过程会释放出大量的热量,对HDPE防渗膜的耐热性能要求尤为重要,由于PVC材料在长时间处于高于常温状态会缓慢释放出HCL气体,使聚氯乙烯变色,化学和物理性能发生根本性变化。而聚四氟乙烯材料本身虽无毒性,但是在生产使用的原料之一全氟辛酸铵(PFOA)是致癌性物质。而且聚四氟乙烯主要用于机密模具的制作和防止强氧化性、强腐蚀性、强溶解性物质的密封配件上,虽有防渗抗腐功效,但不可用于食品生产上,且酒窖发酵的产物没有强腐蚀性,所以此材料不适合用于酒窖防渗工程上。而酒窖中的发酵成分都是小分子量的有机物,既不属于有机溶剂,也不属于强氧化剂,只是比较常见的有机酸、醇、酮、醛类物质,HDPE防渗膜发生氧化反应或者有机溶解等物理变化。铺设时需注意以下几点:1、土工合成材料运至工地后应分批整齐堆放在料棚(库)内,避免阳光照射,并保持通风、干燥和远离高温源。铺好后应及时按设计要求覆盖,不得长时间受阳光直接曝晒。2、铺设土工膜的下承层表面应平整、压实,并清除表面坚硬突出物。3、土工合成材料铺设时必须拉紧展平,与路基面紧贴不得有褶皱扭曲。4、土工合成材料不得直接铺设在碎石等坚硬的下承层上,应在土工合成材料和碎石之铺设5cm厚的中、粗砂保护层。5、土工合成材料铺好后应按设计要求铺回折段,并及时用砂覆盖。6、严禁碾压及运输等设备直接在土工合成材料上碾压或行走作业。7、机械摊铺时,严禁机械在砂垫层上转弯与急刹车。
聚乙烯土工膜与传统的防渗漏材料相比,具有防渗性能好、强度高、伸长率大、低温柔性好、幅面宽、质量轻、成本低、焊接性能好、施工方便,综合性能优良等特点,受到工程界的普遍认可和重视。聚乙烯土工膜根据所用原料不同,可分为低密度聚乙烯(PE-LD)土工膜、乙烯-醋酸乙烯酯(简称EVA)土工膜和高中密度聚乙烯(PE-HD、PE-MD)土工膜。由于目前用于生产聚乙烯土工膜的原料牌号较多,树脂本身性能及其产品质量稳定性方面存在一定的差异,加上土工膜产品的加工水平、保存条件、使用场所、施工技术水平等方面的不同,致使其使用效果存在较大差异。针对个别工程出现土工膜提前老化、应力开裂等问题,导致工程返工,2003年我们对国内外常用树脂和牌号随机取样,进行了耐候性对比和筛选。现将试验结果整理出来,供实际应用时参考。
(1)加入光屏蔽剂炭黑的土工膜耐候性优于加入光稳定剂的本色土工膜,更优于空白树脂所生产的土工膜。
(2)炭黑母料4耐候效果最好。
(3)基础树脂以中高密度聚乙烯TR400-1较好,可作为首选的环保型土工膜基础树脂;低密度聚乙烯LD165和线形低密度聚乙烯9085也是较好牌号,可在水利工程中应用。根据本次试验和以往经验,隧道用应选EVA树脂,VA含量≥5 %。
由于试验的树脂和母料牌号有限,并不排除试验外其它牌号的实用性。但遵守上述的选料原则,可以做出质量更佳的产品。
(4)空白树脂缺陷:有的空白树脂牌号在大气中自然曝晒40多天就完全脆裂了,对于选用本色土工膜又不能随铺设及时覆盖的工程是相当危险的。建议今后土工膜全部采用黑色产品。如果一定要选用本色土工膜,且工程进度又受条件制约,那么建议在土工膜中加入少量防老剂、抗氧剂进行处理。
(5)热胀冷缩现象必须高度关注:施工时不考虑热胀冷缩问题,铺设焊接的土工膜就有可能因内应力开裂,这是有沉痛教训的事实。故建议施工时不可强行绷拉,避开中午气温高时铺膜、焊接。不同材料的收缩率不同,而且因生产时的吹胀比不同,收缩率也有差异。一般应请有施工经验的队伍根据气候条件留出收缩余量。
(6)产品标准问题:目前国内存在政出多门现象。生产企业、建筑行业、水利行业、环保行业各执一词,比较混乱。建议均与国际土工合成材料研究学会(GRI)标准接轨。GRI标准中未包括的复合土工膜可按国家标准执行。