自然環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。
3)實際應用老化試驗
該試驗在實際工程應用中進行,在工程現場定期取樣,測試強度損失率及有關指標,了解實際應用中材料的老化程度。實際應用老化試驗優點是在具體的施工環境中取樣試驗,數據真實可靠。缺點是時間周期長,普遍適用性較差。
在理論研究方面,人工加速老化和自然環境老化之間的相關性研究是一個比較活躍的領域。人們提出老化模型灰色預測,通過相關性研究用人工加速老化試驗結果去預測自然老化時間。老化模型灰色預測是基于灰色系統理論的一種預測方法,根據已知數據建立一個由過去引伸到將來的灰色模型,從而確定系統未來的發展變化趨勢。
3標準測試
不少國家和組織對土工布老化現象進行研究,規定了戶外暴露老化標準,如國際標準化組織的ISO標準、美國的ASTM和AATCC標準、歐洲的EN標準等。就目前我國土工布的研究現狀,進行老化方面的研究較少,國內土工布老化性能試驗方法標準較少,土工布產品標準中也缺少對老化性能標準值的規定,如GB/T17642–2008《土工合成材料非織造布復合土工膜》;GB/T17639–2008《土工合成材料長絲紡粘針刺非織造土工布》;GB/T17638–1998《土工合成材料短纖針刺非織造土工布》等。
目前國內土工布老化標準較少,可適當考慮參考采用塑料和紡織品的老化標準。例如GB/T16422.1–2006、GB/T16422.2–1999、GB/T16422.3–1997、GB/T16422.4–1996《塑料實驗室光源暴露試驗方法》;ISO4892–1:1999、ISO4892–2:2006、ISO4892–3:2006、ISO4892–4:2004《塑料實驗室光源曝曬方法》;ASTMG154–2006《非金屬材料熒光紫外曝露試驗操作標準》。
常見的實驗室老化試驗主要有光照老化、濕熱老化、熱風老化等。目前國內外常用的土工布老化標準如表1所示。
4表征
對于工程應用的土工布而言,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、宏觀結構形態變化情況等。微觀方面主要指在老化過程中,大分子結構降解過程和降解產物等。降解過程檢測可采用差熱分析法、熱分析方法等;降解物質分析可采用氣體色譜/質譜分析法、紅外光譜法和凝膠分析方法等。
5結論
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測材料的使用壽命,這對預測整個工程的穩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,認識和掌握其老化規律,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。
目前土工布缺少統一的國內老化試驗標準和規程,為了加快土工布的發展和應用,應盡快制定或修改采用國外標準,形成我國的國家老化試驗標準。
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