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土工合成材料抗酸堿液性能試驗(yàn)方法

一、前言：

土工合成材料在各類土木工程中應(yīng)用廣泛，發(fā)揮著防護(hù)、加強(qiáng)、隔離、過(guò)濾、排水等重要作用。在實(shí)際使用過(guò)程中，這些材料不可避免地會(huì)與土壤中的酸、堿或溶解氧的水溶液接觸。土工合成材料抵抗這些化學(xué)物質(zhì)的能力，一方面取決于聚合物的組成、加工工藝、紡織品的結(jié)構(gòu)以及存在的損傷；另一方面依賴于液體成分和環(huán)境條件，如溫度、壓力及存在的其他機(jī)械應(yīng)力。

由于試驗(yàn)時(shí)間遠(yuǎn)短于土工合成材料產(chǎn)品的實(shí)際使用時(shí)間，為篩選出抗酸和堿的土工合成材料，需進(jìn)行加速試驗(yàn)。本儀器用于土工合成材料抗酸堿液性能試驗(yàn)方法，溫度控制采用數(shù)字顯示，數(shù)字控制式PID自動(dòng)調(diào)節(jié)儀表，從室溫至80℃范圍內(nèi)可任意設(shè)定工作溫度，自動(dòng)恒溫，本箱其結(jié)構(gòu)內(nèi)膽304不銹鋼材質(zhì)，具有控溫靈敏，溫度均勻，性能穩(wěn)定。本機(jī)具有攪拌功能，容器內(nèi)的溶液在加熱的同時(shí)能不斷被攪拌，使容器內(nèi)部的溶液能充分混勻，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確。符合JTG/E50-2006，SL235

二、試液準(zhǔn)備：

無(wú)機(jī)酸：使用濃度為 0.025mol/L 的硫酸溶液。應(yīng)采用化學(xué)純的硫酸試劑，試驗(yàn)用水為 3 級(jí)水。

無(wú)機(jī)堿：采用氫氧化鈣（Ca (OH)?）飽和懸浮液，例如可用約 2.5g/L 的 Ca (OH)?配置。同樣使用化學(xué)純?cè)噭?，試?yàn)用水為 3 級(jí)水。

注：在浸漬試驗(yàn)期間，應(yīng)保持媒介的組成不變。若有效元素濃度降低，或者相態(tài)體系發(fā)生變化，需按常規(guī)方法調(diào)節(jié)濃度或更換液體。

三、試樣制備：

單位面積質(zhì)量的測(cè)定：每組需準(zhǔn)備 5 塊試樣，每塊試樣的尺寸至少為 100mm×100mm。

尺寸變化和拉伸性能的測(cè)定：縱橫向應(yīng)分別測(cè)定，試樣的尺寸至少 300mm×50mm。對(duì)于土工格柵試樣，在寬度上應(yīng)保持完整的抗拉單元，在長(zhǎng)度方向應(yīng)至少有三個(gè)連接點(diǎn)，且試樣的中間有一個(gè)連接點(diǎn)。

從樣品上剪取三組試樣，一組用作耐酸液的浸漬樣；一組用作耐堿液的浸漬樣；一組用作對(duì)照樣。

特殊情況處理

如果產(chǎn)品上有涂層，并且該涂層在使用過(guò)程中能夠被溶液滲透，那么應(yīng)分別對(duì)涂層試樣和去掉涂層后試樣進(jìn)行試驗(yàn)。若未按此要求試驗(yàn)，需在試驗(yàn)報(bào)告中注明：試樣的涂層破損后有可能改變其抗化學(xué)性。

復(fù)合產(chǎn)品應(yīng)分別評(píng)定各層的耐酸、堿液性能。但需注意，復(fù)合材料的性能可能由于分成單層而受到影響。四、試驗(yàn)步驟：

（一）浸漬前的測(cè)定

調(diào)濕和狀態(tài)調(diào)節(jié)：試樣進(jìn)行調(diào)濕和狀態(tài)調(diào)節(jié)。

質(zhì)量的測(cè)定：測(cè)定 5 塊試樣的單位面積質(zhì)量，并計(jì)算其平均值

尺寸的測(cè)定：分別在 5 塊試樣的中部沿長(zhǎng)度方向畫(huà)一條中心線，在垂直于長(zhǎng)度方向上作兩條標(biāo)記線，標(biāo)記線間的距離至少 250mm。沿中心線測(cè)量?jī)蓚€(gè)標(biāo)記線之間的距離，并計(jì)算其平均值

（二）浸漬試驗(yàn)

試驗(yàn)液體用量和溫度：試驗(yàn)用液體的量應(yīng)是試樣重量的 30 倍以上，并能使試樣浸沒(méi)。酸堿兩種液體的溫度均控制為 60℃±1℃。

試樣放置：將耐酸液的浸漬樣和耐堿液的浸漬樣，在不受任何機(jī)械應(yīng)力的情況下，分別放在盛硫酸溶液和氫氧化鈣溶液的容器中。試樣之間、試樣與容器壁之間以及試樣與液體表面之間的距離至少為 10mm。不同材料的試樣不應(yīng)在同一個(gè)容器內(nèi)試驗(yàn)。

浸漬時(shí)間：試樣分別在兩種液體中浸漬 3d。

溶液攪拌和 pH 值監(jiān)測(cè)：氫氧化鈣溶液應(yīng)連續(xù)攪拌，硫酸溶液每天至少攪拌一次。測(cè)定并記錄液體的初始 pH 值。如液體連續(xù)使用，至少每 7d 要添加或者更換一次，以保持初始時(shí)的 pH 值。液體和試樣應(yīng)避光放置。試樣清洗：浸漬樣從酸、堿溶液中取出后，先在水中清洗，然后在 0.01mol/L 的*溶液中清洗，最后再在水中清洗，要保證清洗充分。對(duì)于滌綸土工織物，從氫氧化鈣浸漬液中取出后，需去除附著的對(duì)苯二酸鈣晶體，可采用以下方法：在一個(gè)不斷攪拌的裝置中，在 10%（按重量）的氮川三乙酸鈉中清洗 5min，然后在 3%（按重量）的乙酸溶液中清洗，最后用水清洗。

對(duì)照樣處理：將對(duì)照樣在溫度為 60℃±1℃的清水中浸漬 1h，試驗(yàn)用水為三級(jí)水。

試樣干燥：浸漬樣和對(duì)照樣試樣應(yīng)在室溫下干燥或在 60℃溫度下干燥，在干燥過(guò)程中不要對(duì)試樣施加過(guò)大的應(yīng)力。

（三）浸漬后的測(cè)定

表觀檢查：用肉眼檢查酸、堿浸漬樣與對(duì)照樣的差異，例如變色等，并記錄下來(lái)。

質(zhì)量的測(cè)定：分別測(cè)定浸漬樣和對(duì)照樣的單位面積質(zhì)量，并計(jì)算各自的平均值 Ge 和 Gc。

尺寸的測(cè)定：將浸漬樣和水浸漬后的對(duì)照樣，調(diào)濕后，沿中心線測(cè)量?jī)蓚€(gè)平行線之間的距離，并計(jì)算其平均值 de 和 dc。

拉伸性能：分別進(jìn)行浸漬樣和對(duì)照樣的拉伸性能試驗(yàn)，拉伸速率為 100mm/min。分別計(jì)算縱、橫向斷裂強(qiáng)力的平均值，浸漬樣記為 Fe，對(duì)照樣記為 Fc；計(jì)算斷裂伸長(zhǎng)的平均值，浸漬樣記為 εe，對(duì)照樣記為 εc。顯微鏡觀察：用放大 250 倍的顯微鏡觀察浸漬樣和對(duì)照樣之間的差異，并給出定性的結(jié)論。該步驟用于評(píng)定有損傷試樣的紗線破壞程度。

單位面積質(zhì)量變化測(cè)定

尺寸變化測(cè)定

拉伸性能測(cè)定