土工膜是一种由高聚合物制成的透水性极小的土工合成材料。根据原材料不同,可分为聚合物和沥青两大类。为满足不同强度和变形需要,又有不加筋和加筋的区别。聚合物膜在工厂制造,沥青膜则大多在现场制造。
国内外制造土工膜的基本材料大致可分为如下几种:
(1)热塑性材料:如聚氯乙烯(PVC)、耐油聚氯乙烯(PVC-OR)等;
(2)结晶热塑性材料:如低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)等;
(3)弹性材料:如二烯一异丁烯橡胶(IIR)、氯丁橡胶(CR)、环氧丙烷橡胶(CV)等;
(4)热塑性弹性材料:如氯化聚乙烯(CPE)、氯磺聚乙烯(CSPE)、氯化聚乙烯熔合物(CPE-A)等;
(5)沥青和树脂:如沥青、煤焦油沥青、改性沥青、环氧树脂和丙烯树脂等。
1、HDPE土工膜是一种柔性防水材料,具有很高的防渗系数(1×10-17 cm/s);
2、HDPE土工膜具有良好的耐热性和耐寒性,其使用环境温度为高温110℃、低温-70℃;
3、HDPE土工膜具有很好的化学稳定性能,能抗强酸、碱、油的腐蚀是好的防腐材料;
4、HDPE土工膜具有很高的抗张力强度,使它具有很高的抗拉强度能满足高标准工程项目需要;
5、HDPE土工膜具有很强的耐候性,有很强的抗老化性能,能长时间使用而保持原来的性能;
6、HDPE土工膜的整体性能,HDPE土工膜有很强的抗拉强度与断裂伸长率,使HDPE土工膜能够在各种不同的恶劣地质与气候条件下使用。适应地质不均匀沉降应变力强 ;
7、HDPE土工膜采用优质原生塑料与碳黑粒子不含任何防腐剂,HDPE已被我国用来取代PVC作为食品包装袋和保鲜膜原料。
国内外土工膜所用的原材料主要是聚乙烯(PE)和聚氯乙烯(PVC)两种。工程选料时,主要根据以下几个方面来选定合适的土工膜:
①力学特性,上述两种材料制成的土工膜的拉伸强度相差不大。由于土工膜只用于防渗而不作为加筋材料使用,故其拉伸强度不是选材的重要指标。但从另一方面来说,PVC膜因添加有塑化剂,使得其拉伸率比PE膜的大一些,柔性较好,与砂粒接触时可使砂粒嵌入得更深一些而不破裂,从而增加二者之间的摩擦系数。因此,PVC膜与砂之间的摩擦系数明显大于PE膜与砂之间的摩擦系数,摩擦角平均至少大5o ~6o 。这是一个关键性的指标,会影响到膜与土体接触面以及膜与其上保护层之间的抗滑稳定性。增大PE膜摩擦性能的方法有三种:一是采用复合土工膜,因复合土工膜外层的土工织物与土料的摩擦系数较大,接近于PVC膜与土料的摩擦系数。二是对PE膜采用加糙措施,例如在土工膜的光滑表面上压纹或喷涂加糙材料。三是改变水工建筑物的结构,如调整坝坡,加防滑槽或防滑槛等。另外,当PE膜的厚度从0.12mm增加到0.24mm时,其与粗砂的摩擦系数可以增加30%。
②可连接性。土工膜无论出厂时幅有多宽,在实际使用时仍需将其幅与幅之间连接起来,以成为一个整体的防渗膜体。一般PE膜只能用加热熔合的方式连接,而PVC膜除此之外,还可以采用特殊的粘合剂进行粘接。薄型土工膜由于不能用热焊方法连接而必须用粘接法连接,因此只能选用PVC膜。
③经济性。目前两种材料的价格大体相当,一般均在1万元/T左右,而PE膜的比重小于PVC膜的比重,所以同样厚度的情况下每单位面积的价格PE膜要少一些。另外PVC膜出厂时的幅宽一般为1.5~2.0m,PE膜幅宽可达4~4.5m,相应地PE膜的接缝数量就比PVC膜的要少,因而搭接的用量就少一些,现场接缝的工作量也少一些。