土工布抗酸碱液性能试验箱测试土工合成材料抗酸碱液性能试验方法

土工布抗酸碱液性能试验箱测试土工合成材料抗酸碱液性能试验方法

一、前言：

土工合成材料在各类土木工程中应用广泛，发挥着防护、加强、隔离、过滤、排水等重要作用。在实际使用过程中，这些材料不可避免地会与土壤中的酸、碱或溶解氧的水溶液接触。土工合成材料抵抗这些化学物质的能力，一方面取决于聚合物的组成、加工工艺、纺织品的结构以及存在的损伤；另一方面依赖于液体成分和环境条件，如温度、压力及存在的其他机械应力。由于试验时间远短于土工合成材料产品的实际使用时间，为筛选出抗酸和碱的土工合成材料，需进行加速试验。

将土工合成材料试样完全浸渍于酸、碱试液中，在规定的温度下持续放置一定时间。分别测定浸渍前和浸渍后试样的拉伸性能、尺寸变化率以及单位面积质量，通过比较浸渍样和对照样的试验结果，来评估土工合成材料的抗酸碱液性能。

二、试验仪器与试剂：

土工布抗酸碱液性能试验箱

温度控制采用数字显示，数字控制式 PID 自动调节仪表，可在室温至 80℃范围内任意设定工作温度并自动恒温。结构内胆为 304 不锈钢材质，具有控温灵敏、温度均匀、性能稳定的特点。本机具有搅拌功能，能使容器内的溶液在加热时不断被搅拌，确保容器内部溶液充分混匀，使实验结果更加准确。

试剂

无机酸：采用化学纯的硫酸试剂，配制成 0.025mol/L 的硫酸溶液，试验用水为 3 级水。

无机碱：采用氢氧化钙（Ca (OH)₂）饱和悬浮液，例如可用约 2.5g/L 的 Ca (OH)₂配置。同样使用化学纯试剂，试验用水为 3 级水。若有效元素浓度降低，或者相态体系发生变化，需按常规方法调节浓度或更换液体。

三、试验步骤：

取样与试样准备

按相关标准规定的方法抽取样品。从样品上剪取三组试样，一组用作耐酸液的浸渍样；一组用作耐碱液的浸渍样；一组用作对照样。

单位面积质量的测定：每组需准备 5 块试样，每块试样的尺寸至少为 100mm×100mm。

尺寸变化和拉伸性能的测定：纵横向应分别测定，试样的尺寸至少 300mm×50mm。对于土工格栅试样，在宽度上应保持完整的抗拉单元，在长度方向应至少有三个连接点，且试样的中间有一个连接点。

若产品上有涂层，且该涂层在使用过程中能够被溶液渗透，那么应分别对涂层试样和去掉涂层后试样进行试验。若未按此要求试验，需在试验报告中注明：试样的涂层破损后有可能改变其抗化学性。

复合产品应分别评定各层的耐酸、碱液性能。但需注意，复合材料的性能可能由于分成单层而受到影响。

浸渍前的测定

调湿和状态调节：试样进行调湿和状态调节，按相关标准规定进行。

质量的测定：测定 5 块试样的单位面积质量。

尺寸的测定：分别在 5 块试样的中部沿长度方向画一条中心线，在垂直于长度方向上作两条标记线，标记线间的距离至少 250mm。

浸渍试验

试验液体用量和温度：试验用液体的量应是试样重量的 30 倍以上，并能使试样完全浸没。酸碱两种液体的温度均控制为 60℃±1℃。

试样放置：将耐酸液的浸渍样和耐碱液的浸渍样，在不受任何机械应力的情况下，分别放在盛硫酸溶液和氢氧化钙溶液的容器中。试样之间、试样与容器壁之间以及试样与液体表面之间的距离至少为 10mm。

溶液搅拌和 pH 值监测：氢氧化钙溶液应连续搅拌，硫酸溶液每天至少搅拌一次。测定并记录液体的初始 pH 值。如液体连续使用，至少每 7d 要添加或者更换一次，以保持初始时的 pH 值。

对照样处理：将对照样在温度为 60℃±1℃的清水中浸渍 1h，试验用水为三级水。

试样干燥：浸渍样和对照样试样应在室温下干燥或在 60℃温度下干燥，在干燥过程中不要对试样施加过大的应力。

浸渍后的测定

表观检查：用肉眼检查酸、碱浸渍样与对照样的差异。

质量的测定：分别测定浸渍样和对照样的单位面积质量。

尺寸的测定：将浸渍样和水浸渍后的对照样，调湿后，沿中心线测量两个平行线之间的距离。

拉伸性能：分别进行浸渍样和对照样的拉伸性能试验，拉伸速率为 100mm/min。

显微镜观察：用放大 250 倍的显微镜观察浸渍样和对照样之间的差异，并给出定性的结论。该步骤用于评定有损伤试样的纱线破坏程度。

从上述数据示例可看出，耐酸液浸渍样的单位面积质量、尺寸、断裂强力和断裂伸长均小于对照样，表明酸性溶液对该土工合成材料有一定侵蚀作用；耐碱液浸渍样虽各项指标也低于对照样，但相对耐酸液浸渍样变化较小，初步说明该材料耐碱性可能优于耐酸性。