改进土工膜的研究意义

土工膜具有非常好的防渗作用，因为这所以它的应用范围非常广，像垃圾填埋场就会用到它，但是在使用的过程中总是会有各种各样的问题出现，这就导致了我们必须不断的对它进行研究，不断的改进它，才能够让它一直使用着，一直能够发挥最好的作用，今天小编聊一聊改进研究它的意义。下面一起来看一下吧。

城镇固废，是人们生活和基础建设过程中产生的一种固体废物。为了防止衍生气体和渗滤液的泄漏，垃圾填埋场通常在固废的下部采用两层防渗衬垫系统也就是土工膜+粘土进行防渗处理，以防渗滤液污染土地；在固废的上部依次铺设膜、沙土和植被，以防止固废产生的渗滤液和衍生气体的泄漏。它的性能在垃圾填埋场中尤为重要，其破坏和失效将直接导致高度有害物质甚至低辐射物质的泄漏。国家为此颁布了各种规范，以指导填埋场的设计、施工、运行和检验，国家建设部也颁布了各种规范。但是，在工程实践中，尽管采用了多种严格的施工工艺和质量控制措施，膜的渗透破坏和接缝破坏却时有发生，且屡禁不止。对一座8米高封闭水库进行了调查，发现水库底部的单层衬垫膜被刺穿，导致水库泄洪。

对25年来运行的垃圾填埋场土工膜的完整性进行了调查，发现其结构存在严重缺陷，可能造成严重破坏。在盐湖城附近的一处垃圾填埋场，由于膜的穿透破坏，造成了无法修复的低辐射物质泄漏。对一座建成14年的水槽进行了详细的底衬膜检查，发现有2074个孔。由于具有完善的检测体系和预警机制，欧美国家长期积累的垃圾填埋场膜穿透破坏和接缝破坏的案例较多。土壤薄膜的破坏始终是科学研究和工程实践中的一个核心痛点。近些年来，科学家们基本一致认为，仅仅发展越来越严格的设计和施工规范，甚至发展更先进的检测手段，还不够，还需要在材料创新方面有所突破。

土工膜的可靠性尤为重要。广大的科研工作者也在致力于提高土工膜的可靠度，尤其是减少它的接缝破坏。产生接缝破坏的原因是两块常规膜在缝合时，接缝处会产生应力集中，将造成接缝处的抗拉强度和伸长率下降，最终导致可靠性降低。光固化反应提供了一个完全不同的生成和铺设膜的方法，避免了接缝这一过程。此外，生成的膜具有优良的力学性能，可以适应各种地表条件。更重要的是，光固化反应以光能为基础，其能耗是生成现有常规土工膜能耗的1/5~1/10。

研究意义：

1、无接缝问题:由于加工尺寸的限制，现有的土工膜要在施工现场通过裁剪、铺设和焊接，来覆盖大面积的区域。尽管各种先进的接缝以及检测技术均被用于确保接缝的质量和耐久性，接缝破坏仍然频繁发生，占到了膜各种破坏模式总和的20%。如果使用合理，利用喷射的方法，可以形成大面积的连续膜，免除了接缝的繁琐和破坏的风险。

2、安全、无环境污染:实际上早在上世纪80年代，研究者就尝试用现场固化的方法来形成聚合物防渗层，例如，低粘度树脂，氨基甲酸乙脂，酚醛，聚酯纤维等。在这些运用中，常通过催化剂激发聚合或者交联反应，生成聚合物防渗层。但是，激发聚合反应的催化剂对人体有害甚至致癌。在欧洲、美国和日本接连发生了多次上述化学反应的残迹物泄露到环境中，污染水源和土体的事故，各国(包括中国)纷纷明令禁止或者限制这些方法继续在大面积的工程中继续运用。相反的，光固化反应的原材料以及反应的产物经过证明都是安全的，对人畜环境不造成任何不良后果。正因为如此，光固化反应逐渐被用于医学和制药中，例如，光固化反应被用于牙齿矫正、整形和修补。

3、施工便捷，容易控制:现有的土工膜宽度在4-6米之间，在工地上展开，通过铺设、裁减和焊接，连成大面积的膜，十分繁琐。光固化膜通过喷射的方法，可以短时间内覆盖大面积土垫层，避免了铺设等工序。且光聚合反应的速度，可以通过调节光的强度进行精确控制，通常可以在十分钟以内完成。更重要的是，喷射可以突破地形和地势的限制，在施工人员不易涉足和攀爬的地方喷射膜覆盖层。此外，光固化是非常容易控制的化学反应。一种光引发剂只能吸收特定波长的光。因此施工可以在任何时间段进行，不会被白天太阳所散发的紫外线影响。

4、低能耗:现有的土工膜是通过热固化(通过提供热量，激发和维持聚合反应)和热加工来形成的。聚合反应以及随后的加工和冷却都要消耗大量的能量。而光固化反应利用光能，消耗的能量是热固化的1/5~1/10，是可持续性发展中更理想的选择。

5、材料长期的稳定性:光固化反应可以生成高交联的聚合物，其分子链之间通过共价键连接，分子链间的作用力非常强烈，不宜产生蠕变。

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