聚合物土工膜一般不會因溫度而分解,只有工業(yè)廢水池中襯護聚合物薄膜會因氧化溫升而起分解作用。許多聚合物對紫外線很敏感,會使聚合物分解(加炭黑后可增強抵抗紫外線分解的能力)。臭氧破壞不飽和主鏈,當聚合物薄膜的拉應(yīng)變達15~25%時,容易受臭氧作用而開裂。在長期應(yīng)力或反復(fù)應(yīng)力作用下,有的聚合物會因蠕變或疲勞而變薄、破裂。聚合物一般能抵抗生物分解,但增塑劑或其他單體成分會在濕空氣中產(chǎn)生生物分解,而變軟或發(fā)脆。
交聯(lián)型聚合物有很好的抵抗化學(xué)分解的能力;結(jié)晶型聚合物成分簡單,含增塑劑和填充料很少,不會因增塑劑容易喪失而很快老化。PVC是熱塑型的,老化快。丁基橡膠薄膜是由異丁烯和小比例的異戊二烯聚合而成的,它主要具有烷族的性質(zhì),允許硫化處理,是緊序高分子,具有很好的抗氧化、化學(xué)、紫外線等侵害的性質(zhì)(但容易被臭氧破壞)。土工膜耐久性指標主要有耐磨、抗紫外線、抗生物、抗大氣環(huán)境等多種指標,但大多沒有可遵循的規(guī)范、規(guī)程,一般根據(jù)工程實際情況,按工程經(jīng)驗來選取。當土工膜鋪設(shè)于渠道邊坡和渠底時,上面應(yīng)覆蓋土厚25~30cm,當土工膜鋪設(shè)于混凝土或瀝青混凝土面板上時,上面應(yīng)設(shè)置10~20cm厚的防護層。
土工薄膜是由高分子聚合物制成的透水性甚小的材料,滲透系數(shù)一般為10-11~10-12 cm/s,這樣低的透水性是一種頗為理想的防滲材料。其在水利防滲工程中可應(yīng)用于以下幾個方面:(1)堤壩的防滲斜墻或垂直防滲心墻。(2)透水地基上堤壩的水平防滲鋪蓋和垂直防滲墻。(3)混凝土壩、圬工壩及碾壓混凝土壩的防滲體。(4)渠道的襯砌防滲。(5)涵閘水平鋪蓋防滲。(6)隧道和堤壩內(nèi)埋管的防滲。(7)施工圍堰的防滲。
土工膜作為一種良好的防滲材料,目前在土石壩中,特別是堤防防滲工程中已被廣泛地采用,在混凝土壩或碾壓式混凝土壩的修補中,作為防滲護面也逐漸增多,其使用量約為土工織物使用量的11%左右。在我國的土壩建設(shè)和堤防加固中,作為垂直防滲墻的墻體材料等,被廣泛地使用。土工膜的厚度很薄,容易遭破壞,為了有效保護和提高其在坡面上的穩(wěn)定性,在土工膜與堤身或堤基接觸處應(yīng)加一定厚度的墊層(過渡層)或反濾層,尤其對于膜與粗粒料直接接觸的情況。
土工膜在水利防滲工程中應(yīng)用情況及優(yōu)缺點:土工膜在壩工中的應(yīng)用,從地域上看已很廣泛,國內(nèi)已經(jīng)普遍接受了這種新型的防滲材料和技術(shù)。許多工程實錄都表明它的防滲效果良好、經(jīng)濟、施工方便,有推廣使用價值。國內(nèi)在壩工中使用土工膜防滲雖然較晚,但從土工膜承受20m以上水頭的實例所占的百分數(shù)來看,接近了國外的水平,且國內(nèi)也有土工膜承受超過50m水頭的實例。這些都說明國內(nèi)在壩工使用土工膜的技術(shù)水平已逐漸接近國際先進水平。關(guān)于土工膜的厚度目前有兩種觀點:一種是主張用厚膜(膜厚>1.0mm),以歐洲國家為多;另一種觀點是使用薄膜(膜厚<1.0mm),以美洲國家和我國的實例較多,這些壩的使用情況至今仍然很好,因而值得很好地總結(jié)經(jīng)驗。根據(jù)上述情況以及目前SL/T225-98《水利水電工程土工合成材料應(yīng)用技術(shù)技術(shù)規(guī)范》和GB50290-98《土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》中所列入的土工膜在堤壩中的防滲使用規(guī)定,都表明土工膜防滲技術(shù)在我國堤壩中的應(yīng)用已經(jīng)逐漸成熟。這將為這項新技術(shù)和新材料在堤壩中的推廣應(yīng)用提供良好的范例。