糙面土工膜的研究

王洪祥 王子超 戶軍玲

山東永聚醫藥科技有限公司 山東淄博 255400

糙面土工膜（光面土工膜）：是以高密度聚乙烯樹脂添加一定比例的碳黑色母、抗老化劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、穩定劑等吹塑而成，用于防滲防潮的新型防水建材。糙面高密度聚乙烯土工膜是一種新型防滲，防腐材料，被廣泛應用于各種防滲防腐要求的工程之中。采用優質的高密度聚乙烯原生樹脂，主要成分為97.5%的高密度聚乙烯，約2.5%的碳黑、微量的抗氧劑和熱穩定劑，抗老化材料、紫外線吸收劑，沒有使用其他添加劑、填料和膨脹劑，經三層共擠技術制成。所使用的樹脂是專為土工膜應用而設計配制的原生高密度或中密度聚乙烯樹脂。

1 土工膜基本情況

土工膜（糙面、光面）通常指的是HDPE土工膜，是一種高分子聚乙烯材料，采用共擠技術制成，具有高效分子密度，液體滲透性極低，防滲透效果極佳。具有優異的化學穩定性、抗老化、抗紫外線、抗分解能力，可裸露使用，材料使用壽命達50-70年，有多種規格多種鋪設形式滿足不同工程防滲要求。防滲土工膜可廣泛應用于生活垃圾填埋場，污水處理廠、化工廠，煉油廠，加油站的儲油罐防滲、堆灰場、溶解池、沉淀池、堆場、尾礦的底襯防滲等各個工程需求，應用面及其廣泛[1]。

土工膜（糙面、光面）具有較高的防滲系數，有良好的耐熱性和耐寒性，其使用環境溫度為85℃、低溫-70℃。能長時間裸露使用而保持原來的性能，土工膜采用原生高分子聚乙烯塑料與炭黑粒子不含任何防腐劑，在使用上安全環保沒有污染。土工膜在污水防滲問題中，可以防止污水污染周圍土壤和環境，保護人們的生活健康。土工膜運輸和施工比較方便，同時用于防滲系統中的成本較傳統的鋼筋混凝土防滲架構低30%。

2 防滲土工膜產品分類

（1）按照毛糙面種類分為：光面土工膜、單糙面土工膜、雙糙面土工膜、柱點防滑土工膜、支腳鉗固土工膜。

（2）按用途分，基本可分為：土工膜、防滲膜。

（3）按使用的原材料分，則可分為：HDPE土工膜（高密度聚乙烯土工膜）、MDPE土工膜（中密度聚乙烯土工膜）、LDPE土工膜（低密度聚乙烯土工膜）、MLLDPE土工膜（茂金屬土工膜）、EVA土工膜。

3 土工膜物理技術指標

土工膜產品性能：滿足國家標準GB/T17643-2011及建設部《CJ/T234-2006》標準。

4 土工膜（糙面、光面）主要用途

（1）HDPE土工膜適用于環保工程：如垃圾填埋場、污水處理廠、電廠調節池、工業、醫院固體廢棄物填埋場等；

（2）LDPE防滲膜適用水利工程：如江河湖泊水庫堤壩渠道工程的水平防滲等；

（3）HDPE防滲膜在市政工程：地鐵、地下車庫工程、屋頂花園、污水管防滲；

（4）HDPE防滲土工膜適用園林工程：人工湖、河道、高爾夫球場蓄水池等；

（5）HDPE土工膜適用石化：煉油廠儲油罐防滲、化學反應池、沉淀池的內襯、二次襯層等；

（6）HDPE土工膜適用礦業：堆浸池、溶解池、沉淀池、尾礦垻的底襯防滲等；

（7）LDPE聚乙烯土工膜適用交通設施：公路的基礎加固、涵洞的防滲；

（8）LDPE防滲膜適用農業：水庫、飲用水池、蓄水塘、灌溉系統的防滲；

（9）HDPE膜適用水產養殖業：養殖池、魚塘、蝦池的內襯、海參圈護坡等；

（10）HDPE聚乙烯防滲膜適用鹽業：鹽場結晶池、鹵池苫蓋、鹽膜；

（11）EVA土工膜又稱防水板，主要應用于隧道防滲；

（12）MLLDPE土工膜適合高寒地區鉀肥業：鈉鹽池、鉀鹽池、鋰鹽池等。

5 糙面土工膜生產方法

毛糙面土工膜分為的生產方法分為兩種，一種是光面土工膜生產完成后，表面熱熔噴涂，優點是工藝簡單，缺點是噴涂毛糙顆粒容易脫落，脫落的顆粒污染環境，影響糙面土工膜的摩擦系數。另一種是擠出法生產毛糙面土工膜，它是在光面土工膜的生產方法上演變而來的，它需要很大的技術支持[2]。

擠出法糙面土工膜的生產在三層共計吹膜機組實現的，雙糙面土工膜是內層、外層注入氮氣和聚乙烯混合，中層是高密度聚乙烯原料。三層擠出主機將物料加熱混合塑化均勻后，經過過濾網濾去雜質，通過三層成型機頭擠出成型，經過低壓大風量風環冷卻定型，再牽引剖邊后制的雙糙面土工膜卷材。擠出法糙面土工膜的主要特點是物理方法高溫高壓注入氮氣（發泡劑），惰性氮氣發泡劑與線性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯形成混合物，在螺桿螺筒的加熱混煉加壓輸送中，氮氣膨脹并均勻分布在聚乙烯原料中，形成發泡狀的塑料胚體薄膜，其中糙面發泡原料占原料總量的30%---55%，糙面發泡胚體原料與中層高密度聚乙烯原料一起進入三層成型模頭，胚體原料擠出成型機頭時，高壓惰性氮氣“爆炸”噴薄而出，在中層高密度聚乙烯薄膜的表面形成毛糙結構，毛糙結構和土工膜本體材料一致，毛糙面牢固且毛糙高度、密度可調整控制。

糙面土工膜表面毛糙體的數量范圍、毛糙高度通過控制發泡原料的注入速度（注入量）和擠出主機的速度實現控制。擠出主機的速度通過大扭矩變頻器，控制變頻電機來控制擠出螺桿轉速；通過變化螺筒螺桿加工工藝溫度變化，控制聚乙烯原料的融化粘稠度；通過變化惰性氣體流量及壓力來控制氮氣的注入數量。中層螺桿轉速根據土工膜要求的厚度來進行調整，加工工藝溫度要根據土工膜原料特性來控制，建議175-220℃，惰性氣體壓力一般在30---50MPa。發泡劑一般從螺桿混合段注入，注入量通過流量計可以實現控制[3]。

6 擠出法糙面土工膜生產特點

（1）單雙面糙面控制簡單，僅需控制開關內層或者外層惰性氮氣的注入閥門即可；

（2）發泡劑為惰性的氮氣，安全環保無污染；

（3）糙面土工膜的毛糙高度和毛糙密度精準可控；

（4）惰性氮氣與聚乙烯混合物不發生化學反應，氮氣在成型機頭全部排除，聚乙烯物料的特性得以保留；

（5）發泡原料層與土工膜基礎層是同一種原料，一同擠出不存在分層脫落的問題；

7 選擇土工膜，注意幾個因素

（1）糙面土工膜的運輸問題：糙面影響土工膜卷材的直徑，同樣重量的糙面土工膜比普通的光面土工膜卷經大25%，選擇寬體車輛；產品在運輸過程中注意防止雨淋，淋雨后的糙面土工膜，在下一步的施工焊接中會帶來其他問題。

（2）根據招標文件和工程需要，選擇合適的土工膜品質標準：非標土工膜、新國標一型土工膜和新國標二型土工膜。不同的工程需求不同規格品質的土工膜，比如：垃圾填埋場，防滲要求較高，因此對抗酸堿、抗腐蝕、抗老化、抗低溫、抗紫外線能力要求高，需要選購比標準更高的土工膜。

（3）根據招標文件和工程需要，選擇合適的糙面土工膜厚度：糙面土工膜的厚度從1mm-2.0 mm不等，不同厚度的糙面土工膜價格不同，一般越厚的糙面土工膜，價格就越高。不同的工程需求選擇不同厚度的土工膜，不但節約成本，而且方便施工。

（4）選擇既能生產土工膜產品又具有施工資質的土工膜廠家：土工膜廠家眾多，采購時一定要多咨詢、多對比，或者到廠家直接考察。生產廠家既能生產產品也能組織現場施工，工程質量更能得到保障，實現“交鑰匙”工程驗收。

（5）土工膜施工工程多為戶外工程，施工應選擇春季最佳。