糙面土工膜的研究

王洪祥 王子超 户军玲

山东永聚医药科技有限公司 山东淄博 255400

糙面土工膜（光面土工膜）：是以高密度聚乙烯树脂添加一定比例的碳黑色母、抗老化剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、稳定剂等吹塑而成，用于防渗防潮的新型防水建材。糙面高密度聚乙烯土工膜是一种新型防渗，防腐材料，被广泛应用于各种防渗防腐要求的工程之中。采用优质的高密度聚乙烯原生树脂，主要成分为97.5%的高密度聚乙烯，约2.5%的碳黑、微量的抗氧剂和热稳定剂，抗老化材料、紫外线吸收剂，没有使用其他添加剂、填料和膨胀剂，经三层共挤技术制成。所使用的树脂是专为土工膜应用而设计配制的原生高密度或中密度聚乙烯树脂。

1 土工膜基本情况

土工膜（糙面、光面）通常指的是HDPE土工膜，是一种高分子聚乙烯材料，采用共挤技术制成，具有高效分子密度，液体渗透性极低，防渗透效果极佳。具有优异的化学稳定性、抗老化、抗紫外线、抗分解能力，可裸露使用，材料使用寿命达50-70年，有多种规格多种铺设形式满足不同工程防渗要求。防渗土工膜可广泛应用于生活垃圾填埋场，污水处理厂、化工厂，炼油厂，加油站的储油罐防渗、堆灰场、溶解池、沉淀池、堆场、尾矿的底衬防渗等各个工程需求，应用面及其广泛[1]。

土工膜（糙面、光面）具有较高的防渗系数，有良好的耐热性和耐寒性，其使用环境温度为85℃、低温-70℃。能长时间裸露使用而保持原来的性能，土工膜采用原生高分子聚乙烯塑料与炭黑粒子不含任何防腐剂，在使用上安全环保没有污染。土工膜在污水防渗问题中，可以防止污水污染周围土壤和环境，保护人们的生活健康。土工膜运输和施工比较方便，同时用于防渗系统中的成本较传统的钢筋混凝土防渗架构低30%。

2 防渗土工膜产品分类

（1）按照毛糙面种类分为：光面土工膜、单糙面土工膜、双糙面土工膜、柱点防滑土工膜、支脚钳固土工膜。

（2）按用途分，基本可分为：土工膜、防渗膜。

（3）按使用的原材料分，则可分为：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（茂金属土工膜）、EVA土工膜。

3 土工膜物理技术指标

土工膜产品性能：满足国家标准GB/T17643-2011及建设部《CJ/T234-2006》标准。

4 土工膜（糙面、光面）主要用途

（1）HDPE土工膜适用于环保工程：如垃圾填埋场、污水处理厂、电厂调节池、工业、医院固体废弃物填埋场等；

（2）LDPE防渗膜适用水利工程：如江河湖泊水库堤坝渠道工程的水平防渗等；

（3）HDPE防渗膜在市政工程：地铁、地下车库工程、屋顶花园、污水管防渗；

（4）HDPE防渗土工膜适用园林工程：人工湖、河道、高尔夫球场蓄水池等；

（5）HDPE土工膜适用石化：炼油厂储油罐防渗、化学反应池、沉淀池的内衬、二次衬层等；

（6）HDPE土工膜适用矿业：堆浸池、溶解池、沉淀池、尾矿垻的底衬防渗等；

（7）LDPE聚乙烯土工膜适用交通设施：公路的基础加固、涵洞的防渗；

（8）LDPE防渗膜适用农业：水库、饮用水池、蓄水塘、灌溉系统的防渗；

（9）HDPE膜适用水产养殖业：养殖池、鱼塘、虾池的内衬、海参圈护坡等；

（10）HDPE聚乙烯防渗膜适用盐业：盐场结晶池、卤池苫盖、盐膜；

（11）EVA土工膜又称防水板，主要应用于隧道防渗；

（12）MLLDPE土工膜适合高寒地区钾肥业：钠盐池、钾盐池、锂盐池等。

5 糙面土工膜生产方法

毛糙面土工膜分为的生产方法分为两种，一种是光面土工膜生产完成后，表面热熔喷涂，优点是工艺简单，缺点是喷涂毛糙颗粒容易脱落，脱落的颗粒污染环境，影响糙面土工膜的摩擦系数。另一种是挤出法生产毛糙面土工膜，它是在光面土工膜的生产方法上演变而来的，它需要很大的技术支持[2]。

挤出法糙面土工膜的生产在三层共计吹膜机组实现的，双糙面土工膜是内层、外层注入氮气和聚乙烯混合，中层是高密度聚乙烯原料。三层挤出主机将物料加热混合塑化均匀后，经过过滤网滤去杂质，通过三层成型机头挤出成型，经过低压大风量风环冷却定型，再牵引剖边后制的双糙面土工膜卷材。挤出法糙面土工膜的主要特点是物理方法高温高压注入氮气（发泡剂），惰性氮气发泡剂与线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯形成混合物，在螺杆螺筒的加热混炼加压输送中，氮气膨胀并均匀分布在聚乙烯原料中，形成发泡状的塑料胚体薄膜，其中糙面发泡原料占原料总量的30%---55%，糙面发泡胚体原料与中层高密度聚乙烯原料一起进入三层成型模头，胚体原料挤出成型机头时，高压惰性氮气“爆炸”喷薄而出，在中层高密度聚乙烯薄膜的表面形成毛糙结构，毛糙结构和土工膜本体材料一致，毛糙面牢固且毛糙高度、密度可调整控制。

糙面土工膜表面毛糙体的数量范围、毛糙高度通过控制发泡原料的注入速度（注入量）和挤出主机的速度实现控制。挤出主机的速度通过大扭矩变频器，控制变频电机来控制挤出螺杆转速；通过变化螺筒螺杆加工工艺温度变化，控制聚乙烯原料的融化粘稠度；通过变化惰性气体流量及压力来控制氮气的注入数量。中层螺杆转速根据土工膜要求的厚度来进行调整，加工工艺温度要根据土工膜原料特性来控制，建议175-220℃，惰性气体压力一般在30---50MPa。发泡剂一般从螺杆混合段注入，注入量通过流量计可以实现控制[3]。

6 挤出法糙面土工膜生产特点

（1）单双面糙面控制简单，仅需控制开关内层或者外层惰性氮气的注入阀门即可；

（2）发泡剂为惰性的氮气，安全环保无污染；

（3）糙面土工膜的毛糙高度和毛糙密度精准可控；

（4）惰性氮气与聚乙烯混合物不发生化学反应，氮气在成型机头全部排除，聚乙烯物料的特性得以保留；

（5）发泡原料层与土工膜基础层是同一种原料，一同挤出不存在分层脱落的问题；

7 选择土工膜，注意几个因素

（1）糙面土工膜的运输问题：糙面影响土工膜卷材的直径，同样重量的糙面土工膜比普通的光面土工膜卷经大25%，选择宽体车辆；产品在运输过程中注意防止雨淋，淋雨后的糙面土工膜，在下一步的施工焊接中会带来其他问题。

（2）根据招标文件和工程需要，选择合适的土工膜品质标准：非标土工膜、新国标一型土工膜和新国标二型土工膜。不同的工程需求不同规格品质的土工膜，比如：垃圾填埋场，防渗要求较高，因此对抗酸碱、抗腐蚀、抗老化、抗低温、抗紫外线能力要求高，需要选购比标准更高的土工膜。

（3）根据招标文件和工程需要，选择合适的糙面土工膜厚度：糙面土工膜的厚度从1mm-2.0 mm不等，不同厚度的糙面土工膜价格不同，一般越厚的糙面土工膜，价格就越高。不同的工程需求选择不同厚度的土工膜，不但节约成本，而且方便施工。

（4）选择既能生产土工膜产品又具有施工资质的土工膜厂家：土工膜厂家众多，采购时一定要多咨询、多对比，或者到厂家直接考察。生产厂家既能生产产品也能组织现场施工，工程质量更能得到保障，实现“交钥匙”工程验收。

（5）土工膜施工工程多为户外工程，施工应选择春季最佳。