มาตรฐาน EN ISO 13438 วัสดุสังเคราะห์ทางธรณีวิทยา - วิธีทดสอบคัดกรองเพื่อกำหนดความต้านทานต่อการออกซิเดชันของวัสดุสังเคราะห์ทางธรณีวิทยาและผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องกับวัสดุสังเคราะห์ทางธรณีวิทยา

มาตรฐาน ISO 13438 ด้านธรณีสังเคราะห์ - วิธีทดสอบคัดกรองเพื่อกำหนดความต้านทานต่อการออกซิเดชันของวัสดุธรณีสิ่งทอและผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องกับธรณีสิ่งทอ

มาตรฐาน “EN ISO 13438 วัสดุสังเคราะห์ทางธรณีวิทยา - วิธีทดสอบคัดกรองเพื่อกำหนดความต้านทานต่อการออกซิเดชันของวัสดุสังเคราะห์ทางธรณีวิทยาและผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องกับวัสดุสังเคราะห์ทางธรณีวิทยา” ซึ่งพัฒนาโดยองค์การมาตรฐานสากล (ISO) และต่อมาเผยแพร่เป็นมาตรฐานยุโรปภายใต้ขอบเขตของความพยายามในการประสานงาน อธิบายถึงวิธีการทดสอบคัดกรองเพื่อกำหนดความต้านทานต่อการออกซิเดชันของวัสดุสังเคราะห์ทางธรณีวิทยาและผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องกับวัสดุสังเคราะห์ทางธรณีวิทยา วิธีการเหล่านี้ใช้ได้กับผลิตภัณฑ์ต่อไปนี้:

• วิธี A: สำหรับวัสดุที่มีส่วนประกอบของโพลีโพรพีลีน (PP), โพลีเอทิลีน (PE), โพลีอะไมด์ (PA) และอะรามิด (AR) เท่านั้น
• วิธี B: สำหรับวัสดุที่มีส่วนประกอบของโพลีไวนิลแอลกอฮอล์เท่านั้น

ข้อมูลนี้เหมาะสมสำหรับการคัดกรองเบื้องต้น แต่ไม่เหมาะสำหรับการเก็บข้อมูลด้านประสิทธิภาพ เช่น อายุขัย เว้นแต่จะมีหลักฐานเพิ่มเติมมาสนับสนุน

ISO 13438 เป็นมาตรฐานสากลที่กำหนดวิธีการทดสอบคัดกรองเพื่อประเมินความต้านทานต่อการออกซิเดชันของวัสดุใยสังเคราะห์ทางธรณีวิศวกรรมและผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องกับใยสังเคราะห์ทางธรณีวิศวกรรม (เช่น ตาข่ายเสริมแรงทางธรณีวิศวกรรม หรือวัสดุผสมทางธรณีวิศวกรรม) การออกซิเดชันเป็นกลไกการเสื่อมสภาพที่สำคัญในระยะยาว โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับวัสดุสังเคราะห์ทางธรณีวิศวกรรมที่ทำจากพอลิเมอร์ เช่น โพลีโอเลฟินส์ เช่น โพลีโพรพีลีน (PP) และโพลีเอทิลีน (PE)

วัสดุสังเคราะห์ทางธรณีวิศวกรรม (Geosynthetics) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในงานวิศวกรรมโยธา เช่น งานดังต่อไปนี้:

• การเสริมความแข็งแรงของดิน
• การก่อสร้างถนน
• แผ่นรองหลุมฝังกลบ
• การควบคุมการกัดเซาะ
• ระบบระบายน้ำ

ในการใช้งานเหล่านี้ วัสดุอาจสัมผัสกับความร้อน ออกซิเจน แสงยูวี (ทางอ้อม) และสารเคมีเป็นเวลานานหลายทศวรรษ การเกิดออกซิเดชันอาจทำให้สายโซ่ของพอลิเมอร์แตกหัก ส่งผลให้เปราะบาง สูญเสียความแข็งแรงดึง และอายุการใช้งานสั้นลง ผู้ผลิตจึงใช้สารทำให้คงตัว (สารต้านอนุมูลอิสระ) เพื่อชะลอการเกิดกระบวนการนี้ และมาตรฐาน EN ISO 13438 ช่วยตรวจสอบประสิทธิภาพของสารเหล่านี้

วิธีการทดสอบที่อธิบายไว้ข้างต้นนี้ ใช้เป็นวิธีการคัดกรองแบบเร่งด่วนเพื่อประเมินความทนทานในระยะยาว โดยทั่วไปจะกำหนดเป้าหมายอายุการใช้งานไว้ที่ 25, 50 หรือ 100 ปี

มาตรฐานนี้กำหนดให้ต้องนำตัวอย่างใยสังเคราะห์ไปสัมผัสกับอุณหภูมิสูงในสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนสูง เพื่อเร่งการเสื่อมสภาพจากการออกซิเดชัน โดยมีวิธีการหลักสองวิธีที่อ้างอิงอยู่ในมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง:

• วิธี A: วิธีนี้เกี่ยวข้องกับการบ่มในเตาอบที่อุณหภูมิสูงในสภาพแวดล้อมที่มีอากาศหรือออกซิเจน
• วิธี B: เกี่ยวข้องกับการประเมินการคงอยู่ของคุณสมบัติ (โดยทั่วไปคือความแข็งแรงดึงหรือการยืดตัว) ก่อนและหลังการสัมผัส

โดยทั่วไปแล้ววิธีการเหล่านี้จะทำตามขั้นตอนดังต่อไปนี้:

• การเตรียมตัวอย่างที่เป็นตัวแทน
• บ่มที่อุณหภูมิที่กำหนด (เช่น 80-110 องศาเซลเซียส ขึ้นอยู่กับชนิดของพอลิเมอร์และการจำลองที่ต้องการ)
• การวัดคุณสมบัติทางกล (เช่น ความแข็งแรงดึงตามมาตรฐาน ISO 10319 หรือมาตรฐานที่คล้ายคลึงกัน) หลังจากการสัมผัสกับสภาพแวดล้อม
• การคำนวณเปอร์เซ็นต์ของความแข็งแรงที่คงเหลืออยู่

เกณฑ์การยอมรับทั่วไปในข้อกำหนด (เช่น สำหรับงานเสริมแรง) รวมถึงการคงความแข็งแรงเดิมไว้อย่างน้อย 50 เปอร์เซ็นต์หลังจากระยะเวลาการสัมผัสที่กำหนด

วิธีการเหล่านี้ใช้ได้กับวัสดุใยสังเคราะห์สำหรับงานธรณีวิศวกรรมและผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง โดยไม่รวมสภาวะภาคสนามที่เป็นไปได้ทั้งหมด (เช่น การโจมตีทางเคมีหรือชีวภาพร่วมกัน) วิธีการเหล่านี้เป็นการทดสอบคัดกรอง ไม่ใช่การทดสอบอายุการใช้งานเต็มรูปแบบ และมักใช้ร่วมกับการทดสอบความทนทานอื่นๆ เช่น การทดสอบความต้านทานต่อรังสียูวี (มาตรฐาน EN 12224) การทดสอบการไฮโดรไลซิส หรือการทดสอบการคืบตัว

การประยุกต์ใช้มาตรฐานนี้ในภาคอุตสาหกรรมมีดังต่อไปนี้:

• การควบคุมคุณภาพโดยผู้ผลิต
• การรับรองผลิตภัณฑ์และเครื่องหมาย CE ในยุโรป
• ข้อกำหนดสำหรับโครงการโครงสร้างพื้นฐาน
• การจัดอันดับเปรียบเทียบผลิตภัณฑ์ใยสังเคราะห์สำหรับงานธรณีวิศวกรรมชนิดต่างๆ

มาตรฐานที่เกี่ยวข้องมีดังต่อไปนี้:

• ISO 13437 การประเมินความทนทานภาคสนาม
• มาตรฐาน ISO 13439 การคัดกรองความต้านทานต่อการไฮโดรไลซิส

มาตรฐาน EN ISO 13438 มีความจำเป็นเนื่องจากวัสดุใยสังเคราะห์สำหรับงานวิศวกรรมโยธาและสิ่งแวดล้อมมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในระยะยาว เช่น การก่อสร้างถนน ระบบระบายน้ำ คันดิน บ่อฝังกลบ การควบคุมการกัดเซาะ และอุโมงค์ ผลิตภัณฑ์เหล่านี้จำนวนมากทำจากพอลิเมอร์ เช่น โพลีโพรพีลีนหรือโพลีเอสเตอร์ ซึ่งอาจเสื่อมสภาพไปตามกาลเวลาเมื่อสัมผัสกับออกซิเจน ความร้อน และการเสื่อมสภาพจากสิ่งแวดล้อม เหตุผลหลักที่ทำให้มาตรฐานนี้มีความสำคัญมีดังต่อไปนี้:

• ประเมินความทนทานในระยะยาว: คาดว่าแผ่นใยสังเคราะห์จะใช้งานได้ใต้ดินหรือในระบบโครงสร้างพื้นฐานเป็นเวลาหลายปีหรือหลายทศวรรษ การเกิดออกซิเดชันอาจทำให้สายโซ่โพลีเมอร์แตกตัว ส่งผลให้เกิด:
  • การสูญเสียความแข็งแรงดึง
  • ความเปราะบาง
  • กรอบ
  • ประสิทธิภาพการกรองหรือการแยกสารลดลง

มาตรฐานนี้กำหนดวิธีการคัดกรองเพื่อประเมินว่าวัสดุมีความทนทานต่อการเสื่อมสภาพจากปฏิกิริยาออกซิเดชันมากน้อยเพียงใดก่อนการติดตั้ง

• การทดสอบนี้ช่วยในการคัดเลือกวัสดุ: ผู้ผลิต วิศวกร และผู้กำหนดคุณสมบัติใช้การทดสอบนี้เพื่อเปรียบเทียบสูตรการผลิตแผ่นใยสังเคราะห์ สารเพิ่มความคงตัว และสารเติมแต่งต่างๆ ผลิตภัณฑ์ที่มีความต้านทานต่อการออกซิเดชันที่ดีกว่าจะเหมาะสมกว่าสำหรับการใช้งานที่ต้องการความทนทานสูงดังต่อไปนี้:
  • สภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง
  • ดินที่มีฤทธิ์กัดกร่อนทางเคมี
  • แผ่นรองและฝาปิดหลุมฝังกลบขยะ
• ช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือของโครงสร้างพื้นฐาน: การเปลี่ยนแผ่นใยสังเคราะห์ที่ชำรุดในถนน กำแพงกันดิน หรือชั้นระบายน้ำนั้นไม่ใช่เรื่องง่ายและไม่ถูก การเสื่อมสภาพก่อนกำหนดอาจนำไปสู่:
  • ระบบระบายน้ำล้มเหลว
  • ส่วนผสมของดินหรือความไม่สมดุลของดิน
  • การทรุดตัวของโครงสร้าง
  • ปัญหาการกัดเซาะ

การทดสอบความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันช่วยลดความเสี่ยงเหล่านี้ได้ตั้งแต่ช่วงเริ่มต้นของขั้นตอนการออกแบบ

• การควบคุมคุณภาพและการปฏิบัติตามมาตรฐาน: มาตรฐานนี้มอบวิธีการที่สอดคล้องกันให้กับผู้ผลิตและห้องปฏิบัติการทดสอบ ซึ่งหมายความว่าผลลัพธ์จะสามารถเปรียบเทียบกันได้มากขึ้นระหว่างประเทศ ผู้ผลิต และโครงการต่างๆ สิ่งนี้มีประโยชน์สำหรับ:
  • ข้อกำหนดการจัดซื้อ
  • ได้รับการรับรอง
  • การปฏิบัติตามกฎระเบียบ
  • ความไว้วางใจจากลูกค้า
• การประเมินประสิทธิภาพการรักษาเสถียรภาพ: ผ้าใยสังเคราะห์หลายชนิดมีสารต้านอนุมูลอิสระเพื่อชะลอการเกิดออกซิเดชัน มาตรฐานนี้ช่วยในการพิจารณาว่าสารรักษาเสถียรภาพเหล่านี้มีประสิทธิภาพเพียงพอในการปกป้องผลิตภัณฑ์ตลอดอายุการใช้งานหรือไม่

กล่าวโดยสรุป มาตรฐาน EN ISO 13438 มีความจำเป็นเพราะช่วยให้มั่นใจได้ว่าวัสดุทางธรณีวิทยา (geotextiles) จะคงความทนทานและใช้งานได้ดีเป็นเวลานาน โดยการประเมินความต้านทานต่อการออกซิเดชัน ซึ่งเป็นสาเหตุหลักของการเสื่อมสภาพของพอลิเมอร์ในการใช้งานทางวิศวกรรมโยธา

โดยสรุป มาตรฐาน EN ISO 13438 ให้วิธีการที่เป็นรูปธรรมและได้มาตรฐานในการประเมินว่าวัสดุใยสังเคราะห์จะทนต่อการเสื่อมสภาพจากปฏิกิริยาออกซิเดชันได้ดีเพียงใดตลอดอายุการใช้งานที่ยาวนาน การใช้การทดสอบการสัมผัสกับความร้อนและปฏิกิริยาออกซิเดชันแบบเร่งด่วน ช่วยให้วิศวกรและผู้กำหนดคุณสมบัติสามารถตัดสินใจเลือกวัสดุได้อย่างชาญฉลาดสำหรับการใช้งานทางธรณีเทคนิคที่สำคัญ ซึ่งการรักษาความแข็งแรงในระยะยาวเป็นสิ่งจำเป็น

เป็นเวลานานหลายปีที่องค์กรของเรา ด้วยทีมงานที่มีความสามารถและประสบการณ์ ได้เข้าใจถึงความต้องการของลูกค้า ให้บริการทดสอบขั้นสูงที่พวกเขาต้องการ และช่วยเหลือพวกเขาในการจัดตั้ง การนำไปใช้ และการปรับปรุงระบบการจัดการ ภายใต้กรอบนี้ เรายังให้บริการทดสอบตามมาตรฐาน EN ISO 13438 อีกด้วย