EN 14150 土工合成材料屏障 - 液体渗透性的测定

欧洲标准“EN 14150 土工合成材料屏障——液体渗透性的测定”描述了一种测量长期应用中用于容纳液体的土工合成材料屏障稳态液体流量的方法。该测试方法和所述装置能够精确测量低至 10⁻⁶ ^m³ /m³/天的流量。具体而言，如果测试结果表明土工合成材料屏障的测量值低于该测试方法的灵敏度阈值，则该液体流量值被判定为低于 10⁻⁶ ^m³ /m³/天。由于该测试方法适用于长期应用，因此不适用于生产控制测试。该装置不能用于测试粘土土工合成材料屏障。

原则上，在土工合成材料屏障的两侧施加压差。在整个测试过程中，压差保持在100 kPa。入口压力设定为150 kPa，出口压力设定为50 kPa。通过土工合成材料屏障的流量是根据在屏障两侧测得的流体体积变化计算得出的。本测试用水进行，但只要满足耐化学性和仪器兼容性，也可以使用其他流体。

根据实验室经验，建议定期（不超过12个月）审查测试程序的灵敏度阈值、升级设备并评估测试程序对产品渗透性的适用性。经所有相关人员或各方同意，可采用不同的压力水平。在这种情况下，建议在测试报告中说明所施加的压力水平。

测试中使用的两片式隔板必须能够耐受整个测试过程中施加的氧化和液压。每个隔板部分都包含一个空腔，用于施加液压。放置在下游空腔中的抗氧化多孔盘可防止土工合成材料屏障变形。

测试盒的设计应确保样品在压缩时不会发生泄漏。由于平面之间的压缩通常已足够，因此无需夹紧系统。某些材料可能需要密封剂。任何不耐水且能防止泄漏的密封剂均可使用。对于沥青土工合成材料屏障，可以使用沥青橡胶密封剂。

腔体的构造应使样品的暴露直径达到或大于200毫米。测量该直径时，最大允许测量误差应为正负1毫米。样品池的上游侧配有液体入口（阀门U），下游侧配有液体出口（阀门D），两侧均配有冲洗阀（阀门FU和FD）。样品池应垂直放置，以便更顺畅地进行气流流动。冲洗阀（FU和FD）应位于样品池顶部，入口（U）和出口（D）应位于样品池底部。

测量池的两部分均可包含环形控制腔。在这种情况下，下游控制腔必须配备多孔环形板。每个环形腔均连接到独立的体积测量装置和压力分配系统，以施加与相应测量腔相同的压力。这些环形空间的存在是为了最大限度地减少测量腔的变形。

体积测量装置和压力分配系统通常相互连接。体积测量设备应能测量流经土工合成材料屏障的小于 10⁻⁶ m³/m²/g 的液体流量。体积测量的最大允许误差应为 ± ^{10⁻⁸ m³}。施加于土工合成材料屏障两侧的压力的最大允许测量误差应为 ±2 kPa。

可以使用毛细管（A 型设备）或压力-体积控制器（B 型设备）进行体积测量。

• A型：可使用0,3米长的毛细管。为减少蒸发影响，毛细管直径应小于3毫米。压力由毛细管内的气压施加，并由调节器控制。在毛细管和毛细管之间放置一个与毛细管连接并连接到毛细管的液体容器，用于在测试前填充毛细管内的空隙，并在测试过程中调节毛细管内的液位。由于温度对体积的影响，使用此类装置进行的测试应在23°C±0,2°C的恒温箱中进行。
• B型：该装置在体积测量过程中保持恒定压力。它由一个气缸组成，活塞在气缸内滑动。数控电机驱动活塞以施加所需的压力。系统内置的压力传感器测量压力。活塞位移对应于液体体积的变化。控制单元的体积为10 ^{- 4} 必须大于m3。

建议使用脱氧水（溶解氧低于1毫克/升）进行测试。脱氧液体是必要的，以最大程度地减少因温度变化引起的体积变化。如果使用其他液体进行测试，建议考虑挥发性和安全性问题。

使用 A 型设备进行测试时，温度应为 23°C ± 0,2°C（使用恒温控制室）。使用 B 型设备进行测试时，温度应为 23°C ± 1°C（在恒温控制室中）。B 型设备应至少使用三个温度传感器，分别位于每个压力-体积控制器和测量单元上。如有必要，应使用温度测量值来校正体积变化。温度传感器的最大允许测量误差应为 ± 0,2°C。

在土木工程和环境保护领域，土工合成材料在控制液体渗透和防止污染方面发挥着至关重要的作用。这些材料通常用于垃圾填埋场、水库和废水处理系统，必须满足严格的性能标准，以确保其安全性和使用寿命。EN 14150 正是为此而生，它是一项关键标准，规定了确定这些土工合成材料对液体渗透性的最终方法。该标准提供了一个可靠的框架，用于测试土工合成材料在稳态条件下抵抗液体渗透的能力。该标准可帮助工程师、制造商和监管机构验证这些土工合成材料在严苛应用中是否能够达到预期性能。该标准反映了材料科学和环境法规的持续进步。

土工合成材料屏障，也称为土工合成粘土衬垫或合成衬垫，是一种专门设计用于建筑项目中的防渗层的工程材料。它们通常由薄膜、织物或复合材料组成，用于隔离、保留或加固土壤和其他材料。常见类型包括：

• 聚合物膜：由高密度聚乙烯或类似塑料制成。
• 粘土基衬垫：含有膨润土添加剂的土工布，可实现天然密封。
• 沥青或柏油屏障：用于特殊防水。

这些屏障在液体潴留至关重要的情况下非常重要，例如：

• 垃圾填埋场衬砌可防止渗滤液污染地下水。
• 水箱底座可容纳水而不会泄漏。
• 渠道衬砌可最大程度地减少水损失。
• 污水处理厂隔离废水。

如果没有有效的屏障，土壤和水污染等环境灾害就会发生，因此标准化测试不可或缺。

EN 14150 标准专门针对土工合成材料屏障的渗透性，即在受控条件下流体通过屏障的速率。渗透性是衡量材料多孔性或不渗透性的指标。渗透性高表示阻隔性差，而渗透性低则表示性能优良。

本标准适用于长期液体储存应用中的土工合成材料屏障。不包括粘土屏障，粘土屏障因其膨胀特性而需要进行不同的测试。该测试方法旨在进行全面的实验室验证，而非快速生产控制。

EN 14150 标准使这一流程标准化，确保整个欧洲的一致性并促进贸易、创新和法规遵从。

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