EN 14150 土工合成材料屏障 - 液體滲透性的測定

歐洲標準「EN 14150 土工合成材料屏障—液體滲透性的測定」描述了一種測量長期應用中用於容納液體的土工合成材料屏障穩態液體流量的方法。此測試方法和所述裝置能夠精確測量低至 10⁻⁶ ^m³ /m³/天的流量。具體而言，如果測試結果顯示土工合成材料屏障的測量值低於該測試方法的靈敏度閾值，則該液體流量值被判定為低於 10⁻⁶ ^m³ /m³/天。由於此測試方法適用於長期應用，因此不適用於生產控制測試。該裝置不能用於測試黏土土工合成材料屏障。

原則上，在土工合成材料屏障的兩側施加壓力差。在整個測試過程中，壓力差保持在100 kPa。入口壓力設定為150 kPa，出口壓力設定為50 kPa。通過土工合成材料屏障的流量是根據在屏障兩側測得的流體體積變化計算得出的。本測試用水進行，但只要滿足耐化學性和儀器相容性，也可以使用其他流體。

根據實驗室經驗，建議定期（不超過12個月）審查測試程序的靈敏度閾值、升級設備並評估測試程序對產品滲透性的適用性。經所有相關人員或各方同意，可採用不同的壓力等級。在這種情況下，建議在測試報告中說明所施加的壓力程度。

測試中使用的兩片式隔板必須能夠耐受整個測試過程中施加的氧化和液壓。每個隔板部分都包含一個空腔，用於施加液壓。放置在下游空腔中的抗氧化多孔盤可防止土工合成材料屏障變形。

測試盒的設計應確保樣品在壓縮時不會發生洩漏。由於平面之間的壓縮通常已足夠，因此無需夾緊繫統。某些材料可能需要密封劑。任何不耐水且能防止洩漏的密封劑均可使用。對於瀝青土工合成材料屏障，可以使用瀝青橡膠密封劑。

腔體的構造應使樣本的暴露直徑達到或大於200毫米。測量此直徑時，最大允許測量誤差應為正負1毫米。樣品池的上游側配有液體入口（閥門U），下游側配有液體出口（閥門D），兩側均配有沖洗閥（閥門FU和FD）。樣品池應垂直放置，以便更順暢地進行氣流流動。沖洗閥（FU和FD）應位於樣品池頂部，入口（U）和出口（D）應位於樣品池底部。

測量池的兩部分均可包含環形控制腔。在這種情況下，下游控制腔必須配備多孔環形板。每個環形腔體均連接到獨立的體積測量裝置和壓力分配系統，以施加與相應測量腔體相同的壓力。這些環形空間的存在是為了最大限度地減少測量腔的變形。

體積測量裝置和壓力分配系統通常相互連接。體積測量設備應能測量流經土工合成材料屏障的小於 10⁻⁶ m³/m²/g 的液體流量。體積測量的最大允許誤差應為 ± ^{10⁻⁸ m³}。施加於土工合成材料屏障兩側的壓力的最大允許測量誤差應為 ±2 kPa。

可以使用毛細管（A 型設備）或壓力-體積控制器（B 型設備）進行體積測量。

• A型：可使用0,3公尺長的毛細管。為減少蒸發影響，毛細管直徑應小於3毫米。壓力由毛細管內的氣壓施加，並由調節器控制。在毛細管和毛細管之間放置一個與毛細管連接並連接到毛細管的液體容器，用於在測試前填充毛細管內的空隙，並在測試過程中調節毛細管內的液位。由於溫度對體積的影響，使用此類裝置進行的測試應在23°C±0,2°C的恆溫箱中進行。
• B型：裝置在體積測量過程中保持恆定壓力。它由一個氣缸組成，活塞在氣缸內滑動。數控馬達驅動活塞以施加所需的壓力。系統內建的壓力感測器可測量壓力。活塞位移對應於液體體積的變化。控制單元的體積為10 ^{- 4} 必須大於m3。

建議使用脫氧水（溶氧量低於1毫克/公升）進行測試。脫氧液體是必要的，以最大程度地減少因溫度變化而引起的體積變化。如果使用其他液體進行測試，建議考慮揮發性和安全性問題。

使用 A 型設備進行測試時，溫度應為 23°C ± 0,2°C（使用恆溫控制室）。使用 B 型設備進行測試時，溫度應為 23°C ± 1°C（在恆溫控制室中）。 B 型設備應至少使用三個溫度感測器，分別位於每個壓力-體積控制器和測量單元上。如有必要，應使用溫度測量值來校正體積變化。溫度感測器的最大允許測量誤差應為 ± 0,2°C。

在土木工程和環境保護領域，土工合成材料在控制液體滲透和防止污染方面發揮著至關重要的作用。這些材料通常用於垃圾掩埋場、水庫和廢水處理系統，必須滿足嚴格的性能標準，以確保其安全性和使用壽命。 EN 14150 正是為此而生，它是一項關鍵標準，規定了確定這些土工合成材料對液體滲透性的最終方法。該標準提供了一個可靠的框架，用於測試土工合成材料在穩態條件下抵抗液體滲透的能力。此標準可協助工程師、製造商和監管機構驗證這些土工合成材料在嚴苛應用中是否能達到預期性能。該標準反映了材料科學和環境法規的持續進步。

土工合成材料屏障，也稱為土工合成黏土襯墊或合成襯墊，是一種專門設計用於建築工程中的防滲層的工程材料。它們通常由薄膜、織物或複合材料組成，用於隔離、保留或加固土壤和其他材料。常見類型包括：

• 聚合物薄膜：由高密度聚乙烯或類似塑膠製成。
• 黏土基底襯墊：含有膨潤土添加劑的土工布，可實現天然密封。
• 瀝青或柏油屏障：用於特殊防水。

這些屏障在液體滯留至關重要的情況下非常重要，例如：

• 垃圾掩埋場襯砌可防止滲濾液污染地下水。
• 水箱底座可容納水而不會洩漏。
• 渠道襯砌可最大程度地減少水損失。
• 污水處理廠隔離廢水。

如果沒有有效的屏障，土壤和水污染等環境災害就會發生，因此標準化測試不可或缺。

EN 14150 標準專門針對土工合成材料屏障的滲透性，即在受控條件下流體通過屏障的速率。滲透性是衡量材料多孔性或不滲透性的指標。滲透性高表示阻隔性差，而滲透性低則表示性能優良。

本標準適用於長期液體儲存應用中的土工合成材料屏障。不包括粘土屏障，粘土屏障因其膨脹特性而需要進行不同的測試。此測試方法旨在進行全面的實驗室驗證，而非快速生產控制。

EN 14150 標準使此流程標準化，確保整個歐洲的一致性並促進貿易、創新和法規遵循。

我們公司營運多年，密切關注全球科技發展，擁有一支技術精湛的團隊和完善的基礎設施，為各行各業的企業提供廣泛領域的測試、測量和分析服務。此外，我們還提供符合 EN 14150 土工合成材料屏障 - 液體滲透性測定標準的測試服務。