CN114801405B - 一种多层数字化土工膜及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多层数字化土工膜及制备方法,涉及土工膜技术领域,土工膜包括土工膜基体、两层绝缘层、两层高电阻导电胶层和两层低电阻导电胶层;所述土工膜基体的每面均铺贴所述高电阻导电胶层;两层所述高电阻导电胶层的高电阻导电胶带垂直铺设;每层所述高电阻导电胶层的高电阻导电胶带间隔铺设;所述高电阻导电胶带之间的间隔用于调整测量精度;所述低电阻导电胶层涂敷在所述高电阻导电胶层上;所述绝缘层铺贴在所述低电阻导电胶层上;所述低电阻导电胶层与数字检测子系统连接;所述数字检测子系统用于发送检测信号。本发明能够提高土工膜的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及土工膜领域,特别是涉及一种多层数字化土工膜及制备方法。
背景技术
随着社会发展人口增长,环境的污染越来越严重,垃圾的填埋处理问题日益突出。垃圾填埋场产生的渗滤液是一种典型的污染液体。如果填埋场防渗系统发生渗漏,渗滤液会污染地下水及土壤,对人们的生活带来极大的危害。目前,国内外在建设垃圾填埋场或污水处理厂时,通常采用复合土工膜作为防渗系统,这种方法在积极保护地下水及土壤的同时也带来较好的经济效益。
现有的商业化土工膜在实际使用过程中普遍存在以下问题:由于施工原因、膜本身质量问题及填埋场使用过程的外部因素变化等原因,土工膜常常发生渗漏,导致土工膜的防渗作用失效,因此需要及时发现漏洞并进行修补。而土工膜铺设面积一般较大,且漏洞可能有多个,难以快速确定漏洞的位置和数量。所以对土工膜出现漏洞进行快速反映、实时定位与修补、智能化的管理与监控是目前土工膜领域的主要挑战。因此,开发一种能够数字化实时监测漏点位置和数量的复合土工膜符合市场需求,具有广泛的市场价值和应用前景。
发明内容
本发明的目的是提供一种多层数字化土工膜及制备方法,以提高土工膜的使用寿命。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种多层数字化土工膜,包括:土工膜基体、两层绝缘层、两层高电阻导电胶层和两层低电阻导电胶层;
所述土工膜基体的每面均铺贴所述高电阻导电胶层;两层所述高电阻导电胶层的高电阻导电胶带垂直铺设;每层所述高电阻导电胶层的高电阻导电胶带间隔铺设;所述高电阻导电胶带之间的间隔用于调整测量精度;所述低电阻导电胶层涂敷在所述高电阻导电胶层上;所述绝缘层铺贴在所述低电阻导电胶层上;所述低电阻导电胶层与数字检测子系统连接;所述数字检测子系统用于发送检测信号。
可选地,所述低电阻导电胶层的低电阻导电胶涂敷在所述高电阻导电胶带的中心线上;所述中心线为与所述高电阻导电胶带的长边平行的中心线。
可选地,所述低电阻导电胶的宽度不超过所述高电阻导电胶带宽度的5%。
可选地,所述低电阻导电胶包括液态金属和镍粉;所述液态金属和所述镍粉的质量比范围为8:2-2:8。
可选地,所述土工膜基体的型号为EVA-HDPE型或者SEBS-HDPE型;所述绝缘层的材料为TPU,所述绝缘层的厚度范围为0.2-0.3mm。
可选地,所述高电阻导电胶带由混合物制成;所述混合物包括弹性体和乙炔黑;其中,所述弹性体为丁基橡胶、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物或丙烯酸酯类树脂;当所述弹性体为丁基橡胶时,所述混合物还包括氧化锌、硫化剂、硬脂酸、促进剂和抗氧剂;所述硫化剂为硫磺;所述抗氧剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚;所述高电阻导电胶带的厚度范围为0.5-1mm,所述高电阻导电胶带的电阻率范围为20-100Ω/cm。
一种多层数字化土工膜制备方法,所述多层数字化土工膜制备方法应用于上述任意一项所述的多层数字化土工膜,所述多层数字化土工膜制备方法,包括:
在土工膜基体的两面分别间隔均匀地铺贴高电阻导电胶带,得到高电阻导电胶层;所述土工膜基体的两面的高电阻导电胶带相互垂直;
在所述高电阻导电胶层每个高电阻导电胶带上均匀涂敷低电阻导电胶,得到低电阻导电胶层;
将绝缘膜铺贴在所述低电阻导电胶层上得到多层数字化土工膜;所述绝缘膜的大小与所述土工膜基体的大小相同。
可选地,所述高电阻导电胶带的制备过程具体包括:
将混合物进行处理,得到处理后的橡胶;所述将混合物进行处理,得到处理后的橡胶具体包括:
当所述弹性体为丁基橡胶时,将所述混合物进行混炼硫化,硫化温度为130-150℃,硫化时间为30-50分钟,得到处理后的橡胶;所述混合物包括丁基橡胶50-60质量份数,乙炔黑30-40质量份数,氧化锌3-5质量份数、硫化剂1-1.5质量份数、促进剂2-4质量份数、硬脂酸1-3质量份数和抗氧剂2质量份数;所述硫化剂为硫磺;所述抗氧剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚;
当所述弹性体为氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物时,将所述混合物在混炼机上混合30-60分钟,得到处理后的橡胶;所述混合物包括氢化苯乙烯-丁二烯55-66质量份数和乙炔黑34-45质量份数;
当所述弹性体为丙烯酸酯类树脂时,利用所述混合物在流延机上涂布成型,得到处理后的橡胶;所述混合物包括丙烯酸酯类树脂55-66质量份数和乙炔黑34-45质量份数;
将所述处理后的橡胶利用压片机进行挤压和冷却,得到高电阻导电胶片;
将所述高电阻导电胶片进行分割,得到高电阻导电胶带。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:
本发明在土工膜基体的每面均铺贴所述高电阻导电胶层;两层所述高电阻导电胶层的高电阻导电胶带垂直铺设;每层所述高电阻导电胶层的高电阻导电胶带间隔铺设;所述高电阻导电胶带之间的间隔用于调整测量精度;所述低电阻导电胶层涂敷在所述高电阻导电胶层上;所述绝缘层铺贴在所述低电阻导电胶层上;所述低电阻导电胶层与数字检测子系统连接;所述数字检测子系统用于发送检测信号。本发明提供的土工膜检测漏点位置以及时修改,提高整个多层数字化土工膜的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的多层数字化土工膜制备方法流程图;
图2为本发明多层数字化土工膜的结构示意图;
图3为实施例1制备的多层数字化土工膜结合数字化防渗远程智能监测系统模拟单个漏点的监测图;
图4为实施例1制备的多层数字化土工膜结合数字化防渗远程智能监测系统模拟两个漏点的监测图;
图5为实施例2制备的多层数字化土工膜结合数字化防渗远程智能监测系统模拟单个漏点的监测图;
图6为实施例2制备的多层数字化土工膜结合数字化防渗远程智能监测系统模拟两个漏点的监测图;
图7为实施例3制备的多层数字化土工膜结合数字化防渗远程智能监测系统模拟单个漏点的监测图。
符号说明:
1-绝缘层,2-低电阻导电胶层,3-高电阻导电胶层,4-土工膜基体。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种多层数字化土工膜及制备方法,以提高土工膜的使用寿命。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图2所示,本发明提供的一种多层数字化土工膜,包括:土工膜基体4、两层绝缘层1、两层高电阻导电胶层3和两层低电阻导电胶层2。
所述土工膜基体4的每面均铺贴所述高电阻导电胶层3;两层所述高电阻导电胶层3的高电阻导电胶带垂直铺设;每层所述高电阻导电胶层3的高电阻导电胶带间隔铺设;所述高电阻导电胶带之间的间隔用于调整测量精度;所述低电阻导电胶层2涂敷在所述高电阻导电胶层3上;所述绝缘层1铺贴在所述低电阻导电胶层2上;所述低电阻导电胶层2与数字检测子系统连接;所述数字检测子系统用于发送检测信号。
作为一种可选地实施方式,所述低电阻导电胶层2的低电阻导电胶涂敷在所述高电阻导电胶带的中心线上;所述中心线为与所述高电阻导电胶带的长边平行的中心线。
作为一种可选地实施方式,所述低电阻导电胶的宽度不超过所述高电阻导电胶带宽度的5%。
作为一种可选地实施方式,所述低电阻导电胶包括液态金属和镍粉;所述液态金属和所述镍粉的质量比范围为8:2-2:8。
作为一种可选地实施方式,所述土工膜基体4的型号为EVA-HDPE型或者SEBS-HDPE型;所述绝缘层1的材料为TPU,所述绝缘层1的厚度范围为0.2-0.3mm。TPU为热塑性聚氨酯弹性体橡胶。
作为一种可选地实施方式,所述高电阻导电胶带由混合物制成;所述混合物包括弹性体和乙炔黑;其中,所述弹性体为丁基橡胶、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物或丙烯酸酯类树脂;当所述弹性体为丁基橡胶时,所述混合物还包括氧化锌、硫化剂、硬脂酸、促进剂和抗氧剂;所述硫化剂为硫磺;所述抗氧剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚;所述高电阻导电胶带的厚度范围为0.5-1mm,所述高电阻导电胶带的电阻率范围为20-100Ω/cm。
本发明提供的该多层数字化土工膜的结构简单,对工业化生产的要求不高,性能稳定,具有很好的实用性。高电阻导电胶层3铺贴在土工膜基体2的两面;低电阻导电胶层4涂覆在高电阻导电胶层3上;绝缘层1在铺贴在低电阻导电胶层4之上。所述土工膜基体2主要起到防止渗滤液渗漏的作用,由商用土工膜组成。所述商用土工膜可适用于EVA-HDPE型、SEBS-HDPE型。所述高电阻导电胶层3主要起到检测电流信号的分流的作用,由高电阻导电胶带组成。所述低电阻导电胶层4主要起到电压信号的发射及电流信号的收集的作用,由低电阻导电胶组成。
本发明提供的土工膜利用低阻导电阵列构成的导电矩阵连接数字检测子系统,可按需发送扫描指令并反馈检测数据,根据其距漏点的位置分流自动绘制导电网格矩阵内电流数字化云图分布,根据电流最高点判断漏点所在位置。所述土工膜结构设计简单,造价低,而且结合数字化远程智能监测系统,具有对多漏点实时监测的功能,能够对土工膜出现漏洞进行快速反映、实时定位,为工作人员智能化的管理与监控和及时修补提供了便利。
如图1所示,本发明提供的一种多层数字化土工膜制备方法,多层数字化土工膜制备方法应用上述任意一项所述的多层数字化土工膜,多层数字化土工膜制备方法包括:
步骤101:在土工膜基体的两面分别间隔均匀地铺贴高电阻导电胶带,得到高电阻导电胶层;所述土工膜基体的两面的高电阻导电胶带相互垂直。
步骤102:在所述高电阻导电胶层每个高电阻导电胶带上均匀涂敷低电阻导电胶,得到低电阻导电胶层。
步骤103:将绝缘膜铺贴在所述低电阻导电胶层上得到多层数字化土工膜;所述绝缘膜的大小与所述土工膜基体的大小相同。
本发明还提供一种多层数字化土工膜制备方法在实际应用中更为具体的制备流程,具体包括:
步骤S1:将土工膜基体裁剪成正方形,将高电阻导电胶在土工膜基体的两面分别按照经纬向均匀间隔的铺设,两面分别铺贴高电阻导电胶带,胶带之间间隔均匀,在土工膜基体两面形成单向交叉铺设的高电阻导电胶层。
步骤S2:将上述低电阻导电胶均匀的涂敷在每一条高电阻导电胶带的中央,宽度不超过胶带宽度的5%,形成低电阻导电胶层。
步骤S3:将与土工膜基体同尺寸的绝缘膜铺贴在低电阻导电胶层之上,使用热压机对上述初具形态的复合土工膜在30-50℃下热压10min,得到所述的多层数字化土工膜。
在实际应用中,所述高电阻导电胶带的制备过程具体包括:
将混合物进行处理,得到处理后的橡胶;所述将混合物进行处理,得到处理后的橡胶具体包括:
当所述弹性体为丁基橡胶时,将所述混合物进行混炼硫化,硫化温度为130-150℃,硫化时间为30-50分钟,得到处理后的橡胶;所述混合物包括丁基橡胶50-60质量份数,乙炔黑30-40质量份数,氧化锌3-5质量份数、硫化剂1-1.5质量份数、促进剂2-4质量份数、硬脂酸1-3质量份数和抗氧剂2质量份数;所述硫化剂为硫磺;所述抗氧剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚。
当所述弹性体为氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物时,将所述混合物在混炼机上混合30-60分钟,得到处理后的橡胶;所述混合物包括氢化苯乙烯-丁二烯55-66质量份数和乙炔黑34-45质量份数。
当所述弹性体为丙烯酸酯类树脂时,利用所述混合物在流延机上涂布成型,得到处理后的橡胶;所述混合物包括丙烯酸酯类树脂55-66质量份数和乙炔黑34-45质量份数。
将所述处理后的橡胶利用压片机进行挤压和冷却,得到高电阻导电胶片;
将所述高电阻导电胶片进行分割,得到高电阻导电胶带。
本发明还提供高电阻导电胶带一种更为具体的制备方法。过程如下:
步骤S1:将弹性体、乙炔黑和其他组分按照不同弹性体相应的配方在不同条件下进行混合。
所述弹性体为丁基橡胶、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)、丙烯酸酯类树脂。
其中丁基橡胶制成的高电阻导电胶(以下简称丁基高电阻导电胶)需采取先硫化后粘结的方式,采用氧化锌3-5质量份数、硫化剂1-1.5质量份数、促进剂2-4质量份数、硬脂酸1-3质量份数、抗氧剂2质量份数的配方进行混炼硫化,硫化温度为130-150℃,硫化时间为30-50分钟,得到硫化好的丁基高电阻导电胶,并涂覆丙烯酸酯粘结剂,后续进行与土工膜的冷粘结工艺。其中,硫化剂为硫磺。抗氧剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)。其中SEBS采用与乙炔黑在混炼机上混合30-60分钟的方式制得高电阻导电胶。其中丙烯酸酯采用与乙炔黑混合在流延机上涂布成型的方式制得高电阻导电胶。
步骤S2:将硫化好的橡胶经压片机压片挤出后冷却停放得到厚度约为0.5-1mm的高电阻导电胶片。
步骤S3:将上述高电阻导电胶片切割分成割成胶条带,得到高电阻导电胶带,电阻率为20-100Ω/cm。
在实际应用中,所述弹性体为丁基橡胶、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物或丙烯酸酯类树脂。
在实际应用中,所述低电阻导电胶包括液态金属和镍粉;所述液态金属和所述镍粉的质量比范围为8:2-2:8。将液态金属和镍粉按照8:2-2:8的质量比充分混合搅拌,得到液态的低电阻导电胶,电阻率为0.1~5Ω/cm。
在实际应用中,所述土工膜基体的型号为EVA-HDPE型或者SEBS-HDPE型。
在实际应用中,所述绝缘层主要起到绝缘和保护导电胶层提高结构稳定性的作用,由商业化TPU粒料流延而成,其厚度在0.2-0.3mm。
本发明与现有材料和技术相比具有如下的优点有:
1)本发明制备方法简单,时间周期短,成本低,有利于大规模的工业化生产。
2)本发明制备的多层数字化土工膜可结合防渗远程智能监测系统实现土工膜泄漏的实时监控和修补,从而提高土工膜的使用寿命。
3)本发明制备的多层数字化土工膜的结构在结合防渗远程智能监测系统对堆积坝渗漏状态实时,不仅能进行单漏点监测,且能实现多漏点同时监测,为工作人员智能化的管理与监控和及时修补提供了便利。
本发明还提供了多层数字化土工膜制备方法在不同的材料比例下的实施方式:
实施例1:
按照丁基橡胶50质量份数、氧化锌3质量份数、硫磺1质量份数、乙炔黑40质量份数、促进剂2质量份数、硬脂酸2质量份数、BHT 2质量份数的配方进行混炼硫化,硫化温度为130℃,硫化时间为40分钟,得到硫化好的橡胶。将硫化好的橡胶经压片机压片挤出后冷却停放得到厚度约为1mm的高电阻导电胶片,在导电胶片的一侧涂覆丙烯酸酯粘结剂。将上述导电胶片切割分成割成长度为25cm,宽度为2.5cm的胶条带,得到高电阻导电胶带,电阻率为60Ω/cm。将90μL液态金属和1.5g镍粉充分混合搅拌,得到液态的低电阻导电胶,电阻率为0.15Ω/cm。将商用土工膜裁剪成25×25cm的正方形,通过冷粘结工艺将高电阻导电胶带在土工膜基体的两面分别按照经纬向均匀间隔的铺贴,两面分别铺贴9条高电阻导电胶带,胶带之间间隔0.3cm,在土工膜基体两面形成单向交叉铺设的高电阻导电胶层;将低电阻导电胶均匀的涂敷在每一条高电阻导电胶带的中央,宽度不超过胶带宽度的5%;将尺寸为25×25cm的绝缘膜铺贴在低电阻导电胶层之上,使用热压机对上述初具形态的复合土工膜在30-50℃下热压10min,得到多层数字化土工膜。
性能测试:
随机选取一个漏点,结合数字化防渗远程智能监测系统,供电电压10.0V,得到单点检测数据见表1:
表1实例1的单点检测数据
使用surfer作图,将上述81个测量点的分流值绘制成等势线图如图3所示,得到的漏点位置和模拟漏点位置一致。
随机选取两个漏点,结合数字化防渗远程智能监测系统,供电电压10.0V,得到两点检测数据见表2:
表2实例1的两点检测数据
使用surfer作图,将上述81个测量点的分流值绘制成等势线图如图4所示,得到的漏点位置和模拟漏点位置一致。
实施例2:
按照丁基橡胶60质量份数、氧化锌3质量份数、硫磺1质量份数、乙炔黑30质量份数、促进剂2质量份数、硬脂酸2质量份数、BHT 2质量份数的配方进行混炼硫化,硫化温度为130℃,硫化时间为30分钟,得到硫化好的橡胶。将硫化好的橡胶经压片机压片挤出后冷却停放得到厚度约为1mm的高电阻导电胶片,在导电胶片的一侧涂覆丙烯酸酯粘结剂。将上述导电胶片切割分成割成长度为25cm,宽度为2.5cm的胶条带,得到高电阻导电胶带,电阻率为90Ω/cm。将90μL液态金属和1.5g镍粉充分混合搅拌,得到液态的低电阻导电胶,电阻率为0.15Ω/cm。将商用土工膜裁剪成25×25cm的正方形,通过冷粘结工艺将高电阻导电胶带在土工膜基体的两面分别按照经纬向均匀间隔的铺贴,两面分别铺贴9条高电阻导电胶带,胶带之间间隔0.3cm,在土工膜基体两面形成单向交叉铺设的高电阻导电胶层;将低电阻导电胶均匀的涂敷在每一条高电阻导电胶带的中央,宽度不超过胶带宽度的5%;将尺寸为25×25cm的绝缘膜铺贴在低电阻导电胶层之上,使用热压机对上述初具形态的复合土工膜在30-50℃下热压10min,得到多层数字化土工膜。
性能测试:
随机选取一个漏点,结合数字化防渗远程智能监测系统,供电电压10.0V,得到单点检测数据见表3:
表3实例2的单点检测数据
使用surfer作图,将上述81个测量点的分流值绘制成等势线图如图5所示,得到的漏点位置和模拟漏点位置一致。
随机选取两个漏点,结合数字化防渗远程智能监测系统,供电电压10.0V,得到两点检测数据见表4:
表4实例2的两点检测数据
使用surfer作图,将上述81个测量点的分流值绘制成等势线图如图6所示,得到的漏点位置和模拟漏点位置一致。
实施例3:
按照丁基橡胶70质量份数、氧化锌3质量份数、硫磺1质量份数、乙炔黑20质量份数、促进剂2质量份数、硬脂酸2质量份数、BHT 2质量份数的配方进行混炼硫化,硫化温度为130℃,硫化时间为30分钟,得到硫化好的橡胶。将硫化好的橡胶经压片机压片挤出后冷却停放得到厚度约为1mm的高电阻导电胶片,在导电胶片的一侧涂覆丙烯酸酯粘结剂。将上述导电胶片切割分成割成长度为25cm,宽度为2.5cm的胶条带,得到高电阻导电胶带,电阻率为4.1kΩ/cm。将90μL液态金属和1.5g镍粉充分混合搅拌,得到液态的低电阻导电胶,电阻率为0.15Ω/cm。将商用土工膜裁剪成25×25cm的正方形,通过冷粘结工艺将高电阻导电胶带在土工膜基体的两面分别按照经纬向均匀间隔的铺贴,两面分别铺贴9条高电阻导电胶带,胶带之间间隔0.3cm,在土工膜基体两面形成单向交叉铺设的高电阻导电胶层;将低电阻导电胶均匀的涂敷在每一条高电阻导电胶带的中央,宽度不超过胶带宽度的5%;将尺寸为25×25cm的绝缘膜铺贴在低电阻导电胶层之上,使用热压机对上述初具形态的复合土工膜在30-50℃下热压10min,得到多层数字化土工膜。
性能测试:
随机选取一个漏点,结合数字化防渗远程智能监测系统,供电电压10.0V,得到单点检测数据见表5:
表5实例3的单点检测数据
使用surfer作图,将上述81个测量点的分流值绘制成等势线图如图7所示,没有得到漏点位置,说明此次实施例的制备方法是不可行的。
实施例4:
按照SEBS胶56质量份数、乙炔黑44质量份数的配方在混炼机上混合40分钟,经压片机压片挤出后冷却停放得到厚度约为1mm的高电阻导电胶片。将上述导电胶片切割分成割成长度为25cm,宽度为2.5cm的胶条带,得到高电阻导电胶带,电阻率为70Ω/cm。将90μL液态金属和1.5g镍粉充分混合搅拌,得到液态的低电阻导电胶,电阻率为0.15Ω/cm。将商用土工膜裁剪成25×25cm的正方形,将高电阻导电胶带在土工膜基体的两面分别按照经纬向均匀间隔的铺贴,两面分别铺贴9条高电阻导电胶带,胶带之间间隔0.3cm,在土工膜基体两面形成单向交叉铺设的高电阻导电胶层;将低电阻导电胶均匀的涂敷在每一条高电阻导电胶带的中央,宽度不超过胶带宽度的5%;将尺寸为25×25cm的绝缘膜铺贴在低电阻导电胶层之上,使用热压机对上述初具形态的复合土工膜在30-50℃下热压10min,得到多层数字化土工膜。
实施例5:
按照丙烯酸酯63质量份数、乙炔黑37质量份数的配方在在流延机上涂布成型,得到厚度约为0.8mm的高电阻导电胶片。将上述导电胶片切割分成割成长度为25cm,宽度为2.5cm的胶条带,得到高电阻导电胶带,电阻率为80Ω/cm。将90μL液态金属和1.5g镍粉充分混合搅拌,得到液态的低电阻导电胶,电阻率为0.15Ω/cm。将商用土工膜裁剪成25×25cm的正方形,将高电阻导电胶带在土工膜基体的两面分别按照经纬向均匀间隔的铺贴,两面分别铺贴9条高电阻导电胶带,胶带之间间隔0.3cm,在土工膜基体两面形成单向交叉铺设的高电阻导电胶层;将低电阻导电胶均匀的涂敷在每一条高电阻导电胶带的中央,宽度不超过胶带宽度的5%;将尺寸为25×25cm的绝缘膜铺贴在低电阻导电胶层之上,使用热压机对上述初具形态的复合土工膜在30-50℃下热压10min,得到多层数字化土工膜。
本发明所设计的多层数字化土工膜结构包括土工膜基体、高电阻导电胶层、低电阻导电胶层、绝缘层,其中,利用商用的土工膜作为基体,高电阻导电胶层铺贴在土工膜基体的两面;低电阻导电胶层涂覆在高电阻导电胶层上;绝缘层在铺贴在低电阻导电胶层之上。所述的土工膜利用低阻导电阵列构成的导电矩阵连接数字检测子系统,可按需发送扫描指令并反馈检测数据,根据其距漏点的位置分流自动绘制导电网格矩阵内电流数字化云图分布,根据电流最高点判断漏点所在位置。所述土工膜结构设计简单,造价低,而且结合数字化远程智能监测系统,具有对多漏点实时监测的功能,能够对土工膜出现漏洞进行快速反映、实时定位,为工作人员智能化的管理与监控和及时修补提供了便利。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (7)
1.一种多层数字化土工膜,其特征在于,包括:土工膜基体、两层绝缘层、两层高电阻导电胶层和两层低电阻导电胶层;
所述土工膜基体的每面均铺贴所述高电阻导电胶层;两层所述高电阻导电胶层的高电阻导电胶带垂直铺设;每层所述高电阻导电胶层的高电阻导电胶带间隔铺设;所述高电阻导电胶带之间的间隔用于调整测量精度;所述低电阻导电胶层涂敷在所述高电阻导电胶层上;所述绝缘层铺贴在所述低电阻导电胶层上;所述低电阻导电胶层与数字检测子系统连接;土工膜利用低阻导电阵列构成的导电矩阵连接数字检测子系统;所述高电阻导电胶带由混合物制成;所述混合物包括弹性体和乙炔黑;所述低电阻导电胶层的低电阻导电胶包括液态金属和镍粉;所述数字检测子系统用于发送检测信号;所述液态金属和所述镍粉的质量比范围为8:2-2:8;所述弹性体为丁基橡胶、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物或丙烯酸酯类树脂;当弹性体为丁基橡胶时,所述混合物包括丁基橡胶50-60质量份数和乙炔黑30-40质量份数;当弹性体为氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物时,混合物包括氢化苯乙烯-丁二烯55-66质量份数和乙炔黑34-45质量份数;当所述弹性体为丙烯酸酯类树脂时,所述混合物包括丙烯酸酯类树脂55-66质量份数和乙炔黑34-45质量份数。
2.根据权利要求1所述的多层数字化土工膜,其特征在于,所述低电阻导电胶层的低电阻导电胶涂敷在所述高电阻导电胶带的中心线上;所述中心线为与所述高电阻导电胶带的长边平行的中心线。
3.根据权利要求2所述的多层数字化土工膜,其特征在于,所述低电阻导电胶的宽度不超过所述高电阻导电胶带宽度的5%。
4.根据权利要求1所述的多层数字化土工膜,其特征在于,所述土工膜基体的型号为EVA-HDPE型或者SEBS-HDPE型;所述绝缘层的材料为TPU,所述绝缘层的厚度范围为0.2-0.3mm。
5.根据权利要求1所述的多层数字化土工膜,其特征在于,当所述弹性体为丁基橡胶时,所述混合物还包括氧化锌、硫化剂、硬脂酸、促进剂和抗氧剂;所述硫化剂为硫磺;所述抗氧剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚;所述高电阻导电胶带的厚度范围为0.5-1mm,所述高电阻导电胶带的电阻率范围为20-100Ω/cm。
6.一种多层数字化土工膜制备方法,其特征在于,所述多层数字化土工膜制备方法应用于权利要求1-5任意一项所述的多层数字化土工膜,所述多层数字化土工膜制备方法,包括:
在土工膜基体的两面分别间隔均匀地铺贴高电阻导电胶带,得到高电阻导电胶层;所述土工膜基体的两面的高电阻导电胶带相互垂直;
在所述高电阻导电胶层每个高电阻导电胶带上均匀涂敷低电阻导电胶,得到低电阻导电胶层;
将绝缘膜铺贴在所述低电阻导电胶层上得到多层数字化土工膜;所述绝缘膜的大小与所述土工膜基体的大小相同。
7.根据权利要求6所述的多层数字化土工膜制备方法,其特征在于,所述高电阻导电胶带的制备过程具体包括:
将混合物进行处理,得到处理后的橡胶;所述将混合物进行处理,得到处理后的橡胶具体包括:
当所述弹性体为丁基橡胶时,将所述混合物进行混炼硫化,硫化温度为130-150℃,硫化时间为30-50分钟,得到处理后的橡胶;所述混合物包括丁基橡胶50-60质量份数,乙炔黑30-40质量份数,氧化锌3-5质量份数、硫化剂1-1.5质量份数、促进剂2-4质量份数、硬脂酸1-3质量份数和抗氧剂2质量份数;所述硫化剂为硫磺;所述抗氧剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚;
当所述弹性体为氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物时,将所述混合物在混炼机上混合30-60分钟,得到处理后的橡胶;所述混合物包括氢化苯乙烯-丁二烯55-66质量份数和乙炔黑34-45质量份数;
当所述弹性体为丙烯酸酯类树脂时,利用所述混合物在流延机上涂布成型,得到处理后的橡胶;所述混合物包括丙烯酸酯类树脂55-66质量份数和乙炔黑34-45质量份数;
将所述处理后的橡胶利用压片机进行挤压和冷却,得到高电阻导电胶片;
将所述高电阻导电胶片进行分割,得到高电阻导电胶带。
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基于风险降低的导电HDPE土工膜在防渗系统中应用;曹丽 等;山西建筑;第40卷(第26期);202-203页 * |
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