Phương pháp nhiệt vi sai xác định tuổi thọ của ống địa kỹ thuật xây dựng đê

Tuổi thọ của vật liệu chế tạo ống địa kỹ thuật quyết định thời gian làm việc của đê xây dựng bằng ống địa kỹ thuật nhồi cát. Độ chính xác của phép dự báo phụ thuộc vào phương trình dự báo có phản ánh đầy đủ các yếu tố khí hậu, thời tiết, môi trường, điều kiện sử dụng ... tác động lên ống địa kỹ thuật và tiêu chuẩn hư hỏng mẫu được lựa chọn có tiêu biểu hay không. Việc gia tốc quá trình lão hóa cho phép đánh giá nhanh hơn quá trình phá hủy của vật liệu. Bài viết trình bày kết quả dự báo tuổi thọ sử dụng của ống địa kỹ thuật theo phương pháp nhiệt vi sai.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phương pháp nhiệt vi sai xác định tuổi thọ của ống địa kỹ thuật xây dựng đê 41 TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI, SỐ 19 - 05/2016 PHƯƠNG PHÁP NHIỆT VI SAI XÁC ĐỊNH TUỔI THỌ CỦA ỐNG ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG ĐÊ DIFFERENTIAL SCANNING CALORIMETRY METHOD TO DETERMINE THE LIFE TIME OF GEOTUBE USED FOR DIKE CONSTRUCTION Vương Quang Việt Viện Nhiệt đới môi trường Tóm tắt: Tuổi thọ của vật liệu chế tạo ống địa kỹ thuật quyết định thời gian làm việc của đê xây dựng bằng ống địa kỹ thuật nhồi cát. Độ chính xác của phép dự báo phụ thuộc vào phương trình dự báo có phản ánh đầy đủ các yếu tố khí hậu, thời tiết, môi trường, điều kiện sử dụng ... tác động lên ống địa kỹ thuật và tiêu chuẩn hư hỏng mẫu được lựa chọn có tiêu biểu hay không. Việc gia tốc quá trình lão hóa cho phép đánh giá nhanh hơn quá trình phá hủy của vật liệu. Bài viết trình bày kết quả dự báo tuổi thọ sử dụng của ống địa kỹ thuật theo phương pháp nhiệt vi sai. Từ khoá: Tuổi thọ, vật liệu dệt PES. Abstract: The life time of geotube materials determines the work life of sand-filled geotube containment dykes. Accuracies of predictions depend on whether the prediction equation sufficiently includes the factors that impact on geotube such as climate, weather, environment and use conditions and whether the selected sample damage criteria are typical. Acceleration of aging enables quicker evaluation of material decomposition. This article shows results of geotube life time prediction with a differential scanning calorimetry method. Key words: Lifetime, PES textile material. 1. Giới thiệu liệu dệt PES làm ống địa kỹ thuật – bằng Vật liệu dệt polyeste (PES) thường được phương pháp nhiệt vi sai (DTA). dùng trong chế tạo ống địa kỹ thuật nhồi cát 2. Phương pháp nghiên cứu xây dựng đê do một số ưu điểm vượt trội là 2.1. Nguyên vật liệu độ bền cơ học cao, chịu nhiệt, kháng UV, Vải polyester GM200 Hàn Quốc có các khó bị thủy phân trong nước,... . Tuổi thọ của thông số chính sau: Trọng lượng: 600 g/m2; đê phụ thuộc vào tuổi thọ của ống địa kỹ độ bền kéo đứt theo chiều dọc và ngang: > thuật xây dựng đê - đây là khoảng thời gian 200 kN/m; độ dãn dài khi đứt theo chiều dọc liên tục tính từ khi đê được xây dựng (ống và ngang < 15 %; hệ số thấm: 10-5 m/s; kích địa kỹ thuật chịu tác động của điều kiện sử thước lỗ O90: 0,075 mm; khổ rộng: 3,6 m; dụng cũng như của môi trường sử dụng) cho chiều dày: 2 mm. đến khi bị hư hỏng căn cứ theo một tiêu chuẩn nào đó. Phương pháp xác định thời 2.2. Phương pháp nghiên cứu gian làm việc tốt nhất là phơi mẫu hiện Phân tích nhiệt vi sai trên thiết bị: trường tuy nhiên tiêu tốn nhiều thời gian. Vì Netzsch STA 409 PC với detector DTG-60; vậy cần đến phương pháp gia tốc quá trình Chế độ: Môi trường phân tích khí argon, lão hóa hoặc các phiên bản của nó. Độ chính thực hiện với các chế độ gia nhiệt: 2,5; 5,0; xác của phép dự báo phụ thuộc vào phương 7,5; 10,0 oC/phút tại Phòng Thí nghiệm Đại trình dự báo có phản ánh đầy đủ các yếu tố học Bách khoa Hà Nội. khí hậu, thời tiết, môi trường, điều kiện sử Thử nghiệm động học phân hủy trọng dụng ... tác động lên ống địa kỹ thuật và tiêu lượng nhiệt dựa vào phương pháp chuẩn hư hỏng mẫu được lựa chọn có tiêu Ozawa/Flynn/Wall theo ASTM: E1641 - 15 biểu hay không [1, 2]. Mục tiêu của nghiên [3]. cứu là sử dụng phương pháp nhiệt vi sai dự Tính toán bền nhiệt của vật liệu từ số báo thời gian hoặc tuổi thọ của vật liệu chế liệu phân hủy trọng lượng nhiệt theo ASTM: tạo ống địa kỹ thuật. Bài báo này trình bày E1877 - 15 [4]. một số kết quả nghiên cứu về tuổi thọ của vật 3. Kết quả và thảo luận 42 Journal of Transportation Science and Technology, Vol 19, May 2016 3.1. Xây dựng giản đồ tương quan logv Xác định năng lượng hoạt hóa của quá – giản đồ Arrhenius trình theo ASTM: E1877-15. Kết quả phân tích DTA trong môi trường Phương trình năng lượng có dạng: argon với các tốc độ gia nhiệt khác nhau R E = b.a (2) được trình bày trên giản đồ hình 1. Trong đó: E: Năng lượng hoạt hóa Arrhenius (J/mol); R: Hằng số khí = 8,31451 J/(mol K); a: Hệ số góc (theo ASTM: E1641-15): ∆(logv) a= 1 = 10.000; ∆( ) T b từ bảng cho trước và lần đầu lấy giá trị b = 0,4570 Hình 1. Giản đồ DTA của mẫu vật liệu GM200 trong Thay vào tính: môi trường argon. 8,314 Từ kết quả phân tích DTA, chọn mức độ E = 0,457 . 10.000 = 181.926 J/mol p ...