一、试验箱的核心功能定位

　土工合成材料在水利、交通、环保等工程中承担着防渗、反滤、加固等关键作用，其耐酸碱性能直接影响工程结构的长期稳定性。耐酸碱老化试验箱通过模拟极端化学环境，加速材料老化过程，为评估其耐久性提供科学依据。该设备需满足三大核心需求：

　精准控温：酸碱反应速率与温度密切相关，需实现室温至80℃的宽范围精确控温，确保试验条件可复现。

　溶液均匀性：通过强制搅拌系统使酸碱溶液浓度分布均匀，避免局部浓度差异导致试验误差。

　耐腐蚀设计：接触溶液的部件需采用304不锈钢等耐腐蚀材料，防止设备自身锈蚀污染试验样本。

　二、结构设计与技术实现

　试验箱采用模块化设计，主要由温控系统、溶液循环系统、样品舱体和安全防护装置构成：

　温控系统

　采用PID数字控温技术，通过内置传感器实时监测溶液温度，自动调节加热功率维持设定值。例如，当设定温度为50℃时，系统可在±0.1℃范围内波动，确保试验条件稳定。内胆采用双层不锈钢结构，中间填充隔热材料，减少热量散失的同时提升安全性。

　溶液循环系统

　配备低噪音搅拌电机，驱动桨叶以30-60转/分钟的速度旋转，使溶液形成对流循环。以直径300mm的圆形样品舱为例，搅拌系统可在10分钟内实现溶液浓度均匀化，消除分层现象。部分高端设备还增设pH值监测模块，实时反馈溶液酸碱度变化，为试验数据修正提供参考。

　样品舱体设计

　采用独立双舱结构，可同时进行酸、碱两种环境试验。每个舱体配备可调节样品架，支持5-10个试样同步浸泡。样品架采用聚四氟乙烯材质，既避免金属离子污染溶液，又能承受强酸强碱腐蚀。舱门密封采用硅胶条与气压锁双重设计，防止溶液挥发导致浓度变化。

　安全防护装置

　设置多重安全机制：

　漏电保护装置：当电流异常时自动切断电源；

　超温报警系统：温度超过设定值5℃时触发声光报警；

　防爆视窗：采用钢化玻璃与防腐蚀涂层，便于观察试验过程；

　废液收集系统：底部设置排水阀，试验结束后可安全排放废液。

　三、试验流程与操作规范

　样品制备

　从土工布卷材上裁取100mm×100mm的方形试样，每组试验需制备3个平行样。使用分析天平称量初始质量，精确至0.01g，并记录表面状态。

　溶液配制

　根据标准要求配制酸碱溶液：

　酸性环境：5%硫酸溶液（密度1.03g/cm³）；

　碱性环境：10%氢氧化钠溶液（密度1.11g/cm³）。

　使用去离子水作为溶剂，配制过程需在通风橱内完成，操作人员需佩戴防毒面具和耐腐蚀手套。

　试验执行

　将试样固定于样品架后浸入溶液，确保完全浸没且无气泡附着。设定温度为50℃，开启搅拌功能，连续试验72小时。期间每24小时记录一次溶液温度和pH值，观察试样表面变化。

　后处理与数据分析

　试验结束后，用去离子水冲洗试样表面残留溶液，置于60℃烘箱中干燥至恒重。再次称量质量并计算质量损失率，同时通过电子显微镜观察纤维断裂情况。对比不同浸泡时间下的数据，评估材料耐酸碱性能衰减规律。

　四、应用场景与行业价值

　该试验箱在多个领域发挥关键作用：

　水利工程：评估土工膜在污水处理池中的抗化学腐蚀能力；

　交通建设：测试土工格栅在道路基层中的耐盐碱性能；

　环保领域：研究垃圾填埋场防渗膜的耐酸雨侵蚀特性。

　通过加速老化试验，企业可在产品研发阶段提前发现材料缺陷，优化配方设计。例如，某研究机构通过该设备发现，在聚丙烯土工布中添加2%的纳米二氧化硅可使其耐酸性能提升40%，显著延长使用寿命。这种“试验-改进-验证”的闭环模式，正推动土工合成材料行业向高性能、长寿命方向发展。