土工布又稱土工織物,它是由合成纖維通過針刺或編織而成的透水性土工合成材料。成品為布狀,一般寬度為4-6米,長(zhǎng)度為50-100米。土工布分為有紡?fù)凉げ己蜔o紡?fù)凉げ?。土工布具有?yōu)秀的過濾、隔離、加固防護(hù)作用、抗拉強(qiáng)度高、滲透性好、耐高溫、抗冷凍、耐老化、耐腐蝕。
無紡?fù)凉げ?/strong>
無紡?fù)凉げ际怯砷L(zhǎng)絲或短纖維經(jīng)過不同的設(shè)備和工藝鋪排成網(wǎng)狀,在經(jīng)過針刺等工藝讓不同的纖維相互交織在一起,相互纏結(jié)固著使織物規(guī)格化,讓織物柔軟、豐滿、厚實(shí)、硬挺,以達(dá)到不同的厚度滿足使用要求,無紡?fù)凉げ季哂泻芎玫目椢镩g隙,有很好的附著離,由于纖維柔軟具有一定的抗撕裂能防滲膜力同時(shí)具有很好的變形適應(yīng)能力,同時(shí)具有很好的平面排水能力,表面柔軟多間隙有很好的摩擦系數(shù)能夠增加土粒等的附著能力,可以防止細(xì)小顆粒通過阻止了顆粒物的流失同時(shí)排除了多余水分,表面松軟有很好的保護(hù)能力。根據(jù)用絲的長(zhǎng)短分為長(zhǎng)絲無紡?fù)凉げ蓟蚨探z無紡?fù)凉げ肌K鼈兌寄芷鸬胶芎玫倪^濾、隔離、加筋、防護(hù)等功效,是一種應(yīng)用廣泛的土工合成材料。長(zhǎng)絲的抗拉強(qiáng)度高于短絲,可根據(jù)具體要求選擇使用。
有紡?fù)凉げ迹咏钔凉げ迹?/strong>
有紡?fù)凉げ际怯芍辽賰山M平行的紗線(或扁絲)組成,一組沿織機(jī)的縱(織物行進(jìn)的方向)稱經(jīng)紗,另一組橫向布置稱為緯紗。用不同的編制編織設(shè)備和工藝將經(jīng)紗與緯紗交織在一起織成布狀,可根據(jù)不同的使用范圍編織成不同的厚度與密實(shí)度,一般有紡?fù)凉げ驾^薄縱橫向都具有相當(dāng)強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度(經(jīng)度大于緯度),具有很好的穩(wěn)定性能。有紡?fù)凉げ几鶕?jù)編織工藝和使用經(jīng)緯的不同分為加筋土工布和不加筋土工布兩大類,加筋土工布的經(jīng)向抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通土工布。有紡?fù)凉げ家话銓?shí)際應(yīng)用與土工工程項(xiàng)目的加筋增強(qiáng),主要功能是加固增強(qiáng),具有平面隔離與保護(hù)功能,不具備平面排水功能可根據(jù)具體的使用目的選用。
土工布的過去和將來
國(guó)外對(duì)土工布的應(yīng)用早在60年代就已開始,美國(guó)是世界上土工布消費(fèi)量最大的國(guó)家,它在90年代初對(duì)其年用量就在3億㎡以上,近幾年用量達(dá)到7億㎡。歐洲和日本的土工布也得到較快發(fā)展,歐洲土工布近幾年的年用量也在4億㎡左右,其中紡粘法非織造布占非織造土工布的60%左右;日本在90年代中期以后對(duì)土工布的應(yīng)用有顯著的增長(zhǎng)。日本非織造土工布中以紡粘法用量最大,約占非織造土工布總量的60%,而且主要是PET紡粘布。
我國(guó)的土工布起步于80年代初,但當(dāng)時(shí)的用量極少,只是試驗(yàn)性的應(yīng)用。直到1998年特大洪水引起政府的重視,建筑部門把對(duì)土工布的應(yīng)用列入到設(shè)計(jì)規(guī)范中去,并制定了相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),土工布才真正得到重視和發(fā)展。目前我國(guó)土工布的用量已超過3億㎡,非織造土工布占總量比重達(dá)到40%左右。我國(guó)土木工程建設(shè)具有巨大潛在市場(chǎng),其潛力決不低于美國(guó)目前用量的7~8億㎡。專家測(cè)算,我國(guó)土工布在今后15年仍將以雙位數(shù)增長(zhǎng),其中增長(zhǎng)速度較快的是PET紡粘長(zhǎng)絲土工布。
在“十五”及至“十一五”計(jì)劃期間,我國(guó)規(guī)劃在水利、電力、交通、環(huán)境保護(hù)、江河治理等各項(xiàng)工程上的投資巨大,包括水利建設(shè)、南水北調(diào)工程、電力投資、公路和鐵路建設(shè)、環(huán)境工程建設(shè),還有港口、機(jī)場(chǎng)、垃圾處理、江河湖海治理、治沙等等工程,投資計(jì)達(dá)上萬億元。中國(guó)在今后10年或更長(zhǎng)時(shí)間,將會(huì)有更多的基礎(chǔ)設(shè)施工程要建設(shè),對(duì)土工布的需求也將會(huì)越來越多,中國(guó)將成為世界土工合成材料的最大營(yíng)銷市場(chǎng)。
土工布的應(yīng)用特性:
1、由于目前用于土工布生產(chǎn)的合成纖維主要為錦綸、滌綸、丙綸、乙綸,它們都具有很強(qiáng)的抗埋、耐腐性能
2、土工布為透水材料,所以具有很好的反濾隔離功能
3、無紡?fù)凉げ加捎诮Y(jié)構(gòu)蓬松,具有很好的排水性能
4、土工布有很好抗穿刺能力,所以具有很好的保護(hù)性能
5、土工布有很好的摩擦系數(shù)與抗拉強(qiáng)度,具有土工加筋性能
土工布的主要應(yīng)用領(lǐng)域:
水利工程:海堤、江堤、湖堤達(dá)標(biāo)工程;水庫加固工程;圍墾工程;防汛搶險(xiǎn)。
公路鐵路航空港工程:軟基加固處理;邊坡防護(hù);路面防反射裂縫結(jié)構(gòu)層;排水系統(tǒng);綠化隔離帶。
電工工程:核電站基礎(chǔ)工程;火電灰壩工程;水電站工程。
土工布具體的種類很多,下面介紹幾種比較常見的種類以及它們的特性:
防滲土工布
防滲土工布以塑料薄膜作為防滲基材,與無紡布復(fù)合而成的土工防滲材料,它的防滲性能主要取決于塑料薄膜的防滲性能。目前,國(guó)內(nèi)外防滲應(yīng)用的塑料薄膜,主要有聚氯乙烯(PVC)和聚乙烯(PE),它們是一種高分子化學(xué)柔性材料,比重較小,延伸性較強(qiáng),適應(yīng)變形能力高,耐腐蝕,耐低溫,抗凍性能好。其主要機(jī)理是以塑料薄膜的不透水性隔斷土壩漏水通道,以其較大的抗拉強(qiáng)度和延伸率承受水壓和適應(yīng)壩體變形;而無紡布亦是一種高分子短纖維化學(xué)材料,通過針刺或熱粘成形,具有較高的抗拉強(qiáng)度和延伸性,它與塑料薄膜結(jié)合后,不僅增大了塑料薄膜的抗拉強(qiáng)度和抗穿刺能力,而且由于無紡布表面粗糙,增大了接觸面的摩擦系數(shù),有利于復(fù)合土工膜及保護(hù)層的穩(wěn)定。同時(shí),它們對(duì)細(xì)菌和化學(xué)作用有較好的耐侵蝕性,不怕酸、堿、鹽類的侵蝕。
經(jīng)編復(fù)合土工布
經(jīng)編復(fù)合土工布是以玻璃纖維(或合成纖維)為增強(qiáng)材料,通過與短纖針刺無紡布復(fù)合而成的新型土工材料。
經(jīng)編復(fù)合土工布不同于一般機(jī)織布。其最大特點(diǎn)是經(jīng)線與緯線的交叉點(diǎn)不彎曲,各自處于平直狀態(tài)。用捆綁線將兩者捆扎牢固,可全面較均勻同步,承受外力,分布應(yīng)力,且當(dāng)施加的外力撕裂材料的瞬時(shí),紗線會(huì)沿初裂口擁集,增加抗撕裂強(qiáng)度。
經(jīng)編復(fù)合時(shí),即利用經(jīng)編捆綁線在經(jīng),緯紗與短纖針刺土工布的纖維層間反復(fù)穿行,使三者編結(jié)為一體。因而經(jīng)編復(fù)合土工布既具有高抗拉強(qiáng)度,低延伸率的特點(diǎn),又兼有針刺非織造布的性能。因此經(jīng)編復(fù)合土工布是一種可用于加筋增強(qiáng),隔離防護(hù),并具有三維整體法向及水平均有較好的聚水,異水的作用。因其固體基質(zhì)和氣孔均呈連續(xù)相、成為多孔隙的過濾效應(yīng),是一種多功能的土工復(fù)合材料。它是當(dāng)今國(guó)際上高水平的應(yīng)用土工復(fù)合的基材。
聚酯長(zhǎng)絲土工布
聚酯長(zhǎng)絲土工布是采用聚酯辦法經(jīng)紡絲針刺固結(jié)直接制成,產(chǎn)品規(guī)格從80-800g/m2任意選擇,它是巖土工程和土木工程中應(yīng)用的一種土工合成材料,是通過聚酯長(zhǎng)絲成網(wǎng)和固結(jié)的方法制成,其纖維排列成三維結(jié)構(gòu)。
除了具有良好的力學(xué)性能外,還具有良好的縱橫向排水性能和良好的延伸性能及較高的耐生物、耐酸堿、耐老化等化學(xué)穩(wěn)定性能。同時(shí),還具有較寬的孔徑范圍、曲折的孔隙分布、優(yōu)良的滲透性能和過濾性能。
無紡?fù)凉げ?/strong>
無紡?fù)凉げ际怯砷L(zhǎng)絲或短纖維經(jīng)過不同的設(shè)備和工藝鋪排成網(wǎng)狀,在經(jīng)過針刺等工藝讓不同的纖維相互交織在一起,相互纏結(jié)固著使織物規(guī)格化,讓織物柔軟、豐滿、厚實(shí)、硬挺,以達(dá)到不同的厚度滿足使用要求,無紡?fù)凉げ季哂泻芎玫目椢镩g隙,有很好的附著離,由于纖維柔軟具有一定的抗撕裂能防滲膜力同時(shí)具有很好的變形適應(yīng)能力,同時(shí)具有很好的平面排水能力,表面柔軟多間隙有很好的摩擦系數(shù)能夠增加土粒等的附著能力,可以防止細(xì)小顆粒通過阻止了顆粒物的流失同時(shí)排除了多余水分,表面松軟有很好的保護(hù)能力。根據(jù)用絲的長(zhǎng)短分為長(zhǎng)絲無紡?fù)凉げ蓟蚨探z無紡?fù)凉げ肌K鼈兌寄芷鸬胶芎玫倪^濾、隔離、加筋、防護(hù)等功效,是一種應(yīng)用廣泛的土工合成材料。長(zhǎng)絲的抗拉強(qiáng)度高于短絲,可根據(jù)具體要求選擇使用。
有紡?fù)凉げ迹咏钔凉げ迹?/strong>
有紡?fù)凉げ际怯芍辽賰山M平行的紗線(或扁絲)組成,一組沿織機(jī)的縱(織物行進(jìn)的方向)稱經(jīng)紗,另一組橫向布置稱為緯紗。用不同的編制編織設(shè)備和工藝將經(jīng)紗與緯紗交織在一起織成布狀,可根據(jù)不同的使用范圍編織成不同的厚度與密實(shí)度,一般有紡?fù)凉げ驾^薄縱橫向都具有相當(dāng)強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度(經(jīng)度大于緯度),具有很好的穩(wěn)定性能。有紡?fù)凉げ几鶕?jù)編織工藝和使用經(jīng)緯的不同分為加筋土工布和不加筋土工布兩大類,加筋土工布的經(jīng)向抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通土工布。有紡?fù)凉げ家话銓?shí)際應(yīng)用與土工工程項(xiàng)目的加筋增強(qiáng),主要功能是加固增強(qiáng),具有平面隔離與保護(hù)功能,不具備平面排水功能可根據(jù)具體的使用目的選用。
土工布的過去和將來
國(guó)外對(duì)土工布的應(yīng)用早在60年代就已開始,美國(guó)是世界上土工布消費(fèi)量最大的國(guó)家,它在90年代初對(duì)其年用量就在3億㎡以上,近幾年用量達(dá)到7億㎡。歐洲和日本的土工布也得到較快發(fā)展,歐洲土工布近幾年的年用量也在4億㎡左右,其中紡粘法非織造布占非織造土工布的60%左右;日本在90年代中期以后對(duì)土工布的應(yīng)用有顯著的增長(zhǎng)。日本非織造土工布中以紡粘法用量最大,約占非織造土工布總量的60%,而且主要是PET紡粘布。
我國(guó)的土工布起步于80年代初,但當(dāng)時(shí)的用量極少,只是試驗(yàn)性的應(yīng)用。直到1998年特大洪水引起政府的重視,建筑部門把對(duì)土工布的應(yīng)用列入到設(shè)計(jì)規(guī)范中去,并制定了相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),土工布才真正得到重視和發(fā)展。目前我國(guó)土工布的用量已超過3億㎡,非織造土工布占總量比重達(dá)到40%左右。我國(guó)土木工程建設(shè)具有巨大潛在市場(chǎng),其潛力決不低于美國(guó)目前用量的7~8億㎡。專家測(cè)算,我國(guó)土工布在今后15年仍將以雙位數(shù)增長(zhǎng),其中增長(zhǎng)速度較快的是PET紡粘長(zhǎng)絲土工布。
在“十五”及至“十一五”計(jì)劃期間,我國(guó)規(guī)劃在水利、電力、交通、環(huán)境保護(hù)、江河治理等各項(xiàng)工程上的投資巨大,包括水利建設(shè)、南水北調(diào)工程、電力投資、公路和鐵路建設(shè)、環(huán)境工程建設(shè),還有港口、機(jī)場(chǎng)、垃圾處理、江河湖海治理、治沙等等工程,投資計(jì)達(dá)上萬億元。中國(guó)在今后10年或更長(zhǎng)時(shí)間,將會(huì)有更多的基礎(chǔ)設(shè)施工程要建設(shè),對(duì)土工布的需求也將會(huì)越來越多,中國(guó)將成為世界土工合成材料的最大營(yíng)銷市場(chǎng)。
土工布的應(yīng)用特性:
1、由于目前用于土工布生產(chǎn)的合成纖維主要為錦綸、滌綸、丙綸、乙綸,它們都具有很強(qiáng)的抗埋、耐腐性能
2、土工布為透水材料,所以具有很好的反濾隔離功能
3、無紡?fù)凉げ加捎诮Y(jié)構(gòu)蓬松,具有很好的排水性能
4、土工布有很好抗穿刺能力,所以具有很好的保護(hù)性能
5、土工布有很好的摩擦系數(shù)與抗拉強(qiáng)度,具有土工加筋性能
土工布的主要應(yīng)用領(lǐng)域:
水利工程:海堤、江堤、湖堤達(dá)標(biāo)工程;水庫加固工程;圍墾工程;防汛搶險(xiǎn)。
公路鐵路航空港工程:軟基加固處理;邊坡防護(hù);路面防反射裂縫結(jié)構(gòu)層;排水系統(tǒng);綠化隔離帶。
電工工程:核電站基礎(chǔ)工程;火電灰壩工程;水電站工程。
土工布具體的種類很多,下面介紹幾種比較常見的種類以及它們的特性:
防滲土工布
防滲土工布以塑料薄膜作為防滲基材,與無紡布復(fù)合而成的土工防滲材料,它的防滲性能主要取決于塑料薄膜的防滲性能。目前,國(guó)內(nèi)外防滲應(yīng)用的塑料薄膜,主要有聚氯乙烯(PVC)和聚乙烯(PE),它們是一種高分子化學(xué)柔性材料,比重較小,延伸性較強(qiáng),適應(yīng)變形能力高,耐腐蝕,耐低溫,抗凍性能好。其主要機(jī)理是以塑料薄膜的不透水性隔斷土壩漏水通道,以其較大的抗拉強(qiáng)度和延伸率承受水壓和適應(yīng)壩體變形;而無紡布亦是一種高分子短纖維化學(xué)材料,通過針刺或熱粘成形,具有較高的抗拉強(qiáng)度和延伸性,它與塑料薄膜結(jié)合后,不僅增大了塑料薄膜的抗拉強(qiáng)度和抗穿刺能力,而且由于無紡布表面粗糙,增大了接觸面的摩擦系數(shù),有利于復(fù)合土工膜及保護(hù)層的穩(wěn)定。同時(shí),它們對(duì)細(xì)菌和化學(xué)作用有較好的耐侵蝕性,不怕酸、堿、鹽類的侵蝕。
經(jīng)編復(fù)合土工布
經(jīng)編復(fù)合土工布是以玻璃纖維(或合成纖維)為增強(qiáng)材料,通過與短纖針刺無紡布復(fù)合而成的新型土工材料。
經(jīng)編復(fù)合土工布不同于一般機(jī)織布。其最大特點(diǎn)是經(jīng)線與緯線的交叉點(diǎn)不彎曲,各自處于平直狀態(tài)。用捆綁線將兩者捆扎牢固,可全面較均勻同步,承受外力,分布應(yīng)力,且當(dāng)施加的外力撕裂材料的瞬時(shí),紗線會(huì)沿初裂口擁集,增加抗撕裂強(qiáng)度。
經(jīng)編復(fù)合時(shí),即利用經(jīng)編捆綁線在經(jīng),緯紗與短纖針刺土工布的纖維層間反復(fù)穿行,使三者編結(jié)為一體。因而經(jīng)編復(fù)合土工布既具有高抗拉強(qiáng)度,低延伸率的特點(diǎn),又兼有針刺非織造布的性能。因此經(jīng)編復(fù)合土工布是一種可用于加筋增強(qiáng),隔離防護(hù),并具有三維整體法向及水平均有較好的聚水,異水的作用。因其固體基質(zhì)和氣孔均呈連續(xù)相、成為多孔隙的過濾效應(yīng),是一種多功能的土工復(fù)合材料。它是當(dāng)今國(guó)際上高水平的應(yīng)用土工復(fù)合的基材。
聚酯長(zhǎng)絲土工布
聚酯長(zhǎng)絲土工布是采用聚酯辦法經(jīng)紡絲針刺固結(jié)直接制成,產(chǎn)品規(guī)格從80-800g/m2任意選擇,它是巖土工程和土木工程中應(yīng)用的一種土工合成材料,是通過聚酯長(zhǎng)絲成網(wǎng)和固結(jié)的方法制成,其纖維排列成三維結(jié)構(gòu)。
除了具有良好的力學(xué)性能外,還具有良好的縱橫向排水性能和良好的延伸性能及較高的耐生物、耐酸堿、耐老化等化學(xué)穩(wěn)定性能。同時(shí),還具有較寬的孔徑范圍、曲折的孔隙分布、優(yōu)良的滲透性能和過濾性能。