用聚丙烯、聚氯乙烯等高分子聚合物經(jīng)熱塑或模壓而成的二維網(wǎng)格狀或具有一定高度的三維立體網(wǎng)格屏柵,當(dāng)作為土木工程使用時(shí),稱為土工格柵。
土工格柵是一種主要的土工合成材料,與其他土工合成材料相比,它具有獨(dú)特的性能與功效。土工格柵常用作加筋土結(jié)構(gòu)的筋材或復(fù)合材料的筋材等。土工格柵分為塑料土工格柵、鋼塑土工格柵、玻璃纖維土工格柵和玻纖聚酯土工格柵四大類。塑料土工格柵由于塑料土工格柵在制造中聚合物的高分子會(huì)隨加熱延伸過程而重新排列定向,加強(qiáng)了分子鏈間的聯(lián)結(jié)力,達(dá)到了提高其強(qiáng)度的目的。其延伸率只有原板材的10%~15%。如果在土工格柵中加入炭黑等抗老化材料,可使其具有較好的耐酸、耐堿、耐腐蝕和抗老化等耐久性能。雙向土工格柵:雙向土工格柵是用高分子聚合物通過擠壓、成板、沖孔過程后再縱向、橫向拉伸而成近幾年,我國(guó)在土工合成材料產(chǎn)品應(yīng)用方面增長(zhǎng)速度也很快,在巖土工程、環(huán)保工程、基建工程、路建工程、民生工程、能建工程、水利和交通工程中均不同程度地應(yīng)用了土工合成材料,并取得了良好的成就和效果。我國(guó)土工材料工程樹立具有龐大潛在市場(chǎng)。在“十三五”期間,我國(guó)規(guī)劃在環(huán)保、民生、水利、電力、交通、狀況維護(hù)、江河治理等各項(xiàng)工程上的投資龐大,預(yù)計(jì)投資計(jì)達(dá)上萬億元。在今后 10 年或更長(zhǎng)時(shí)間,將會(huì)有更多的基礎(chǔ)設(shè)備工程立項(xiàng),對(duì)土工建材的需求也將會(huì)越來越多。未來,將成為世界土工合成材料的較大營(yíng)銷市場(chǎng)。目前,我國(guó)土工合成材料產(chǎn)品主要分為土工織物、土工膜、土工特種材料和土工復(fù)合材料四種類型。其中,土工織物中非織造土工布是規(guī)劃的重點(diǎn)發(fā)展方向之一;。
鋼塑土工格柵鋼塑土工格柵以高強(qiáng)鋼絲(或其他纖維),經(jīng)特殊處理,與聚乙烯(PE),并添加其他助劑,通過擠出使之成為復(fù)合型高強(qiáng)抗拉條帶,且表面有粗糙壓紋,則為高強(qiáng)加筋土工帶。由此單帶,經(jīng)縱、橫按一定間距編制或夾合排列,采用特殊強(qiáng)化粘接的熔焊技術(shù)焊接其交接點(diǎn)而成型,則為加筋土工格柵。有時(shí)配合自粘感壓膠和表面瀝青浸漬處理,使格柵和瀝青路面緊密結(jié)合成一體,土工織物突出的優(yōu)點(diǎn)是:重量輕、整體連續(xù)性好(可做成較大面積的整體)、施工方便、抗拉強(qiáng)度較高、耐腐蝕和抗微生物侵蝕性好。缺點(diǎn)是:未經(jīng)特殊處理,抗紫外線能力低,如暴露在外,受紫外線直接照射容易老化,但如不直接暴露,則抗老化及耐久性能仍較高。GCL天然納基膨潤(rùn)土防水毯(JG/T193-2006)GCL是一種介于GCL(現(xiàn)場(chǎng)厚壓實(shí)粘土防滲襯墊)和高分子材料土工膜之間的一種防滲襯墊,膨潤(rùn)土的礦物學(xué)名稱為蒙脫石,天然的膨潤(rùn)土按化學(xué)成分主要分為鈉基和鈣基兩大類。膨潤(rùn)土具有遇水膨脹的特性,一般天然鈣基膨潤(rùn)土膨脹時(shí),其膨脹僅為自身體積的3倍左右,而鈉基膨潤(rùn)土遇水時(shí)吸附自身重量五倍的水,體積膨脹到原來的15-17倍以上,將鈉基膨潤(rùn)土鎖在兩層土工合成材料中間,起保護(hù)和加固的作用,使GCL具有一定的整體抗剪強(qiáng)度。主要應(yīng)用于環(huán)境工程中的廢棄物填埋場(chǎng)、地下水庫(kù)、地下基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等工程中,解決密封、隔離、防滲漏問題,效果好,抗破壞性強(qiáng)。膨潤(rùn)土防水毯按生產(chǎn)工藝可分為:針刺法鈉基膨潤(rùn)土防水毯、針刺覆膜法鈉基膨潤(rùn)土防水毯以及膠粘法鈉基膨潤(rùn)土防水毯。 針刺覆膜法鈉基膨潤(rùn)土防水毯,是在針刺鈉基膨潤(rùn)土防水毯的非織造土工布的外表面上復(fù)合一層高密度聚乙烯土工膜。土工格柵是一種主要的土工合成材料,與其他土工合成材料相比,它具有獨(dú)特的性能與功效。土工格柵常用作加筋土質(zhì)結(jié)構(gòu)的筋材或復(fù)合材料的筋材等。土工格柵分為玻璃纖維類和聚酯纖維類兩種類型。塑料類 GB/T 17689-2008此類土工格柵是經(jīng)過拉伸形成的具有方形或矩形的聚合物網(wǎng)材,按其制造時(shí)拉伸方向的不同可分為單向拉伸和雙向拉伸兩種。它是在經(jīng)擠壓制出的聚合物板材(原料多為聚丙烯或高密度聚乙烯)上沖孔,然后在加熱條件下施行定向拉伸。單 向拉伸格柵只沿板材長(zhǎng)度方向拉伸制成,而雙向拉伸 格柵則是繼續(xù)將單向拉伸的格柵再在與其長(zhǎng)度垂直的方向拉伸制成。由于土工格柵在制造中聚合物的高分子會(huì)隨加熱延伸過程而重新排列定向,加強(qiáng)了分子鏈間的聯(lián)結(jié)力,達(dá)到了 提 高 其強(qiáng)度的目的。其延伸率只有原板材的10%~15%。如果在土工格柵中加入炭黑等抗老化材料,可使其具有較好的耐酸、耐堿、耐腐蝕和抗老化等耐久性能。。
玻璃纖維土工格柵玻璃纖維土工格柵是以玻璃纖維為材質(zhì),采用一定的編織工藝制成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)材料,為保護(hù)玻璃纖維、提高整體使用性能,經(jīng)過特殊的涂復(fù)處理工藝而成的土工復(fù)合材料。玻璃纖維的主要成份是:氧化硅、是無機(jī)材料,其理化性能極具穩(wěn)定,并具有強(qiáng)度大、模量高,很高的耐磨性和優(yōu)異的對(duì)寒性,無長(zhǎng)期蠕變;熱穩(wěn)定性好;網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)使集料嵌鎖和限制;提高瀝青混合料的承重能力。因表面涂有特殊的改性瀝青使其具有兩重的復(fù)合性能,極大地提高了土工格柵的耐磨性及剪切能力。有時(shí)配合自粘感壓膠和表面瀝青浸漬處理,使格柵和瀝青路面緊密結(jié)合成一體土工特種材料和土工復(fù)合材料近幾年的發(fā)展速度較快,在特種材料中,市場(chǎng)中應(yīng)用較多的產(chǎn)品為土工格柵、土工網(wǎng)、超輕型土工合成材料等。以土工格柵為例,根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù),2014 年我國(guó)土工格柵產(chǎn)品產(chǎn)量達(dá)到 29.8 億平方米,產(chǎn)量較上年同期增長(zhǎng) 6.8%;國(guó)內(nèi)表觀消費(fèi)量為 27.5 億平方米,需求同比增長(zhǎng) 6.6%。2015 年我國(guó)土工格柵產(chǎn)品產(chǎn)量達(dá)到 32.2 億平方米,產(chǎn)量較上年同期增長(zhǎng) 8.1%;國(guó)內(nèi)表觀消費(fèi)量為 29.6 億平方米,需求同比增長(zhǎng) 7.8%.新型環(huán)保合成材料的市場(chǎng)需求是該項(xiàng)目存在和發(fā)展的基礎(chǔ),市場(chǎng)需要量是根據(jù)分析環(huán)保新型土工合成材料市場(chǎng)容量、產(chǎn)品產(chǎn)量及其技術(shù)發(fā)展來進(jìn)行預(yù)測(cè);目前,我國(guó)各行業(yè)及各個(gè)領(lǐng)域?qū)Νh(huán)保新型土工合成材料需求量很大,由于此類產(chǎn)品具有市場(chǎng)需求多樣化、升級(jí)換代快的特點(diǎn),所以環(huán)保新型土工合成材料的生產(chǎn)量滿足不了市場(chǎng)要求,每年還需大量從外埠調(diào)入或國(guó)外進(jìn)口,商品市場(chǎng)需求高于產(chǎn)品制造發(fā)展速度,因此,環(huán)保新型土工合成材料具有廣闊的潛在市場(chǎng)。土工合成材料是一種新型的巖土工程材料,它是以合成纖維、塑料以及合成橡膠為原材料制成的各種產(chǎn)品,置于土體內(nèi)部、表面和各層土體之間,發(fā)揮加強(qiáng)和保護(hù)土體的作用。具有反濾、排水、隔離、防滲、防護(hù)、加筋、加固、蓄水等多種功能。土工合成材料的品種很多,我國(guó)GB50290-98《土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》將其分為四大類:土工織物、土工膜、土工復(fù)合材料和土工特種材料。其中,土工格柵屬于土工特種材料。目前,土工合成材料的應(yīng)用范圍已遍及環(huán)保、基建、水利、水電、水運(yùn)、公路、鐵路、海港、建筑、采礦、民生及軍工等工程的各個(gè)領(lǐng)域。在我國(guó),土工合成材料在巖土工程等領(lǐng)域的應(yīng)用歷史較短。較早應(yīng)用的是土工膜,大約在 20 世紀(jì) 60 年代初期,用于渠道防滲;70年代中期,在長(zhǎng)江護(hù)岸和長(zhǎng)江堤防中用織造型土工織物;80 年代初期,非織造型土工織物開始應(yīng)用于工程中,如鐵路部門利用無紡織物防止基床翻漿冒泥;90 年代后期,土工格柵等特種材料在土建工程中應(yīng)用,發(fā)展很快?v觀土工合成材料 30 多年的發(fā)展史,可將其應(yīng)用歷程大致分為三個(gè)階段:80 年代中期以前的初創(chuàng)階段;80 年代中期至 90 年代中期的發(fā)展階段和 90 年代后期開始的逐漸成熟階段。土工膜(GB/T 17643-2011、CJ/T193-2006)土工膜一般可分為瀝青和聚合物(合成高聚物)兩大類。含瀝青的土工膜,主要為復(fù)合型的(含編織型或無紡型的土工織物),瀝青作為浸潤(rùn)粘結(jié)劑。聚合物土工膜,根據(jù)不同的主材料分為塑性土工膜、彈性土工膜和組合型土工膜。大量工程實(shí)踐表明,土工膜的不透水性很好,彈性和適應(yīng)變形的能力很強(qiáng),能適用于不同的施工條件和工作應(yīng)力,具有良好的耐老化能力,處于水下和土中的土工膜的耐久性尤為突出。土工膜具有突出的防滲和防水性能。HDPE復(fù)合土工膜(GB/T 17642-2008)密度:密度取決于其制造材料,即使制造土工膜的聚合物屬于同一類,也往往存在明顯的差異。例如,聚乙烯材質(zhì),就可以劃分為超低密度、低密度、中密度和高密度等不同的類別,由此制成的HDPE土工膜的密度也就存在差別。土工膜聚合物的密度范圍大概在0.85mg/L ~ 1.50mg/L,工程常用的密度一般在0.94mg/L以上。短纖針刺非織造土工布GB/T 17638-1998、長(zhǎng)絲紡粘針刺非織造土工布GB/T 17639-2008、長(zhǎng)絲機(jī)織土工布GB/T 17640-2008、裂膜絲機(jī)織土工布GB/T 17641-1998厚度:厚度是指膜在法向壓力20kPa作用下其頂面至底面的距離。對(duì)于光面土工膜(表面無壓花或花紋),其厚度的測(cè)定方法與土工布厚度的測(cè)試方法類似,但應(yīng)采用精度更高的千分表測(cè)量。每個(gè)試樣應(yīng)至少測(cè)量三個(gè)不同位置,以平均值作為HDPE復(fù)合土工膜的厚度。土工織物的另一名稱為土工布。早期產(chǎn)品少,意思為用于巖土工作中的一種布狀材料。土工織物的制造過程,首先把聚合物原料加工成絲、短纖維、紗或條帶,然后再制成平面結(jié)構(gòu)的土工織物。土工織物按制造方法可分為有紡(織造)土工織物和無紡(非織造)土工織物。有紡?fù)凉た椢镉蓛山M平行的呈正交或斜交的經(jīng)線和緯線交織而成。無紡?fù)凉た椢锸前牙w維作定向的或隨意的排列,再經(jīng)過加工而成。按照聯(lián)結(jié)纖維的方法不同,可分為化學(xué)(粘結(jié)劑)聯(lián)結(jié)、熱力聯(lián)結(jié)和機(jī)械聯(lián)結(jié)三種聯(lián)結(jié)方式。短纖針刺非織造土工布GB/T 17638-1998、長(zhǎng)絲紡粘針刺非織造土工布GB/T 17639-2008、長(zhǎng)絲機(jī)織土工布GB/T 17640-2008、裂膜絲機(jī)織土工布GB/T 17641-1998厚度:厚度是指膜在法向壓力20kPa作用下其頂面至底面的距離。對(duì)于光面土工膜(表面無壓花或花紋),其厚度的測(cè)定方法與土工布厚度的測(cè)試方法類似,但應(yīng)采用精度更高的千分表測(cè)量。每個(gè)試樣應(yīng)至少測(cè)量三個(gè)不同位置,以平均值作為HDPE復(fù)合土工膜的厚度。土工織物的另一名稱為土工布。早期產(chǎn)品少,意思為用于巖土工作中的一種布狀材料。土工織物的制造過程,首先把聚合物原料加工成絲、短纖維、紗或條帶,然后再制成平面結(jié)構(gòu)的土工織物。土工織物按制造方法可分為有紡(織造)土工織物和無紡(非織造)土工織物。有紡?fù)凉た椢镉蓛山M平行的呈正交或斜交的經(jīng)線和緯線交織而成。無紡?fù)凉た椢锸前牙w維作定向的或隨意的排列,再經(jīng)過加工而成。按照聯(lián)結(jié)纖維的方法不同,可分為化學(xué)(粘結(jié)劑)聯(lián)結(jié)、熱力聯(lián)結(jié)和機(jī)械聯(lián)結(jié)三種聯(lián)結(jié)方式。。
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