搜索
第九章土工、建筑用纺织品第一节土工用纺织品第二节建筑用纺织品第一节土工用纺织品土工织物又称土工布，是应用于土木工程中的纺织品，是应用于土木工程建设中的一种工程材料或工程用布。目前，国内外对“土工合成材料”没有统一的分类原则，大体上分为三大类：土工织物、土工合成材料、复合土工合成材料。是土工合成材料的一种。（继钢材、水泥、木材之后的第４种建筑材料。即应用于铁路、公路、水利堤坝、码头、水池、房屋、环保、隧道、机场等建设工程，起到隔离、过滤、排水、加筋、防渗、保护、封闭、排水保土等作用的材料）。美国材料试验学会（ASTM）给土工布下的定义是：“一切和地基、土壤、岩石、泥土或任何其他土建材料一起使用、并作为人造工程、结构、系统的组成部分的纺织物，叫做土工布。”一、土工织物的分类及其特点1、分类：机织土工布、经编土工布、非织造土工布、复合土工布、土工膜、加筋土工布、土工网格按制造方法：纺织型、非织造型、合成型和复合型四大类。土工合成材料：土工格栅、土工网、成型板片复合土工合成材料、土工膜、排水带、土工衬垫按具有功能：过滤、排水、隔离、加强、防渗、防护等。按原料：天然土工布、合成土工布、土工复合材料。按产品造型：平面状、立体状（具体产品：编织土工布、短纤针刺无纺土工布、长丝纺粘针刺土工布、长丝烧毛土工布、复合土工膜、玻璃纤维土工格栅、经编涤纶土工格栅、软式透水管、土工网垫、钠基膨润土防水（GCL)、防水卷材、单向拉伸塑料土工格栅、双向拉伸塑料土工格栅、塑料盲沟）2、土工布的发展起源：鸟儿筑巢、人类砌筑泥墙、稻草包填土、芦苇铺路、棉织物浇沥青、黄麻织物铺跑道等。20世纪30年代开始批量生产。50年初代美国机织土工布用于工程（弗罗里达州海岸混泥土护岸翻修）。60年代欧洲非织造土工布用于铁路建设（宾夕法尼亚州桥墩基底）。我国起步于70年代，80年代试用，90年代用量剧增。预测我国每年１０％的速度增加，年消耗量达1亿～5亿平方米，约为１５万～３０万吨。2065年世界土工布用量可能达到覆盖地球表面的1/2。3、土工布原料天然纤维、化学纤维、人造纤维、无机纤维聚酯纤维（即涤纶）、聚丙烯纤维（即丙纶）、聚酰胺纤维（即锦纶）、聚乙烯醇纤维（即维纶）塑料玻璃纤维工程纤维（高强高模PVA)4、土工布结构与特点机织土工布加工方法：剑杆织机、片梭织机织造结构特点：纱线、阔幅，强度大，抗蠕变性好、弹性不足、空隙大、工艺流程长、产量低、成本高适用范围：增强、加固编织土工布加工工艺：采用塑料（聚丙稀、聚乙稀）扁丝，拉成高强度编织丝，经编织机制造成布。然后再涂塑复合将塑料热复在基布上。针织经编机（二布一膜，一布一膜）产品特点：表面光滑平整，三维、定向、多层复合、纱线承受外力的利用率高、强度大、延伸性好。耐腐蚀耐寒性好，拉伸强度高，定型性好，柔韧性弹性好，耐应力，防水、防渗，抗撕裂，抗顶破等。主要作用与用途：防渗，防气体挥发，保护环境，广泛用于土木工程，堤坝，水库，水池，公路，铁路，隧道，地铁，垃圾掩埋场等工程项目建设。经编复合增强防裂布（聚酯玻纤、玻纤-涤纶土工布）短纤针刺无纺土工布生产工艺：纤维开松、成网、针刺固结产品性能：具有隔离、反滤、排水、保护、稳固、加强等功能，能适应凹凸不平的基层，能抵抗施工外力破坏，蠕变小，长期荷载下仍能保持原有的功能。主要用途：广泛用于江、河、湖泊、水库的堤坝工程及电厂灰坝、矿山尾矿坝、机场、铁路基床、公路、隧道、市政、环保等工程领域。具有耐腐蚀、抗老化、强度高等特点。短纤针刺无纺土工布图长丝纺粘针刺土工布生产工艺：纺粘法生产长丝、成网、针刺固结产品性能：强度高,抗穿刺能力强,机械性能优,起到防护,加筋,保护等作用,耐酸碱,抗腐蚀,抗微生物,耐老化,使用寿命长,具有优越的透水性,过滤性,保土性,起到隔离,排水过滤,防护的作用,成本低,价格优,施工简单,使用方便。主要用途：水利工程,堤坝,道路,机场,建筑等长丝纺粘针刺土工布图长丝烧毛土工布生产工艺：采用聚酯纺粘长丝土工布单面烧毛而成。产品特点：具有横纵向很高的抗拉强度，高的弹性模量，耐高低温性能优良等特性，经表面涂覆处理后，具有优良的抗碱性能及耐老化性能，是一种增强路面及路基的新型优良土工基材。主要用途：该产品广泛应用于沥青路面，水泥混凝土路面及路基的增强。无论硬性路面和柔性路面皆可适用，于传统路面相比能降低造价，延长寿命，防止道路反射裂纹。长丝烧毛土工布图复合土工膜生产工艺：以塑料薄膜作为防渗基材，与无纺布复合而成的土工防渗材料。一布一膜、二布一膜和多布多膜（基布采用针刺土工布，长丝机织布，复合膜材料是聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚酯镀铝、铝箔等）。产品特点：集防渗排水于一体、强度高、摩擦系数大、耐穿刺、耐老化、耐酸碱、防止水土流失，接缝采用热焊方法即PE土工膜相接的表面加热、溶化、压力使之熔合成一体。主要用途：主要用于水利、交通、隧道、机场、冶金尾矿、垃圾处理场、屋面防渗等加筋防渗工程。复合土工膜图玻璃纤维土工格栅生产工艺：以高强无碱玻璃纤维通过的经编工艺制成网状基材，经表面涂覆处理而制成的半刚性制品。产品特点：具有经、纬双向很高的抗拉强度和较低的延伸率，并具有耐高温、耐低寒、抗老化、耐腐蚀等优良性能。主要用途：路面增强、老路补强，加固路基及软土基，沥青路面反射裂纹、水泥路面及路基的增强和铁路路基、堤坝护坡、机场跑道、防沙治沙等工程项目。玻璃纤维土工格栅图经编涤纶土工格栅生产工艺：采用高强度涤纶工业长丝，经过经编定向织造网格坯布，经涂覆加工成土工格栅。产品特点：抗拉强度高，抗撕裂强度大，与土壤碎石结合力强。主要应用：公路、铁路、水利等软土地基和路基、堤坝等工程的加筋增强，以提高工程质量降低工程造价。经编涤纶土工格栅图软式透水管生产工艺：以防锈PVC过塑钢丝弹簧圈支撑管体，形成高抗压软式结构，无纺布内衬过滤，丙纶丝外烧被覆盖层，橡胶筋等使壁管覆盖层与弹簧钢圈管体成为有机一体。产品特点：排、渗水效果强，利用“毛细”现象和“虹吸”原理、集吸水、透水、排水为一气呵成，具有满足工程设计要求的耐压能力及透水性和反滤作用。孔隙直径小，全方位透水，渗透性好；抗压耐拉强度高，使用寿命长；耐腐蚀和抗微生物侵蚀性好；整体连续性好，接头少，衔接方便；重量轻，施工方便；质地柔软，与土结合性好等优点。主要应用：公路、铁路、路基、路肩的加固排水；隧道、地铁、底下通道、底下货场的排水；山坡地、边土开发的水土保持；各种挡土墙背面垂直及水平排水；蹦滑地的排水；火力电厂、灰堆排水。软式透水管图土工网垫生产工艺：以一种高分子合成材料制成的三维网状结构，质地疏松，柔韧，留有90%的空间可填充土壤、沙粒、植物的根系可穿过其间均衡生长，生长后的草皮使网垫、草皮、泥土表面牢固的结合在一起，由于植物根系可伸入地表下30-50cm，故形成一层坚固的绿色复合保护层。产品特点：在草皮没有长成之前，可以保护土地表面免遭风雨的侵蚀，同时在播种初期稳固草籽，保持草籽均匀的分布在坡面上；网垫能大量吸收热能，增强地温，促进草籽发芽，延长植物的生长期；植物生长起来后组成的复合保护层可经受高水位，大流速的雨水冲刷。主要应用：可代替混凝土、沥青、块石等坡面材料，主要用于公路、铁路、河道、堤坝等坡面保护。土工网垫图钠基膨润土防水（GCL)生产工艺：由两层土工布中间加膨润土针刺而成，是一种新型土工合成材料。产品特点：钠基膨润土具有高膨胀性（膨润土粒子吸水后可膨胀自身体积的10-30倍），当膨润土防水毯遇水后，其中的钠基膨润土吸水膨胀，在受到一定挤压力（建筑底板、保护层以及防水毯内部纤维拉力等）作用下，分子之间发生穿插排列，内部空隙缩小，形成致密的凝胶结构，水分子无法透过，从而起到防渗作用,其渗透系数可达10-9cm/s。主要应用：市政、公路、铁路、水利、环保及工业与民用建筑中的地下防水防渗施工，地铁施工的防水防渗；公路路基及边坡、U形槽、桥梁基础的防水，垃圾填埋厂、污水处理厂的防渗作用，工业与民用建筑中的地下防水工程，水产养殖场、人工湖、隧道、洞库、矿山及其它各种需要防水防渗的施工。钠基膨润土防水（GCL)图防水卷材生产工艺：以高档聚氯乙烯树脂为主要原料，加入一定量的填充剂、稳定剂、增塑剂、紫外线吸收剂等辅助材料，经过捏合、造粒、挤出、冷却、分卷、包装等工序制成的新型防水材料。产品特点：PVC防水卷材弹性好、延伸率高、收缩小、低温柔性好、施工方便、耐老化、防水效果好等特点。主要用途：广泛应用于各种工业、民用的建筑物、构筑物屋面、地下室工程、游泳池、堤坝、垃圾场、水渠、隧道、水电、核电、煤矿及水库和水坝的防水渗漏工作。防水卷材图工程纤维聚丙烯工程纤维：是一种混凝土和砂浆专用纤维，能有效控制混凝土、砂浆因收缩、干缩和温度变化而发生的裂纹，大大改善防裂抗渗性能、抗冲磨性能，增加混凝土韧性，从而提高使用寿命。适用于：工业与民用建筑的抗裂，防渗砂浆；抗裂防渗要求较高的地下室和地下工程，海堤水坝等盐水工程；各种预制混凝土产品；高速公路、桥梁、隧道、机场跑道等混凝土；对耐碱和化学腐蚀要求较高等化工厂等。原理：产品经特殊的防静电和抗紫外线处理能在混凝土中均匀分布，其纤维三叶型截面增加了纤维的比表面积，该纤维经化学接枝和物理改性处理表面粗糙多孔，所以大大提高了与水泥的结合力。由于纤维很细，每立方厘米中就有20～45根纤维，能形成一个乱向支撑体系，有效地控制混凝土和砂浆早期的塑性收缩和干缩形成的裂缝的产生，阻碍沉降裂缝的形成，抗渗、抗冲、韧性和耐磨性大大提高从而达到延长建筑物寿命的目的。聚丙烯工程纤维图聚丙烯单向拉伸土工格栅生产工艺：聚丙烯单向拉伸土工格栅是以聚丙烯（PP）为原料，经塑化挤出板材、冲孔、加热、拉伸而成。产品特点：经拉伸后的格栅，具有相当高的抗拉强度和弹性模量。应用：适用于修建公路、铁路、港口以及江河湖海岸边的加筋挡土墙、堤坝、桥面、陡坡等工程，可大大提高工程的承载能力，延长使用寿命，减少占地面积，施工方便，缩短工期，降低造价，减小维修费用。聚丙烯单向拉伸土工格栅图聚丙烯双向拉伸土工格栅生产工艺:双向拉伸土工格栅是以聚丙烯（PP）为原料，经塑化挤出板材、冲孔、加热、纵向拉伸、横向拉伸而成。产品特点：双向格栅在纵横向均具有较高的拉伸强度。主要应用：公路、铁路等软地基工程的加筋、加强，以及边坡防护、大型垃圾填埋场工程，可大大增强路基地基的承载能力，防止地面产生裂纹、塌陷、施工方便，减小维修费用。聚丙烯双向拉伸土工格栅图二、土工布的功能及应用反滤、排水、隔离、防渗、防护、加筋等功能。——过滤是使流体通过的同时，保持住受液力作用的土壤或其他颗粒。过滤功能（阻止土颗粒通过，而水和气体自由排出，可防止因土颗粒的流动造成过量土体流失、失稳。也叫反滤）。即一面挡土，一面水流畅通。土工织物不仅有良好的透水、透气性能，而且有较小的孔径，孔径又可根据土的颗粒情况在制作时加以调整，因此当水流垂直织物平面方向流过时，可使大部分土颗粒不被水流带走，起到了滤层作用。滤层作用是土工织物的主要功能，主要用在水利、铁路、公路、挡土墙等各项工程中，特别是水利工程中做堤坝基础或边坡反滤层已极为普遍。在砂石料紧缺的地区，用土工织物做反滤层，更显出它的优越性。——排水是将雨水、地下水或其他流体在土工布或土工布相关产品平面的收集和传输。土工织物是良好的透水材料，无论是织物的法向或水平面，均具有较好的排水能力，能将土体内的水积聚到织物内部形成一排水通道排出土体。主要用在土坝、路基、挡土墙、运动场地下排水及软土基础排水团结等方面。——隔离功能将土工织物放在两种不同的材料之间或同一材料不同粒径之间，防止相邻的异质土壤或填充料的相互混合，使各层结构分离，形成稳定的界面，按照要求发挥各自的特性及整体作用。主要用在铁路、机场、公路路基、土石坝工程、软弱基础处理以及河道整治工程。隔离功能（永久阻止两种材料混合）——防渗功能。主要作用是防止水和有毒液体的渗漏，这类用途的土工织物一般都采用涂层土工