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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(lái)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)。
根據(jù)研究,發(fā)現(xiàn)由于防水材料材質(zhì)的變異導(dǎo)致防水體系失效的情況占有較大的比例,其原因有地下水環(huán)境和微生物侵蝕對(duì)防水材料性能的弱化、已有防水材料材質(zhì)固有的弱點(diǎn)隨使用的環(huán)境的惡劣和使用時(shí)間推移逐漸喪失的防水功能。如某鐵路隧道在維修養(yǎng)護(hù)時(shí),其防水卷材已變質(zhì)老化。發(fā)生這些情況歸納起來(lái),主要有以下原因:a、劣質(zhì)的混凝土添加劑中含有高濃度的堿性成分和不易分解的鹽類物質(zhì),導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的松軟,析出的物質(zhì)對(duì)防水卷材起了侵蝕作用;b、凍融交替使得防水材料結(jié)構(gòu)變異;c、微生物侵蝕、粘結(jié)材料變異;d、地下水中含有不同濃度的酸、堿、鹽離子對(duì)材料的侵蝕;e、防水材料材質(zhì)結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定導(dǎo)致材料結(jié)構(gòu)組織的變異。
土工格柵物理特性:
1、具有優(yōu)異的防水防滲性能,抗?jié)B靜水壓可達(dá)1.0MPa以上,滲透系數(shù)5×10-9cm/s,膨潤(rùn)土是天然無(wú)機(jī)材料,不會(huì)發(fā)生老化反應(yīng),耐久性好;且不會(huì)對(duì)環(huán)境造成任何不利影響屬環(huán)保材料;
2、具有土工布材料的全部特性,如分離、加固、防護(hù)、過(guò)濾等,施工簡(jiǎn)便且不受施工環(huán)境溫度的限制,0℃以下也可施工。施工時(shí)只需將GCL防水毯平鋪在地上,立面或斜面施工時(shí),用釘子和墊圈將其固定,并按要求搭接即可。
3、容易修補(bǔ);即使在防水(滲)施工結(jié)束以后,如防水層發(fā)生意外破損,只要對(duì)破損的部位加以簡(jiǎn)單的修補(bǔ),就可重新獲得完美如初的防水性能。
4、性能價(jià)格比相對(duì)較高,用途非常廣泛。
5、產(chǎn)品幅寬可達(dá)6米,與上土工布(膜)的規(guī)格相匹配,大大提高了施工效率。
6、適用于要求較高的防水防滲領(lǐng)域如:隧道,地鐵、地下室、地下通道各類地下建筑物及地下水資源較豐富的水景工程中的防滲防漏處理。
鋼塑復(fù)合土工格柵采用的高密度聚乙烯可以確保:在常溫下不會(huì)受到酸堿及鹽溶液,或油類的侵蝕;不會(huì)受到水溶解或微生物的侵害。同時(shí),聚乙烯的高分子性能也足以抵抗紫外線輻射所造成的老化。格柵受力后縱橫肋條協(xié)同作用,不會(huì)產(chǎn)生結(jié)點(diǎn)的拉裂或破損。而實(shí)際工程中,在填料的壓實(shí)后,因此未受到紫外線光和氧的侵蝕,因此完全可以滿足性工程建設(shè)的要求。
土工格柵和土工網(wǎng)試樣,在寬度和長(zhǎng)度方向上均以一根筋(或一孔)作為單元進(jìn)行拉伸。拉伸速率每分鐘為試樣計(jì)量長(zhǎng)度的20%。拉伸過(guò)程中的力為一根筋(或孔)的拉力,再計(jì)算l米寬度范圍內(nèi)的筋(或孔)數(shù),即可得出每米寬的抗拉力,即抗拉強(qiáng)度,單位為kN/m。
復(fù)合土工膜有單面復(fù)合土工膜和雙面復(fù)合土工膜兩種。當(dāng)復(fù)合土工膜兩面接觸的介質(zhì)都是有棱角的粗粒料,則選用雙面復(fù)合土工膜。如果接觸介質(zhì)一面是有棱角的粗粒料,另一面是粗中砂或土,則可選用單面復(fù)合土工膜。
PVC土工膜是一種高分子聚合物為基本原料的防水阻隔型材料,PVC土工膜柔軟性、阻燃性效果好。
PVC土工膜在巖石工程中的作用重要為防滲和隔離,但是同時(shí)也起到加強(qiáng)和防護(hù)的作用。主要應(yīng)用在:土石壩、堆石壩、砌石壩、混凝土壩、尾礦壩、污水庫(kù)壩、渠道、蓄液池等工程的防滲;地鐵、地下室和隧道防滲襯砌;公路鐵路地基的防滲;衛(wèi)生垃圾填埋場(chǎng)中配合長(zhǎng)絲土工布、膨潤(rùn)土防水毯等土工材料使用。
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糙面土工膜具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、摩擦系數(shù)大--高強(qiáng)高伸耐環(huán)境糙面土工膜表面的小顆粒,增大了摩擦系數(shù),也增加了邊坡的穩(wěn)定性,從而使光面HDPE土工膜所能承載的可用容積達(dá)到化。
2、防滲系數(shù)--高強(qiáng)高伸耐環(huán)境糙面土工膜具有普通防水材料無(wú)法比擬滲透系數(shù)。
3、化學(xué)穩(wěn)定性--高強(qiáng)高伸耐環(huán)境糙面土工膜具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性,廣泛用于污水處理,化學(xué)反應(yīng)池,垃圾填埋場(chǎng),耐高溫,耐瀝青,油及焦油,耐酸,堿,鹽等80多種強(qiáng)酸強(qiáng)堿化學(xué)介質(zhì)腐蝕。
4、耐老化性能--高強(qiáng)高伸耐環(huán)境糙面土工膜具有優(yōu)良的抗老化,抗紫外線,抗分解能力,可裸露使用,材料使用壽命達(dá)50-70年,為環(huán)境防滲透提供很好的保證。
5、抗植物根系--高強(qiáng)高伸耐環(huán)境糙面土工膜具有優(yōu)異抗穿透,可以抵抗大部分植物根系。
6、高機(jī)械強(qiáng)度--高強(qiáng)高伸耐環(huán)境糙面土工膜具有良好機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)良的彈性和變形能力使其非常適用于膨脹或收縮基面,可以有效的客服基面的不均勻沉降,斷裂拉伸強(qiáng)度28MP,斷裂延伸率700%。(sdbdpb)
經(jīng)編滌綸土工格柵聚酯纖維精編土工格柵選取用高強(qiáng)聚酯纖維為原料。采用經(jīng)編定向結(jié)構(gòu),織物中的經(jīng)緯向紗線相互間無(wú)彎曲狀態(tài),交叉點(diǎn)用高強(qiáng)纖維長(zhǎng)絲捆綁結(jié)合起來(lái),形成牢固的結(jié)合點(diǎn),充分發(fā)揮其力學(xué)性能,高強(qiáng)聚酯纖維經(jīng)編土工格柵具有抗拉強(qiáng)度高,延伸力小,抗撕力強(qiáng)度大,縱橫強(qiáng)度差異小,耐紫外線老化、耐磨損、耐腐蝕、質(zhì)輕、與土或碎石嵌鎖力強(qiáng),對(duì)增強(qiáng)土體抗剪及補(bǔ)強(qiáng)提高土體的整體性與荷載力,具有顯著作用。鋼塑復(fù)合土工格柵鋼塑土工格柵以高強(qiáng)鋼絲,經(jīng)特殊處理,與PE,并添加其他助劑,通過(guò)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。
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(guò)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(guò)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。
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