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工合成材料的早应用可追溯到本世纪二三十年代。1926年美国南卡罗林拉州公路部门曾采用过在棉布上洒沥青而制成的材料,其形式类似于土工膜。其后,人们曾采用聚氯乙烯PVC土工膜作为游泳池的防渗材料。50年代初,美国垦务局采用PVC土工膜作防渗衬砌。前苏联以聚乙烯膜进行渠道防渗也有较长历史。更多土工合成材料行业分析息请查阅中国报告大厅发布的《年中国土工合成材料行业研究报告》。以近代人工聚合物为原料的土工织物的早应用实例,是50年代初的荷兰三角洲工程。据估计,用量超过了1000万m2,大大促进了土工合成材料的工程应用。60年代,美国逐渐扩展了采用土工织物修建护坡下的垫层和反滤以及护岸等。并将土工织物铺在沥青路面中以防止路面反射裂缝。
土工网于1968年在日本开始应用,主要用在填土坡,帮助坡缘填土压实,以增大其强度和稳定性。与此同时,土工网也被用在软基上筑堤,以后又发展为在堤底铺设。非织造土工合成材料技术可能于1967年在美国、法国、英国开始应用,它是一种较厚的聚酯非织造土工织物,作为大坝上游抛石护坡下的反滤层,或作为基土与其上覆盖的粗粒料之间的隔离层。非织造织物的出现为土工织物的应用开辟了较广阔的天地。80年代后出现了排水带,路堤下用非织造织物作加筋,以及土工织物加筋挡墙等应用实例。我国应用土工合成材料开始较晚,但发展速度很快。目前几乎在各种类型的岩土工程和大量的水利及堤防工程中都得到应用。1974年江苏省江都嘶马用织造型土工织物制成的软体排。




未来5年,土工合成材料行业将以11.5%的平均速度增长,预计到2020年,国内土工与建筑用纺织品的产量将达到206.6万吨。更多土工合成材料行业现状分析息请查阅中国报告大厅发布的《中国土工合成材料行业发展现状与十三五规划研究报告》。国内交通、水利和环境工程等方面的投资尤其推动了土工与建筑用纺织品的快速发展。以HuayangFNZC-Ⅲ型为代表的国产第三代涤纶长丝纺粘针刺生产线的成功研制,大幅了涤纶长丝纺粘针刺土工布的品质和性能,与原有涤纶短线针刺产品相比,在同克重条件下性能强势,其产品已经广泛应用于防水油毡胎基布领域。替代进口产,大大降低了聚酯长丝油毡台基布的应用门槛;非织造布、排水板、膜等多种材料的复合加工。
逐步满足地铁、隧道等高要求工程中防渗、排水的需求;具有良好功能适用性的阻燃、耐酸碱、超低温弹性防水卷材开始应用于建筑加固材料;湿法玻纤非织造技术面世,拓展了功能性土工复合材料的应用;高强度、耐顶破、耐摩擦、抗酸碱的丙纶土工布应用于高铁轨道滑动层材料。此外,带有光纤传感器和相关监控系统的智能土工合成材料也在紧锣密鼓的研发中,将可以一体化提供土壤加固、结构监控和预警功能。尽管国内土工合成材料发展迅速,但行业发展中仍然存在行业政策变化、标准体系建设薄弱、原材料价格波动等弱点与风险,其中,需要引起注意的就是标准不完善的问题。为此,东华大学教授靳向煜指出,我国土工合成材料标准体系自建立至今,尽管已经形成较为科学、规范、合理的测试标准体系。
但与国外先进标准体系相比,仍存在很多不足。首先就是行业标准之间的差异。我国土工合成材料标准基本包含了工程中常用的产品类别,对土工织物、土工膜、土工复合材料、土工特种材料等大项均有涉及,但个部委也有自己的标准体系,相互之间有相似也有差别。标准的差异容易对制造商和购买者造成较大分歧,因此,双方通常采用欧美标准,国内标准面临可有可无的尴尬。其次,测试标准数量少,标准更新速度慢的问题同样不容忽视。我国现行的土工合成材料标准基本能够与国外先进标准同步,但多以室内指标测试为主,缺乏现场测试标准。其中有些标准还存在使用时间过长,没有技术更新、补充的问题。此外,检测设备不稳定的弊端依旧存在。我国专门研制、生产土工合成材料检测仪器的厂家比较少。



然后在加热条件下施行定向拉伸。单向拉伸格栅只沿板材长度方向拉伸制成,而双向拉伸格栅则是继续将单向拉伸的格栅再在与其长度垂直的方向拉伸制成。由于土工格栅在制造中聚合物的高分子会随加热延伸过程而重新排列定向,加强了分子链间的联结力,达到了提高其强度的目的。其延伸率只有原板材的10%~15%。如果在土工格栅中加入炭黑等抗老化材料,可使其具有较好的耐酸、耐碱、耐腐蚀和抗老化等耐久性能。此类土工格栅是以高强度玻璃纤维为材质,有时配合自粘感压胶和表面沥青浸渍处理,使格栅和沥青路面紧密结合成一体。由于土石料在土工格栅网格内互锁力增高,它们之间的摩擦系数显著增大(可达08~10),土工格栅埋入土中的抗拔力,由于格栅与土体间的摩擦咬合力较强而显著增大。
因此它是一种很好的加筋材料。同时土工格栅是一种质量轻,具有一定柔性的塑料平面网材,易于现场裁剪和连接,也可重叠搭接,施工简便,不需要特殊的施工机械和专业技术人员。土工膜袋是一种由双层聚合化纤织物制成的连续(或单独)袋状材料,利用高压泵把混凝土或砂浆灌入膜袋中,形成板状或其他形状结构,常用于护坡或其他地基处理工程。膜袋根据其材质和加工工艺的不同,分为机制和简易膜袋两大类。土工网是由合成材料条带、粗股条编织或合成树脂压制的具有较大孔眼、刚度较大的平面图122土工格室示意图结构或三维结构的网状土工合成材料。用于软基加固垫层、坡面防护、植草以及用作制造组合土工材料的基材。土工网垫和土工格室都是用合成材料特制的三维结构。




土工材料分为几大类材料:土工布、土工膜、土工格栅、排水板,复合土工膜,土工网,土工格室,膨润土防水毯等。下文是中国报告大厅小编整理的土工合成材料行业定义及分类息。土工合成材料是土木工程应用的合成材料的总称。作为一种土木工程材料,它是以人工合成的聚合物(如塑料、化纤、合成橡胶等)为原料,制成各种类型的产品,置于土体内部、表面或各种土体之间,发挥加强或保护土体的作用。《土工合成材料应用技术规范》将土工合成材料分为土工织物、土工膜、土工特种材料和土工复合材料等类型。更多土工合成材料行业市场分析息请查阅中国报告大厅发布的《中国土工合成材料行业市场调查报告》。土工织物的制造过程是首先把聚合物原料加工成丝、短纤维、纱或条带。
然后再制成平面结构的土工织物。土工织物按制造方法可分为有纺(织造)土工织物和无纺(非织造)土工织物。有纺土工织物由两组平行的呈正交或斜交的经线和纬线交织而成。无纺土工织物是把纤维作定向的或随意的排列,再经过加工而成。按照联结纤维的方法不同,可分为化学(粘结剂)联结、热力联结和机械联结三种联结方式。土工织物突出的优点是重量轻,整体连续性好(可做成较大面积的整体),施工方便,抗拉强度较高,耐腐蚀和抗生物侵蚀性好。缺点是未经特殊处理,抗紫外线能力低,如暴露在外,受紫外线直接照射容易老化,但如不直接暴露,则抗老化及耐久性能仍较高。土工膜一般可分为沥青和聚合物(合成高聚物)两大类。含沥青的土工膜目前主要为复合型的(含编织型或无纺型的土工织物)。
沥青作为浸润粘结剂。聚合物土工膜又根据不同的主材料分为塑性土工膜、弹性土工膜和组合型土工膜。大量工程实践表明,土工膜的不透水性很好,弹性和适应变形的能力很强,能适用于不同的施工条件和工作应力,具有良好的耐老化能力,处于水下和土中的土工膜的耐久性尤为突出。土工膜具有突出的防渗和防水性能。土工格栅是一种主要的土工合成材料,与其他土工合成材料相比,它具有独特的性能与功效。土工格栅常用作加筋土结构的筋材或复合材料的筋材等。土工格栅分为塑料类和玻璃纤维类两种类型。此类土工格栅是经过拉伸形成的具有方形或矩形的聚合物网材,按其制造时拉伸方向的不同可分为单向拉伸和双向拉伸两种。它是在经挤压制出的聚合物板材(原料多为聚丙烯或高密度聚乙烯)上冲孔。


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