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,它具有獨特的性能與功效。土工格柵常用作加筋土結構的筋材或復合材料的筋材等。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隨加熱延伸過程而重新排列定向,加強了分子鏈間的聯結力,達到了提高其強度的目的。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、橫向拉伸而成國外對土工布的應用早在60年代就已開始,美國是世界上土工布消費量的,它在90年代初對其年用量就在3億㎡以上,近幾年用量達到7億㎡。歐洲和日本的土工布也得到較快發展,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年代中期以后對土工布的應用有顯著的增長。日本非織造土工布中以紡粘法用量,約占非織造土工布總量的60%,而且主要是PET紡粘布。我國的土工布起步于80年代初,但當時的用量極少,只是試驗性的應用。直到1998年特大洪水引起的重視,建筑部門把對土工布的應用列入到設計規范中去,并制定了相關的標準,土工布才真正得到重視和發展。目前我國土工布的用量已超過3億㎡,非織造土工布占總量比重達到40%左右。我國土木工程建設具有巨大潛在市場,其潛力決不低于美國目前用量的7~8億㎡。專家測算,我國土工布在今后15年仍將以雙位數增長,其中增長速度較快的是PET紡粘長絲土工布。。
鋼塑土工格柵鋼塑土工格柵以高強鋼絲(或其他纖維),經特殊處理,與聚乙烯(PE),并添加其他助劑,通過擠出使之成為復合型高強抗拉條帶,且表面有粗糙壓紋,則為高強加筋土工帶。由此單帶,經縱、橫按一定間距編制或夾合排列,采用特殊強化粘接的熔焊技術焊接其交接點而成型,則為加筋土工格柵。有時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合成一體,玻璃纖維土工格柵是一種增強路面及路基的新型優良土工基材,產品以無堿玻璃纖維長絲為主要原料,采用獨特的經編織造工藝編織,經特殊膠料涂覆后而成的網狀結構材料。可有效改善道路結構應力分布,抵抗和延緩由于基層裂縫引起的反射裂縫的發生,提高道路的使用壽命,并可降低造價,提高施工質量。 該產品是該公司推出的新型專利產品,采用玻璃纖維土工格柵涂覆自感壓膠處理而成,在保持玻璃纖維土工格柵特性和功能的基礎上,使格柵和接觸面層緊密結合在一起,具有施工方便、攤鋪平整等特點,尤其適用于公路建設、路面加固、舊路改造等工程的加筋增強。復合土工布是用玻璃纖維或高強聚酯纖維紗與無紡織物經經編織造或粘合而成的新型復合土工材料。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品,置于土體內部、表面和各層土體之間,發揮加強和保護土體的作用。具有反濾、排水、隔離、防滲、防護、加筋、加固、蓄水等多種功能。土工合成材料的品種很多,我國GB50290-98《土工合成材料應用技術規范》將其分為四大類:土工織物、土工膜、土工復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,土工合成材料的應用范圍已遍及環保、基建、水利、水電、水運、公路、鐵路、海港、建筑、采礦、民生及軍工等工程的各個領域。在我國,土工合成材料在巖土工程等領域的應用歷史較短。較早應用的是土工膜,大約在 20 世紀 60 年代初期,用于渠道防滲;70年代中期,在長江護岸和長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用,發展很快。縱觀土工合成材料 30 多年的發展史,可將其應用歷程大致分為三個階段:80 年代中期以前的初創階段;80 年代中期至 90 年代中期的發展階段和 90 年代后期開始的逐漸成熟階段。。
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,采用一定的編織工藝制成的網狀結構材料,為保護玻璃纖維、提高整體使用性能,經過特殊的涂復處理工藝而成的土工復合材料。玻璃纖維的主要成份是:氧化硅、是無機材料,其理化性能極具穩定,并具有強度大、模量高,很高的耐磨性和優異的對寒性,無長期蠕變;熱穩定性好;網狀結構使集料嵌鎖和限制;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合性能,極大地提高了土工格柵的耐磨性及剪切能力。有時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合成一體鋪設土工膜前應由土建工程相應的合格驗收證明文件。土工膜裁切之前,應該準確丈量其相關尺寸,然后按實際裁切,一般不宜按圖示尺寸裁切,應逐片編號,詳細記錄在專用表格上。鋪設土工膜時應力求焊縫少,在保證質量的前提下,盡量節約原材料。同時也容易保證質量。膜與膜之間接縫的搭接寬度一般不小于10cm,通常就使焊縫排列方向平行于坡度,即沿坡度方向排列。通常在拐角及畸形地段,應是接縫長度盡量減短。除特殊要求外,在坡度大于1:6的斜坡上距頂坡或應力集中區域1.5米范圍內,盡量不設焊縫。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,主要為復合型的(含編織型或無紡型的土工織物),瀝青作為浸潤粘結劑。聚合物土工膜,根據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。大量工程實踐表明,土工膜的不透水性很好,彈性和適應變形的能力很強,能適用于不同的施工條件和工作應力,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,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。玻璃纖維類 GB/T21825-2088此類土工格柵是以高強度玻璃纖維為材質,有時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合成一體。由于土石料在土工格柵網格內互鎖力,它們之間的摩擦系數顯著增大(可達0.8~1.0),土工格柵埋入土中的抗拔力,由于格柵與土體間的摩擦咬合力較強而顯著增大,因此它是一種很好的加筋材料。同時土工格柵是一種質量輕,具有一定柔性的平面網材,易于現場裁剪和連接,也可重疊搭接,施工簡便,不需要特殊的施工機械和專業技術人員。土工膜袋土工膜袋是一種由雙層聚合化纖織物制成的連續(或單獨)袋狀材料,利用高壓泵把混凝土或砂漿灌入膜袋中,形成板狀或其他形狀結構,常用于護坡或其他地基處理工程。膜袋根據其材質和加工工藝的不同,分為機制和簡易膜袋兩大類。機制膜袋按其有無反濾排水點和充脹后的形狀又可分為反濾排水點膜袋、無反濾排水點膜袋、無排水點混凝土膜袋、鉸鏈塊型膜。聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)聚苯乙烯泡沫塑料(即 EPS)是發展起來的超輕型土工合成材料。它是在聚苯乙烯中添加發泡劑,用所規定的密度預先進行發泡,再把發泡的顆粒放在筒倉中干燥后填充到模具內加熱形成的。EPS具有質量輕、耐熱、抗壓性能好、吸水率低、自立性好等優點,常用作鐵路路基的填料。中華人民共和國住建部頒發的:《土工合成材料應用技術規范》(GB 50290-1998)將土工合成材料分為土工織物、土工膜、土工特種材料和土工復核人材料,土工網,玻纖網,土工墊等類型。土工合成材料在曾被稱為"土工織物"和"土工膜"。隨著工程需要,這類材料不斷有新的品種出現,例如土工格柵、土工網和土工膜袋、土工網墊、土工帶,復合土工膜,膨潤土防水毯,復合排水網等,原來的名稱已不能準確地函蓋全部產品,這樣,在其后的一段時期內,把它們稱之為"土工織物、土工膜和相關產品"。顯然,這樣的名稱不宜作為一種技術名詞或學術名詞。為此,1994年在新加坡召開的第五屆土工合成材料學術會議上,正式確定這類材料的名稱為"土工合成材料"。土工合成材料是應用于巖土工程和土木工程建設的、以合成材料為原材料制成的各種產品的統稱。因為它們主要用于巖土工程,故冠以"土工"兩字,稱為"土工合成材料",以區別于天然材料。土工合成材料的原材料是高分子聚合物。它們是由煤、石油、天然氣或石灰石中提煉出來的化學物質制成,再進一步加工成纖維或合成材料片材,然后制成各種產品。制造土工合成材料的聚合物主要有聚乙烯(PE)、聚酯(PET)、聚酰胺PER)、聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)、氯化聚乙烯(CPE)、聚苯乙烯(EPS)等。。
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