文档介绍：土工合成材料
张冉 05108103
一、绪论
土工合成材料的定义:
应用于土木工程的合成材料产品的总称
发展及现状:
3000年前巴比伦人用土中加筋技术修建过庙塔
合成纤维在土木工程中的正式应用始于20世纪50年代
20世纪60年代,有纺织物就已在护岸防冲工程中应用
60年代末,无纺织物出现大大拓宽了合成材料在土木工程中应用
现在仍然保持良好的势头,新的特殊产品不断涌现
土工合成材料在我国情况
应用始于20世纪60年代
土工织物从1976年用于护岸、防汛抢险及提防等工程
1995年,“中国土工合成材料工程协会”成立
2002年,我国土工合成材料应用工作者获得国际土工合成材料学会(IGS)颁发的专门奖项
1998年,我国暴发特大洪水,土工合成材料在抗洪中起到很好作用。中央领导高度重视,这促进了土工合成材料的正规化和普及化
二、土工合成材料的种类、功能及特性
土工合成材料的聚合物(原材料)
名称
特性
聚乙烯(PE)
良好柔软性、延展性、透明性、耐寒性、加工性
聚丙烯(PP)
耐热性、化学稳定性、电绝缘性好,耐光性、韧性差
聚***乙烯(PVC)
较高强度,耐磨、阻燃,热稳定性差,易老化
聚酯(PET)
热塑性塑料中强韧性最好,透光率好,耐酸不耐碱,溶于氨水
聚酰***(PA)
合成纤维中强度最高,耐磨不易燃,耐碱不耐酸
聚苯乙烯(PS)
耐化学腐蚀、耐水性和电绝缘性好,不耐热易老化
***丁橡胶(CR)
耐油、耐酸碱,高抗拉强度和气密性,贮存稳定性差
土工合成材料制作流程
加热干法
1. 原材料粘稠纺丝液凝固成纤维
湿法
再处理
合成纤维
加热挤压、压延、上涂料
2. 原材料粘稠纺丝液
条形、带形、板形等材料
*炭黑作为一种光稳定剂加入土工合成材料显著提高其耐候性(十倍)。用量以2%~5%为宜。
土工合成材料分类
土工合成材料
土工织物(土工布)
土工膜
土工复合材料
土工特种材料
有纺
无纺
(长丝和短丝)
针刺黏结
热黏结
胶剂黏结
吹塑挤出、压延、上涂料制造的膜
PE、HDPE、PVC等膜料
纯膜、复合土工膜
复合土工织物
复合土工膜
复合防、排水材料
土工格栅、经编格栅、土工带、土工网、土工格室、土工包等
土工合成材料膨润土衬垫(GCL) 、三维植被网垫、
聚苯乙烯板块、发泡土工材料等
最常用
如:经编土工织物
部分土工合成材料图片性能及应用
土工格室
短纤针刺土工织物
分有孔型和无孔型。和土形成组合构件,有很高的承载能力和很强抗冲能力。有抗拉强度延伸率、焊缝拉伸强度等指标。
主要用于地基处理、护坡和挡墙的加固,尤其在重型车辆的道路中,可防止或减轻车辙的发生。
土工织物具有重量轻、整体性好、易加工、抗拉强度高、耐腐蚀和侵蚀、孔隙直径小、渗透性好、质地柔软等优点。
应用十分广泛,除了防渗外,几乎可以在所有功能中发挥作用,如反滤、排水、隔离、防护、加筋、包裹等。
聚乙烯土工膜
经编土工格栅
土工膜具有很好不透水(气)性,弹性和变形能力好,能承受不同的施工条件和工作应力,抗老化能力也较好。有不加筋、加筋和组合之分。还可分为塑料类、合成橡胶类、混合类等
可用于防渗等。
土工网
土工格栅主要用于土体的加筋,是工程中应用很广的加筋材料。
土工网强度模量比土工格栅低,但对于受力和变形要求不高的情况,如坡面防护等,也可用于加筋材料。
a
b
土工管材可分为给水管、排水管、废水管等类型。广泛应用于各类工程和市政建设中,大有代替传统的钢管、水泥预应力管的倾向。
a:钢丝圈外包土工织物的复合排水管
土工排水带(板)沿长度方向排水,外包织物可作为滤层阻止土粒进入堵塞通道。复合排水带在地基加固中应用很广泛。
b:内芯为土工网的复合排水管
泡沫塑料容重轻、比强度高、导热系数低、防渗性好、耐老化,具有良好的二次加工性能。
广泛用于消音、隔热、保温、防冻、防震和轻型结构。
土工泡沫板(EPS)
土工合成材料的主要特性指标
⑴物理性指标。厚度、等效孔径等。
⑵力学性指标。抗拉强度、延伸率、撕裂强度、握持强度、
膨胀强度等。
⑶水力特性指标。渗透性、淤堵性指标、水通量和抗渗指标。
⑷界面特性。土与土工合成材料的摩擦系数及相互作用
的界面特性。
⑸流变特性。蠕变强度折减系数,长期疲劳强度特性指标。
⑹老化特性。紫外线老化强度折减系数,抗化学腐蚀指标,
冻融和干湿影响指标等。