土工合成材料讲解.ppt

土工合成材料
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
(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(P)耐热性、化学稳定性、电绝缘性好,耐光性、韧性差
聚氯乙烯(Ⅳ℃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,
容于氨水
聚酰胶(PA合成纤维中强度最高,耐磨不易燃,耐碱不耐酸
聚苯乙烯(Fs)耐化学腐蚀、耐水性和电绝缘性好,不耐热易老化
氯丁橡胶(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
干法
1原材料
粘稠纺丝液
凝固成纤维
湿法
再处理
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
炭作为一种光稳定剂加入主工合成材料显著提高其候
性(十倍)。用量以2%~5%为宜
土工合成材料分类
有纺如:经编土工织物
土工织物
针刺黏结
(土工布)
无纺
热黏结
长丝和短丝)胶剂黏结
最常用
吹塑挤出、压延、上涂料制造的膜
土工膜
土工合成材料
E、HDPE、PVC等膜料
纯膜、复合土工膜
复合土工织物
土工复合材料
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
土工特种材料
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
部分土工合成材料图片性能及应用
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
土工格室
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。
短纤针刺土工织物
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。
聚乙烯土工膜
土工格栅主要用
于土体的加筋,
是工程中应用很
土工网强度模量比土工格
广的加筋材料
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
经编土工格栅
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:钢丝圈外包上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:内芯为上工网的复合排水管
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
(1)物理性指标。厚度、等效孔径等。
(2)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
3水力特性指标。渗透性、淤堵性指标、水通量和抗渗指标
(4)界面特性。土与土工合成材料的摩擦系数及相互作用
界面特性
(5)流变特性
蠕变强度折减系数,长期疲劳强度特性指标。
(6)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。