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土工合成材料基础知识介绍

作者:山东金瑞祥土工材料有限公司  发布时间:2013/3/4 14:21:00  浏览量:0

土工合成材料基础知识介绍:
一、什么叫纤维?
    1、纤维:细、长且柔软的物质。
纤维分为:天然纤维和人造纤维;天然纤维又分为:植物纤维和动物纤维;人造纤维又分为:化学纤维和合成纤维。
简单介绍天然纤维:植物纤维有:棉花、麻等等;
                  动物纤维有:羊毛、驼毛、蚕丝等等。
介绍人造纤维:
化学纤维:利用天然的原料,一般为纤维素、蛋白质等为原料,通过化学的方法制成的纤维,叫化学纤维;如:粘胶纤维,大豆纤维等等。
合成纤维:利用石油裂解的产品,通过聚合的办法,制成高分子化合物,然后,再通过一系列的生产过程制成的纤维,叫合成纤维。如:涤纶、丙纶、锦纶等等。
2、什么是长丝和短纤维?
纤维在品种上有很多,但是大体上分为:长丝和短纤两种。
长丝:长度以千米计的叫长丝。顾名思义,就是长。
短纤:将长丝切成一种“短段”纤维,这种“短段纤维”就叫短纤维。短纤维根据切断长度的不同,分为:棉型、毛型和中长纤维三种;一般棉型纤维长度为:38mm左右;毛型纤维长度介于60—80mm;中长纤维介于两者之间。我们针刺土工布使用短纤维的长度为中长纤维和毛型纤维。
3、表示纤维粗细的物理量:
  ⑴、公支(N):一克纤维的长度,单位是米。用符号N表示。
  ⑵、旦数(D):9000米纤维的克重,单位是克。用D、d、但、旦、但尼尔表示。
  ⑶、特与分特(dtex):
      特:1000米长纤维的克数;分特:1000米纤维的分克数,也就是10000米长纤维的克数。
   分特(dtex):是国际上常用的。
4、有关纤维的材料介绍:
   ⑴、聚酯切片:全称是聚对苯二甲酸已二酯切片,英文:PET切片,是由对苯二甲酸和已二醇在一定的温度、压力和催化剂的作用下,缩聚而成的。由聚酯切片生产的纤维,叫聚酯纤维,也叫PET纤维,我国的商品名称叫涤纶。
   聚酯的物理特性:密度:1.3—1.39g/cm3 ,熔点:254—259℃,一般都说:260℃,软化点也就是耐热温度:210℃.
涤纶弹性好、耐冲击性和耐热稳定性好、耐老化性好、耐酸碱、不腐烂、不发霉、耐虫蛀。
   ⑵、聚丙烯切片:聚丙烯是由石油裂解的产品丙烯,在一定温度、压力和催化剂的条件下,聚合而成。有等规、间规和无规聚丙烯。我们使用的聚丙烯切片为等规聚丙烯。间规和无规聚丙烯纺丝难度大,一般不采用。聚丙烯英文缩写:PP。由聚丙烯切片生产出来的纤维叫聚丙烯纤维,也叫PP,我国的商品名称叫丙纶。
    丙纶的物理特性:密度:常温下0.91 g/cm3,熔点一般说:160℃,软化温度:140℃左右。丙纶由于结构紧密,没有极性集团,耐酸碱、化学稳定性好、不吸水、弹性好、不腐烂、不发霉、耐虫蛀、但是,热稳定性不好(熔点低)、由于其分子结构的原因,不耐老化(紫外线照射)。
二、无纺布
1、什么是无纺布?
顾名思义,无纺布就是不通过纺和织而成的布,世界上统称非织造布,小日本叫不织布。这里的纺不是指的纺丝,而是纺纱,以前织布都是先把纤维纺成纱然后才能织布。随着科学技术的发展,现在织布也可以不用纺纱而直接织布了,那就是长丝的出现,打破了传统的技术,将经纱整经就可以直接织布了。
2、无纺布的分类:
无纺布按照生产方法大体上分三大类:机械、热粘合和化学粘合:
⑴、用机械方法生产的无纺布:针刺和水刺。
⑵、用热粘合方法生产的无纺布:热扎无纺布。
⑶、用化学粘合方法生产的无纺布:喷胶棉。
3、针刺无纺布:
     由于纤维分长丝和短纤维,无纺布也分短纤维无纺布长丝无纺布。短纤维生产实际上是两步法的生产工艺,首先要去化纤厂把需要的短纤维买来,然后才能进行生产,我们短纤维的生产流程为:
称重开包→粗、精开松→震动给棉与梳理→交叉铺网与喂入→预针刺→上、下主针刺→张力调节与储布→切边与卷绕(含外观检验)→成品包装
长丝生产为一步法的生产工艺,流程为:
切片筛选与输送→预结晶与干燥→螺杆挤压机熔融纺丝→侧吹风冷却成型→气流管道牵伸→摆丝与铺网→预针刺与主针刺→张力调节与储布→切边卷绕(含外观检验)→成品包装
长丝的生产是从聚酯切片开始的,要经过纺丝直接成网,然后再经过针刺成布。这种一步法的生产工艺生产出来的无纺布,就叫长丝针刺无纺布,也叫纺粘针刺无纺布,要是原料为涤纶,就叫聚酯纺粘针刺无纺布或者聚酯长丝针刺无纺布;同样,原料要是丙纶的,就叫丙纶纺粘针刺无纺布或者丙纶纺粘针刺无纺布。
三、土工合成材料:
     土工合成材料是一种新型的岩土工程材料,被世界上誉为:第五大建筑材料。它以人工合成的聚合物,既塑料、化学纤维和合成橡胶为原料,制造成各种类型产品,置于土体内部,表面或者各层土体之间,发挥过滤、排水、隔离、加筋、防渗、防护等作用。
  土工合成材料的分类:
⑴、土工织物:也就是土工布。
⑵、土工膜:聚乙烯土工膜(高密度和低密度)等
⑶、特种土工合成材料:土工格栅、土工格室、土工网垫等
⑷、复合型土工合成材料:复合土工布、复合土工膜、非织造复合土工膜、复合土工防水排水材料。
(一)、土工织物:土工布
用于岩土工程和土木工程的一种可渗透的聚合物材料。
1、土工布分类:
  从生产方法上分:机织土工布和非织造土工布。
机织土工布:由两组或者两组以上纱线、条带或者其他成分,通常垂直相交织成的土工布。如:长丝机织土工布、塑料扁丝编织土工布、裂膜丝机织土工布。
非织造土工布:由定向的或者随即取向的纤维,通过摩擦或者抱合或者粘合形成的薄片状、纤网状或絮垫状的土工布。如:短纤维针刺土工布、长丝纺粘针刺土工布。
从材料上分:常见的为涤纶土工布丙纶土工布
2、土工布的特性指标:
  我们主要介绍非织造土工布,非织造土工布主要是针刺土工布,分为短纤维针刺土工布和长丝纺粘针刺土工布。
⑴、短纤维针刺土工布:
    从材料上分:涤纶、丙纶、锦纶、维纶等等,主要就是涤纶和丙纶,目前还没有见到过其他材料。从结构上可以分为普通型和复合型。
    产品代号:SNG
    SNG(/C)         /    ——-   /      
             (1)  (2)   (3)   (4)    (5)
SNG(/C):表示短纤维针刺土工布(c表示复合型),非复合型可以省略。
(1)、表示纤维的代号:PET—涤纶、PP—丙纶、PA—锦纶、
  PV—维纶、PE—已纶。涤纶可以省略,混合纤维要将个纤维组分都表示出来,中间以“/”隔开。
(2)、成品单位面积质量,以克/平方米(g/m2)为单位表示。
(3)、复合型产品中短纤维非织造土工布的单位面积质量,以克/平方米(g/m2)为单位表示,非复合型产品空缺。
(4)、幅宽,以米为单位表示。
(5)、生产部门编号:可以表达产品更明确的特点、功能、品种、序列等。
   短纤维针刺土工布常见的规格(以单位面积质量和表示):常见规格:
  100、150、200、250、300、350、400、450、500、600、800;我们公司的幅宽一般为6米,也可以根据用户要求进行生产。
⑵、长丝纺粘针刺土工布:
从材料上分:涤纶和丙纶。目前我们国家真有涤纶纺粘针刺土工布,丙纶纺粘针刺土工布还不能生产。从结构上可以分为普通型和复合型。
产品代号:FNG
FNG(C/):              —
          (1)  (2)  (3)     (4)      (5)

FNG(/C):表示长丝纺粘针刺土工布(c表示复合型),非复合型可以省略。
(1)、表示纤维的代号:PET—涤纶、PP—丙纶、PA—锦纶、
  PV—维纶、PE—已纶。涤纶可以省略。
(2)、成品单位面积质量,以克/平方米(g/m2)为单位表示。
(3)、复合型产品中长丝纺粘非织造土工布的单位面积质量,以克/平方米(g/m2)为单位表示,非复合型产品空缺。
(4)、幅宽,以米为单位表示。
(5)、生产部门编号:可以表达产品更明确的特点、功能、品种、序列等。
长丝纺粘针刺土工布常见的规格(以单位面积质量和表示):常见规格:
  100、150、200、250、300、350、400、450、500、600、800;我们公司的幅宽一般为6.6米,也可以根据用户要求进行生产。
⑶、土工布的物理指标:
 A、单位面积质量(g/m2):在标准大气压下称其质量,计算单位面积质量。
B、厚度(mm):土工布在承受规定的压力下,正反两面之间的距离。
C、断裂强力(KN/m):土工布在受外力拉伸直至断裂时,每单位宽度所产生的最大抗变形力。土工布一般都测定纵横向的强力。
D、断裂伸长率(%):土工布在拉伸断裂时,伸长量与原长(夹持长度)之比。
F、CBR顶破强力(KN):在顶压杆顶压土工布直至破裂过程中,测得的最大顶破压力。
G、梯形撕破强力(KN):在夹持器内式样呈梯形,撕破梯形式样所需要最大的力。
⑷、土工布的作用与用途(简单介绍):
①、防护:限制或防止岩土工程的局部破损。
②、隔离:防止相邻的不同土或者填料的混合。
③、过滤:在使液体通过的同时,保持住受液力作用的土或者其他颗粒。
④、加强:利用土工布的抗拉性能,改善土层的力学性能。
⑤、排水:收集降水、地下水或者其他液体,并沿着土工布的平面进行传输。
用途:①、交通方面:公路、铁路、桥梁、隧道、机场、海港、城市建设(广场、停车场、街道、运动场、草坪花坛等)。
②、水利方面:水利工程(护岸、护坡、护底)、水渠、人工湖、水库、人造湿地等等。
③、环境保护方面:垃圾填埋场、火力发电站的灰坝池、选矿厂的尾矿池等。
④、其他方面:养殖与种植。
(二)、土工膜
土工膜是一种以高分子聚合物为基本原料的防水阻隔型材料。也可以定义为:土工膜是以聚合物为基本原料制成的一种防渗漏材料。
土工膜的材料:聚乙烯:PE;聚氯乙烯:PVC 
氯化聚乙烯:CPE等
⑴、高密度聚乙烯,也叫低压聚乙烯,符号:HDPE。
⑵、低密度聚乙烯,也叫高压聚乙烯,符号:LDPE。
⑶、线性低密度聚乙烯,也叫线性高压聚乙烯,符号:LLDPE。
      ⑷、乙烯—醋酸乙烯共聚物,也叫柔性聚乙烯,符号:
EVA
   2、产品代号:
                 /
      (1)    (2)    (3)    (4)
⑴、产品类型:GL—1 普通低密度聚乙烯土工膜
              GL—2 柔性乙烯—乙酸乙烯共聚物(EVA)土工膜     
              GH—1 普通高(中)聚乙烯土工膜
              GH—2 环保用高密度聚乙烯土工膜
⑵、产品宽度,单位:mm
⑶、产品厚度,单位:mm
⑷、执行标准:GB/T17643—1998
土工膜产品一般用宽度和厚度表示其规格,土工膜在厚度上,分为两种:一般厚度在0.1—0.9mm之内的,叫土工膜;在0.9以上的,叫防水板。
聚乙烯的物理特性:
⑴、高密度聚乙烯,也叫低压聚乙烯,符号:HDPE:
    高密度聚乙烯为白色颗粒或粉末料,无味、无嗅、无毒、易燃。具有良好的耐热耐寒性能,使用温度—70—100℃,密度:0.941—0.965g/cm3,耐磨性能也较好,化学稳定性能良好,在室温下几乎不溶于任何有机溶剂,耐多种酸、碱及各种盐类的腐蚀。吸水性和水蒸气渗透性很低,但是耐老化性能很差,需要加入抗氧剂和光稳定剂。熔点:126—136℃,软化温度:121—127℃,脆化温度:—70~—100℃。
⑵、低密度聚乙烯,也叫高压聚乙烯,符号:LDPE:
   低密度聚乙烯,为乳白色蜡状物颗粒,无味、无嗅、无毒、易燃。密度:0.91—0.925 g/cm3,熔点:108—126℃,软化温度:108—120℃,脆化温度:—55~—80,LDPE是聚乙烯中最轻的产品,吸水率低,断裂伸长率较大,一般100%—700%,具有良好的柔软性、伸展性、透明性、耐寒性和加工性。化学稳定性较稳定,可耐酸碱,在60℃以下不溶于一般的有机溶剂,耐光氧老化性能差,需要在生产时候加入抗氧剂及光稳定剂来防止光氧老化,延长产品的使用寿命。
⑶、线性低密度聚乙烯,也叫线性高压聚乙烯,符号:LLDPE
线性低密度聚乙烯是第二代聚乙烯新型塑料品种,与低密度聚乙烯相比,具有性能优良,生产经济效益显著等特点。如优异的耐环境应力开裂性和电性能,较高的耐热性,优良的冲击性能、拉伸强度和弯曲强度等。其冲击强度和撕裂强度均较LDPE高。密度:0.915—0.939 g/cm3,软化温度:94—115℃. 脆化温度:—20~—60℃。
⑷、乙烯—醋酸乙烯共聚物,也叫柔性聚乙烯,符号:
EVA
EVA具有良好的柔软性,橡胶般的弹性,在—50℃以下仍然具有弹性、弯曲的性能。软化点低:64—91℃.脆化温度:—66~—70℃。
   3、土工膜的作用与用途:
作用:土工布的作用有5个,除了过滤土工膜不行外,其余的作用,土工膜均有。但是,土工膜还有个作用是土工布不能做到的,那就是防渗,土工布是让液体通过,颗粒留下,土工膜是什么都不要通过,这就是防渗。
 用途:交通、水利、环保领域均被大量使用。
4、生产流程:
  原料(辅料)→混料→挤压熔融→吹账冷却→Ⅰ道牵引→Ⅱ道牵引→卷取→包装
(三)、土工复合膜
    复合土工膜按其土工布基材可分为:短纤维针刺土工布、长丝纺粘针刺土工布、长丝机织土工布、扁丝机织土工布等;按膜材可分为:聚乙烯(PE)膜、聚氯乙烯(PVC)膜、氯化聚乙烯(CPE)膜等;按结构可分为:一布一膜、二布一膜、一布二膜、多布多膜等;按生产工艺可分为:淋膜、热粘合。
   1、产品规格
  宽度一般现在都是6米,也可以根据用户要求生产。
  单位面积质量(g/m2):350、400、500、600、700、800、900、1000、1200、1500等
膜材厚度(mm): 一般是0.2—0.9
2、产品代号:
 CG        m     n      / 
(2) (3)(4)  (5)  (6)
CG  复合土工膜,在不能弄混的情况下,可以省略。
⑴、基材及层数:A—短纤维针刺非织造土工布基、B—长丝纺粘针刺非织造土工布基、C—其他;m为基材层数;
⑵、膜材及层数:A—PE膜、B—PVC膜、C—CPE膜、D—其他;n为膜材层数;
⑶、成品单位面积质量,以克/平方米(g/m2)为单位表示;
⑷、膜材总厚度,以毫米(mm)为单位表示;
⑸、幅宽,以米(mm)为单位表示;
⑹、生产部门编号,可表达产品更明确的特点、功能、品种、序列等。
二布一膜与一布一膜:一般工厂都用最简单的方法表示:上布的克重/膜的厚度/下布的克重、布的克重/膜的厚度。
3、作用与用途
作用:复合土工膜的性能,结合了土工布和土工膜的性能,其作用也是结合到一起的。
①、防护:限制或防止岩土工程的局部破损。
②、隔离:防止相邻的不同土或者填料的混合。
③、防渗:阻隔液体通过。
④、加强:利用土工布和土工膜的抗拉性能,改善土层的力学性能。
⑤、排水:收集降水、地下水或者其他液体,并沿着复合土工膜的平面进行传输。
应用:交通、水利、环保领域。
4、生产工艺流程:
放卷(下布、土工膜)→烘箱→上布放卷→压辊粘合冷却→切边卷绕(含外观检验)→成品包装。http://www.sdjrx.net/

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