用聚丙烯、聚氯乙烯等高分子聚合物經(jīng)熱塑或模壓而成的二維網(wǎng)格狀或具有一定高度的三維立體網(wǎng)格屏柵,當(dāng)作為土木工程使用時(shí),稱為土工格柵。
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(dú)特的性能與功效。土工格柵常用作加筋土結(jié)構(gòu)的筋材或復(fù)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(huì)隨加熱延伸過程而重新排列定向，加強(qiáng)了分子鏈間的聯(lián)結(jié)力，達(dá)到了提高其強(qiáng)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(xù)(或單獨(dú))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(jié)構(gòu)，常用于護(hù)坡或其他地基處理工程。膜袋根據(jù)其材質(zhì)和加工工藝的不同，分為機(jī)制和簡(jiǎn)易膜袋兩大類。機(jī)制膜袋按其有無反濾排水點(diǎn)和充脹后的形狀又可分為反濾排水點(diǎn)膜袋、無反濾排水點(diǎn)膜袋、無排水點(diǎn)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(fā)展起來的超輕型土工合成材料。它是在聚苯乙烯中添加發(fā)泡劑，用所規(guī)定的密度預(yù)先進(jìn)行發(fā)泡，再把發(fā)泡的顆粒放在筒倉中干燥后填充到模具內(nèi)加熱形成的。EPS具有質(zhì)量輕、耐熱、抗壓性能好、吸水率低、自立性好等優(yōu)點(diǎn)，常用作鐵路路基的填料。。
鋼塑土工格柵鋼塑土工格柵以高強(qiáng)鋼絲（或其他纖維），經(jīng)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(fù)合型高強(qiáng)抗拉條帶，且表面有粗糙壓紋，則為高強(qiáng)加筋土工帶。由此單帶，經(jīng)縱、橫按一定間距編制或夾合排列，采用特殊強(qiáng)化粘接的熔焊技術(shù)焊接其交接點(diǎn)而成型，則為加筋土工格柵。有時(shí)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(jié)合成一體，土工特種材料和土工復(fù)合材料近幾年的發(fā)展速度較快，在特種材料中，市場(chǎng)中應(yīng)用較多的產(chǎn)品為土工格柵、土工網(wǎng)、超輕型土工合成材料等。以土工格柵為例，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，2014 年我國土工格柵產(chǎn)品產(chǎn)量達(dá)到 29.8 億平方米，產(chǎn)量較上年同期增長(zhǎng) 6.8%；國內(nèi)表觀消費(fèi)量為 27.5 億平方米，需求同比增長(zhǎng) 6.6%。2015 年我國土工格柵產(chǎn)品產(chǎn)量達(dá)到 32.2 億平方米，產(chǎn)量較上年同期增長(zhǎng) 8.1%；國內(nèi)表觀消費(fèi)量為 29.6 億平方米，需求同比增長(zhǎng) 7.8%.新型環(huán)保合成材料的市場(chǎng)需求是該項(xiàng)目存在和發(fā)展的基礎(chǔ)，市場(chǎng)需要量是根據(jù)分析環(huán)保新型土工合成材料市場(chǎng)容量、產(chǎn)品產(chǎn)量及其技術(shù)發(fā)展來進(jìn)行預(yù)測(cè)；目前，我國各行業(yè)及各個(gè)領(lǐng)域?qū)Νh(huán)保新型土工合成材料需求量很大，由于此類產(chǎn)品具有市場(chǎng)需求多樣化、升級(jí)換代快的特點(diǎn)，所以環(huán)保新型土工合成材料的生產(chǎn)量滿足不了市場(chǎng)要求，每年還需大量從外埠調(diào)入或國外進(jìn)口，商品市場(chǎng)需求高于產(chǎn)品制造發(fā)展速度，因此，環(huán)保新型土工合成材料具有廣闊的潛在市場(chǎng)。HDPE土工膜具有良好的耐熱性和耐寒性，其使用環(huán)境溫度為高溫110℃、低溫-70℃;HDPE土工膜具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性能，能抗強(qiáng)酸、堿、油的腐蝕是好的防腐材料;HDPE土工膜具有很高的抗張力強(qiáng)度，使它具有很高的抗拉強(qiáng)度能滿足高標(biāo)準(zhǔn)工程項(xiàng)目需要;HDPE土工膜具有很強(qiáng)的耐候性，有很強(qiáng)的抗老化性能，能長(zhǎng)時(shí)間裸露使用而保持原來的性能;HDPE土工膜的整體性能，HDPE土工膜有很強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度與斷裂伸長(zhǎng)率，使HDPE土工膜能夠在各種不同的惡劣地質(zhì)與氣候條件下使用。適應(yīng)地質(zhì)不均勻沉降應(yīng)變力強(qiáng);HDPE土工膜采用優(yōu)質(zhì)原生塑料與炭黑粒子不含任何防腐劑，HDPE已被我國用來取代PVC作為食品包裝袋和保鮮膜原料。。
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(zhì)，采用一定的編織工藝制成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)材料，為保護(hù)玻璃纖維、提高整體使用性能，經(jīng)過特殊的涂復(fù)處理工藝而成的土工復(fù)合材料。玻璃纖維的主要成份是：氧化硅、是無機(jī)材料，其理化性能極具穩(wěn)定，并具有強(qiáng)度大、模量高，很高的耐磨性和優(yōu)異的對(duì)寒性，無長(zhǎng)期蠕變；熱穩(wěn)定性好；網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)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(fù)合性能，極大地提高了土工格柵的耐磨性及剪切能力。有時(shí)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(jié)合成一體土工材料是當(dāng)今被廣泛應(yīng)用于巖土工程中的土工合成材料，它是高分子聚合物產(chǎn)品的統(tǒng)稱。早在20世紀(jì)20年代，化工部門即成功地生產(chǎn)出人工合成材料，但直到50年代后期，這種材料才逐漸地作為一種新型的建筑材料被推廣應(yīng)用于巖土工程。早期的產(chǎn)品主要是透水的有紡及無紡?fù)凉た椢，后來又生產(chǎn)出不透水的土工膜。隨著工程實(shí)踐的要求和制造工藝的提高，又陸續(xù)制造出高強(qiáng)加筋用的土工格柵和其他組合產(chǎn)品。這樣，原來的土工織物一詞已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能概括各類產(chǎn)品的含義，于是在上出現(xiàn)了許多的替代名稱，其中土工材料一詞為通用，不過習(xí)慣上仍然統(tǒng)稱之為土工織物。 土工材料分為幾大類材料:土工布、土工膜、土工格柵、排水板，復(fù)合土工膜，土工網(wǎng)，土工格室，膨潤(rùn)土防水毯等。土工織物突出的優(yōu)點(diǎn)是：重量輕、整體連續(xù)性好(可做成較大面積的整體)、施工方便、抗拉強(qiáng)度較高、耐腐蝕和抗微生物侵蝕性好。缺點(diǎn)是：未經(jīng)特殊處理，抗紫外線能力低，如暴露在外，受紫外線直接照射容易老化，但如不直接暴露，則抗老化及耐久性能仍較高。GCL天然納基膨潤(rùn)土防水毯（JG/T193-2006)GCL是一種介于GCL(現(xiàn)場(chǎng)厚壓實(shí)粘土防滲襯墊)和高分子材料土工膜之間的一種防滲襯墊,膨潤(rùn)土的礦物學(xué)名稱為蒙脫石，天然的膨潤(rùn)土按化學(xué)成分主要分為鈉基和鈣基兩大類。膨潤(rùn)土具有遇水膨脹的特性，一般天然鈣基膨潤(rùn)土膨脹時(shí)，其膨脹僅為自身體積的3倍左右，而鈉基膨潤(rùn)土遇水時(shí)吸附自身重量五倍的水，體積膨脹到原來的15-17倍以上，將鈉基膨潤(rùn)土鎖在兩層土工合成材料中間，起保護(hù)和加固的作用，使GCL具有一定的整體抗剪強(qiáng)度。主要應(yīng)用于環(huán)境工程中的廢棄物填埋場(chǎng)、地下水庫、地下基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等工程中，解決密封、隔離、防滲漏問題，效果好，抗破壞性強(qiáng)。膨潤(rùn)土防水毯按生產(chǎn)工藝可分為:針刺法鈉基膨潤(rùn)土防水毯、針刺覆膜法鈉基膨潤(rùn)土防水毯以及膠粘法鈉基膨潤(rùn)土防水毯。 針刺覆膜法鈉基膨潤(rùn)土防水毯，是在針刺鈉基膨潤(rùn)土防水毯的非織造土工布的外表面上復(fù)合一層高密度聚乙烯土工膜。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(fù)合型的(含編織型或無紡型的土工織物)，瀝青作為浸潤(rùn)粘結(jié)劑。聚合物土工膜，根據(jù)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(shí)踐表明，土工膜的不透水性很好，彈性和適應(yīng)變形的能力很強(qiáng)，能適用于不同的施工條件和工作應(yīng)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(fù)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(zhì)，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。國外對(duì)土工布的應(yīng)用早在60年代就已開始，美國是世界上土工布消費(fèi)量的，它在90年代初對(duì)其年用量就在3億㎡以上，近幾年用量達(dá)到7億㎡。歐洲和日本的土工布也得到較快發(fā)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(duì)土工布的應(yīng)用有顯著的增長(zhǎng)。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(dāng)時(shí)的用量極少，只是試驗(yàn)性的應(yīng)用。直到1998年特大洪水引起的重視，建筑部門把對(duì)土工布的應(yīng)用列入到設(shè)計(jì)規(guī)范中去，并制定了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，土工布才真正得到重視和發(fā)展。目前我國土工布的用量已超過3億m2，非織造土工布占總量比重達(dá)到40%左右。我國土木工程建設(shè)具有巨大潛在市場(chǎng)，其潛力決不低于美國用量的7~8億m2。專家測(cè)算，我國土工布在今后15年仍將以雙位數(shù)增長(zhǎng)，其中增長(zhǎng)速度較快的是PET紡粘長(zhǎng)絲土工布。土工織物突出的優(yōu)點(diǎn)是：重量輕、整體連續(xù)性好(可做成較大面積的整體)、施工方便、抗拉強(qiáng)度較高、耐腐蝕和抗微生物侵蝕性好。缺點(diǎn)是：未經(jīng)特殊處理，抗紫外線能力低，如暴露在外，受紫外線直接照射容易老化，但如不直接暴露，則抗老化及耐久性能仍較高。GCL天然納基膨潤(rùn)土防水毯（JG/T193-2006)GCL是一種介于GCL(現(xiàn)場(chǎng)厚壓實(shí)粘土防滲襯墊)和高分子材料土工膜之間的一種防滲襯墊,膨潤(rùn)土的礦物學(xué)名稱為蒙脫石，天然的膨潤(rùn)土按化學(xué)成分主要分為鈉基和鈣基兩大類。膨潤(rùn)土具有遇水膨脹的特性，一般天然鈣基膨潤(rùn)土膨脹時(shí)，其膨脹僅為自身體積的3倍左右，而鈉基膨潤(rùn)土遇水時(shí)吸附自身重量五倍的水，體積膨脹到原來的15-17倍以上，將鈉基膨潤(rùn)土鎖在兩層土工合成材料中間，起保護(hù)和加固的作用，使GCL具有一定的整體抗剪強(qiáng)度。主要應(yīng)用于環(huán)境工程中的廢棄物填埋場(chǎng)、地下水庫、地下基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等工程中，解決密封、隔離、防滲漏問題，效果好，抗破壞性強(qiáng)。膨潤(rùn)土防水毯按生產(chǎn)工藝可分為:針刺法鈉基膨潤(rùn)土防水毯、針刺覆膜法鈉基膨潤(rùn)土防水毯以及膠粘法鈉基膨潤(rùn)土防水毯。 針刺覆膜法鈉基膨潤(rùn)土防水毯，是在針刺鈉基膨潤(rùn)土防水毯的非織造土工布的外表面上復(fù)合一層高密度聚乙烯土工膜。。
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