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土工材料是当今被广泛应用于岩土工程中的土工合成材料,它是高分子聚合物产品的统称。早在20世纪20年代,化工部门即成功地生产出人工合成材料,但直到50年代后期,这种材料才逐渐地作为一种新型的建筑材料被推广应用于岩土工程。早期的产品主要是透水的有纺及无纺土工织物,后来又生产出不透水的土工膜。随着工程实践的要求和制造工艺的,又陆续制造出加筋用的土工格栅和其他组合产品。这样,原来的土工织物一词已经远远不能概括各类产品的含义,于是在上出现了许多的替代名称,其中土工材料一词为通用,不过习惯上仍然统称之为土工织物。土工材料分为几大类材料:土工布、土工膜、土工格栅、排水板、复合土工膜、土工网、土工格室、膨润土防水毯等。
一、土工布,又称土工织物,它是由合成纤维通过或编织而成的透水性土工合成材料。土工布是新材料土工合成材料其中的一种,成品为布状
土工布作用:
隔离:利用涤纶短纤土工布对具有不同物理性质(粒径大小、分布、稠度及密度等)的建筑材料(如土体与沙粒、土体与混凝土等)进行隔离。使两种或多种材料间不流失,不混杂,保持材料的整体结构和功能,使构筑物载承能力加强。
过滤:当水由细料土层流入粗料土层时,利用涤纶短纤土工布良好的透气性和透水性,使水流通过,而有效地截流土颗粒,细沙、小石料等,以保持水土工程的。
排水:涤纶短纤土工布具有良好的导水性能,它可以土部形成排水通道,将土体结构内多余和气体外排。
加筋:利用涤纶短纤土工布增强土体的抗拉强度和抗变形能力,增强建筑结构的性,以土体。
防护:水流对土体冲刷时,有效的将集中应力扩散,传递或分解,防止土体受外力作用而,其保护土壤。
防穿刺:与土工膜结合成为复合防水防渗材料,起到防穿刺的作用。
二、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。主要适用于清理场、尾矿储存场、渠道防渗、堤坝防渗、地铁工程、工程等。
土工膜主要机理:
是以塑料薄膜的不透水性隔断土坝漏水通道,以其较大的抗拉强度和延伸率承受水压和适应坝体变形。而无纺布亦是一种高分子短纤维化学材料,通过或热粘成形,具有较高的抗拉强度和延伸性,它与塑料薄膜结合后,不仅增大了塑料薄膜的抗拉强度和抗穿刺能力,而且由于无纺布表面粗糙,增大了面的系数,有利于复合土工膜及保护层的。同时,它们对和化学作用有的耐侵蚀性,不怕酸、碱、盐类的侵蚀,在避光使用情况下,使用寿命长。
三、土工格栅:格栅是用聚丙烯、聚氯等高分子聚合物经热塑或模压而成的二维网格状或具有一定高度的三维立体网格屏栅,当作为土木工程使用时,称为土工格栅。
土工格栅性能:
土工格栅具有度,低延伸(破断伸长不大于12%)的性能,同时其蠕变量很小。格栅加筋,加固补强地基,承载力,不均匀沉降,并阻抗土体面的形成。土工格栅有的柔韧性,由于材质通过拉伸和横向肋带双面夹不断,即使开裂,也仍保持土工格栅的性能。
土工格栅系数:
产品表面经过处理,压有粗糙的花纹,以增强其粗糙度,同时纵横肋条形成的网孔对土体进行嵌锁,达到对土体优的被动阻抗力。
土工格栅的应用:
应用于高速公路及铁路中,可路基与桥台的沉降差,车辆与路基振动,减缓路基结构变形,保证车辆行驶的舒适。
在填方土中加入土工格栅,可填方土料的抗剪强度和中期的整体性,中期填方数量,使软基处理方便,成本。
在土石坝剖面设计中采用土工格栅做加筋土结构,可坝体受力变形性能,避免坝体断裂,工程量和工程造价。
四、排水板是由聚苯(HIPS)或者是聚(HDPE)塑胶底板经过冲压制成圆锥突台或者加劲肋的(或中空圆柱形多孔)而成,幅宽有3米,长度有10米或者是15米。
一项技艺的传承,离不开新鲜血液的涌入。“国家出台很多政策,鼓励非遗创业,政府部门也会经常下乡来了解情况,想尽办法帮助我们发展。政府有时候聘请我们去培训新人,但这从商业角度上来说,真正留下来的人太少,总体来说性价比不高。”韦祥龙说。 顾少波也遇到了培训上的尴尬。当地政府在职教中心开设了越窑青瓷专业,邀请顾少波每周给学生们上课。20个报名学生的课堂反馈很好,但奇怪的是,结课后却只有5个人来参加实习,而且实习未满一个月就全都离开了。 “我问他们原因,是因为报这个专业的孩子和他们的家长,觉得看不到前景。做非遗这一块的没有大企业,他们觉得那还不如去学数控机械等专业有前途。”顾少波说,最主要的原因还是非遗创业未成体系,“招不到人,感兴趣的很多,没几个年轻人愿意拿它做事业。。HDPE土工膜的铺设。1.铺设HDPE土工膜前应由土建工程相应的合格验收证明文件。 2.HDPE膜裁切之前,应该准确丈量其相关尺寸,然后按实际裁切,一般不宜按图示尺寸裁切,应逐片编号,详细记录在专用表格上。 3.铺设HDPE土工膜时应力求焊缝最少,在保证质量的前提下,尽量节约原材料。同时也容易保证质量。 4.膜与膜之间接缝的搭接宽度一般不小于10cm,通常就使焊缝排列方向平行于最大坡度,即沿坡度方向排列。 5通常在拐角及畸形地段,应是接缝长度尽量减短。除特殊要求外,在坡度大于1:6的斜坡上距顶坡或应力集中区域1.5米范围内,尽量不设焊缝。 6.HDPE土工膜在铺设中,应避免产生人为褶皱,温度较低时,应尽量拉紧,铺平。 7.HDPE土工膜铺设完成后,应尽量减少在膜面上行走、搬动工具等,凡能对HDPE膜造成危害的物件,均不应放在膜上或携带在膜上行走,以免对膜造成意外损伤。 土工膜的焊接 1.热锲焊机焊接工序分为:调节压力 设定温度 设定速度 焊缝搭接检查 装膜入机 启动马达 加压焊接。 2.接缝处不得有油污、灰尘,HDPE土工膜的搭接段面不应夹有泥沙等杂物,当有杂物时必须在焊接前清理干净。 3.每天焊接开始时,必须在现场先试焊一条0.9mm×0.3mm的试样,搭接宽度不小于10cm,并用拉力机现场进行剥离和剪切试验,试样合格后,便可用当时调整好的速度、压力、温度进行正是焊接。试样上需标明日期、时刻、环境温度。热锲焊机在焊接过程中,需随时注意焊机的运行情况,要根据现场的实际情况对速度和温度进行微调。 4.焊缝要求整齐、美观、不得有滑焊、跳走现象。 5.在遇上土工膜长度不够时,需要长向拼接,应先把横向焊缝焊好,再焊纵缝,横向焊缝相距大于50cm应成T字型,不得十字交叉。 6.相邻土工膜焊缝应尽量错缝搭接,膜块间形成的结点,应为T字型,尽量减少十字型,纵模向焊缝交点处应用挤压焊机加强。 7.焊膜时不许压出死折,铺设HDPE土工膜时,根据当地气温变化幅度和HDPE土工膜性能要求,预留出温度变化引起的伸缩变形量。 8.当手提焊机的温度控制所指示的焊机温度低于200℃时,要用干净的布或棉纱掸掉再焊,必要时应重新打磨,切忌用手擦试。 9.当接缝处有结露、潮湿、泥沙等影响时,处理后再进行焊接。 10.在下雨期间或接缝有潮气、露水、或者大沙的情况下不能进行焊接,但采取防护措施是除外。 11.温度低于5℃时,按照规范要求不应施工,如果必须施工的话,焊接前应对焊机进行预热处理。 12.挤压焊接机在焊接过程中,应该经常检查枪头的滑块,磨损较严重时应及时更换滑块,以免损伤膜面。 13.土工膜在焊接时应该采用稳压性能好的发电机供电,在特殊情况下采用当地用电时,必须使用稳压器。
排水板应用范围:
绿化工程:车库顶板绿化、屋顶花园、垂直绿化、斜屋顶绿化、足球场、高尔夫球场。
市政工程:、道路路基、地铁、、填埋场。
建筑工程:建筑物基础上层或下层、地下室内外墙体和底板以及顶板、屋面防渗和隔热层等。水利工程:水库防渗水、蓄水池、人工湖防渗水。
交通工程:公路、铁路路基、堤坝和护坡层。
排水板操作及技术要求:
1.排水板自然展开、疏松地铺设于规划好的位置。
2.排水板可按排水坡度的纵向或横向统一的方向铺设。
3.搭接必须按照顺排水坡度的方向搭接,不允许逆向搭接。
4.需要定位的部位或形状变化部位需要临时固定时,采用沥青马蹄脂点式粘结固定。
5.排水板的终止收口需要结合建筑部位设计确定。
五、复合土工膜是用土工织物与土工膜复合而成的不透水材料,它主要用于防渗,复合土工膜分为一布一膜和两布一膜、宽幅4-6m,重量为g/m2,抗拉、抗、等物理力学性能指标高,能水利、市政、建筑、交通、地铁、等土木工程需要。由于其选用高分子材料且生产工艺中添加了防老化剂,故可在非常规温度中使用。
复合土工膜主要功能:
1、集防渗与排水作用于一体,同时具备隔离和加筋等功能。
2、复合强度高、剥离强度大、抗穿刺强度高。
3、排水能力强、系数大、线胀系数小。
4、耐老化性能好、适应温度范围宽、。
复合土工膜应用领域:
莲藕池防渗、泥鳅养殖、鱼塘防渗;
处理场,污水处理场,石化、冶金等环保工程;
水库、堤坝、水渠、河流、湖泊等水利工程;
地铁、、地下仓库等;
人工湖、景点等园林工程;
建筑市场及其他防水工程。
六、土工网是高密度聚(HDPE)为主要原料,加入一定的抗紫外线助剂等辅料,经成方形、菱形、六边形网格状结构的产品,具有一定的拉伸强度和耐久性、化学性、耐候性、耐腐蚀等性能。因此可广泛应用于岩土工程、水利工程、险坡、软基处理、路面处理、立墙处理等工程,具有优良的性能、强度高、尺寸性好、耐腐蚀、抗老化(15年以上)使用温度(-50℃-120℃)是建筑行业的一种具有跨时代意义的新型材料。
土工网主要应用在软基处理、路基增强、边坡防护、桥台加固、以及海岸边坡防护、水库库底加固等工程。在道路边坡上铺设土工网,可防止岩块滑落,避免对人或车辆造成危害;用土工网包道渣,可防止道渣流失和路基变形,路基性;铺设土工网可加固路面,防止反射裂缝的发展;土工网作为挡土墙体填土中的加筋材料,可分散土体应力,侧向位移,增强性;用土工网制成石笼用于堤坝、岩石表面的防护,可防止侵蚀、避免塌方、和水土流失。
七、土工格室是由强化的HDPE片材料,经高焊接而形成的一种三维网状格室结构土工格室。一般经超声波针式焊接而成。因工程需要,有的在膜片上进行打孔。
土工格室产品特点:
1、伸缩自如,运输可缩叠,施工时可张拉成网状,填入泥土、碎石、混凝土等松散物料,构成具有强大侧向和大刚度的结构体。
2、材质轻、耐磨损,化学性能、耐光氧老化、耐酸碱,适用于不同土壤与沙漠等土质条件。
3、较高的侧向和防滑,防变形、有效的增强路基的承载能力和分散荷载作用。
4、改变土工格室高度、焊距等几何尺寸可不同的工程需要。
5、伸缩自如,运输体积小,联接方便、施工速度快。
土工格室主要用途:
1、用于稳固公路、铁路路基。
2、用于承受载重力的堤防及浅水河道治理。
3、用于防止滑坡及受载重力的混合式挡墙。
4、在遇到软地基时,采用土工格室可大大减轻施工劳动强度,路基厚度施工速度快、性能好,大大的工程造价。
八、膨润防水毯是一种专门用于人工湖泊水景、填埋场、地下车库、楼顶花园、水池、油库及化学品堆场等防渗漏的土工合成材料,它是由高性的钠基膨润土填充在的复合土工布和无纺布之间,用法制成的膨润土防渗垫可形成许多小的纤维空间,是膨润土颗粒不能像一个方向流动,遇水时在垫内形成均匀高密度的胶状防水层,有效的防止水的渗漏。