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未来5年,土工合成材料行业将以11.5%的平均速度增长,预计到2020年,国内土工与建筑用纺织品的产量将达到206.6万吨。更多土工合成材料行业现状分析息请查阅中国报告大厅发布的《中国土工合成材料行业发展现状与十三五规划研究报告》。国内交通、水利和环境工程等方面的投资尤其推动了土工与建筑用纺织品的快速发展。以HuayangFNZC-Ⅲ型为代表的国产第三代涤纶长丝纺粘针刺生产线的成功研制,大幅提升了涤纶长丝纺粘针刺土工布的品质和性能,与原有涤纶短线针刺产品相比,在同克重条件下性能强势提升,其产品已经广泛应用于防水油毡胎基布领域。替代进口产,大大降低了聚酯长丝油毡台基布的应用门槛;非织造布、排水板、膜等多种材料的复合加工。
逐步满足地铁、隧道等高要求工程中防渗、排水的需求;具有良好功能适用性的阻燃、耐酸碱、超低温弹性防水卷材开始应用于建筑加固材料;湿法玻纤非织造技术面世,拓展了功能性土工复合材料的应用;高强度、耐顶破、耐摩擦、抗酸碱的丙纶土工布应用于高铁轨道滑动层材料。此外,带有光纤传感器和相关监控系统的智能土工合成材料也在紧锣密鼓的研发中,将可以一体化提供土壤加固、结构安全监控和预警功能。尽管国内土工合成材料发展迅速,但行业发展中仍然存在行业政策变化、标准体系建设薄弱、原材料价格波动等弱点与风险,其中,最需要引起注意的就是标准不完善的问题。为此,东华大学教授靳向煜指出,我国土工合成材料标准体系自建立至今,尽管已经形成较为科学、规范、合理的测试标准体系。
但与国外先进标准体系相比,仍存在很多不足。首先就是行业标准之间的差异。我国土工合成材料标准基本包含了工程中常用的产品类别,对土工织物、土工膜、土工复合材料、土工特种材料等大项均有涉及,但个部委也有自己的标准体系,相互之间有相似也有差别。标准的差异容易对制造商和购买者造成较大分歧,因此,双方通常采用欧美标准,国内标准面临可有可无的尴尬。其次,测试标准数量少,标准更新速度慢的问题同样不容忽视。我国现行的土工合成材料标准基本能够与国外先进标准同步,但多以室内指标测试为主,缺乏现场测试标准。其中有些标准还存在使用时间过长,没有技术更新、补充的问题。此外,检测设备不稳定的弊端依旧存在。我国专门研制、生产土工合成材料检测仪器的厂家比较少。



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前者多为长丝结合而成的三维透水聚合物网垫,后者是由土工织物、土工格栅或土工膜、条带聚合物构成的蜂窝状或网格状三维结构,常用作防冲蚀和保土工程,刚度大、侧限能力高的土工格室多用于地基加筋垫层、路基基床或道床中。聚苯乙烯泡沫塑料(即EPS)是近年来发展起来的超轻型土工合成材料。它是在聚苯乙烯中添加发泡剂,用所规定的密度预先进行发泡,再把发泡的颗粒放在筒仓中干燥后填充到模具内加热形成的。EPS具有质量轻、耐热、抗压性能好、吸水率低、自立性好等优点,常用作铁路路基的填料。土工织物、土工膜和某些特种土工合成材料,将其两种或两种以上的材料互相组合起来就成为土工复合材料。土工复合材料可将不同材料的性质结合起来。
更好地满足具体工程的需要,能起到多种功能的作用。如复合土工膜,就是将土工膜和土工织物按一定要求制成的一种土工织物组合物。其中,土工膜主要用来防渗,土工织物起加筋、排水和增加土工膜与土面之间的摩擦力的作用。又如土工复合排水材,它是以无纺土工织物和土工网、土工膜或不同形状的合成材料芯材组成的排水材料,用于软基排水固结处理、路基纵横排水、建筑地下排水管道、集水井、支挡建筑物的墙后排水、隧道排水、堤坝排水设施等。路基工程中常用的塑料排水板就是一种土工复合排水材料。在介绍土工合成材料行业发展历史之前,先来看下什么是土工合成材料,概括而言,土工合成材料是应用于岩土工程的、以合成材料为原材料制成的各种产品的统称。
因为它们主要用于岩土工程,故冠以“土工”(geo一)两字,称为“土工合成材料”,以区别于天然材料。下文是对土工合成材料行业发展历史分析。土工合成材料行业发展历史如何?土工合成材料在早期曾被称为“土工织物”(geotextile)和“土工膜”(geomembrane)。随着工程需要,这类材料不断有新的品种出现,例如土工格栅、土工网和土工模袋等,原来的名称已不能准确地涵盖全部产品,这样,在其后的一段时期内,把它们称之为“土工织物、土工膜和相关产品(relatedproduct)”。显然,这样的名称不宜作为一种技术或学术。为此,1994年在新加坡召开的第五届国际土工合成材料学术会议上,正式确定这类材料的名称为“土工合成材料”(geosynthetics)。



的施工条件和工作应力,具有良好的耐老化能力,处于水下和土中的土工膜的耐久性尤为突出。土工膜具有突出的防渗和防水性能。
土工格栅是一种主要的土工合成材料,与其他土工合成材料相比,它具有独特的性能与功效。土工格栅常用作加筋土结构的筋材或复合材料的筋材等。土工格栅分为塑料类和玻璃纤维类两种类型。此类土工格栅是经过拉伸形成的具有方形或矩形的聚合物网材,按其制造时拉伸方向的不同可分为单向拉伸和双向拉伸两种。它是在经挤压制出的聚合物板材(原料多为聚丙烯或高密度聚乙烯)上冲孔,然后在加热条件下施行定向拉伸。单向拉伸格栅只沿板材长度方向拉伸制成,而双向拉伸格栅则是继续将单向拉伸的格栅再在与其长度垂直的方向拉伸制成。由于土工格栅在制造中聚合物的高分子会随加热延伸过程而重新排列定向,加强了分子链间的联结力,达到了提高其强度的目的。
其延伸率只有原板材的10%~15%。如果在土工格栅中加入炭黑等抗老化材料,可使其具有较好的耐酸、耐碱、耐腐蚀和抗老化等耐久性能。此类土工格栅是以高强度玻璃纤维为材质,有时配合自粘感压胶和表面沥青浸渍处理,使格栅和沥青路面紧密结合成一体。由于土石料在土工格栅网格内互锁力增高,它们之间的摩擦系数显著增大(可达08~10),土工格栅埋入土中的抗拔力,由于格栅与土体间的摩擦咬合力较强而显著增大,因此它是一种很好的加筋材料。同时土工格栅是一种质量轻,具有一定柔性的塑料平面网材,易于现场裁剪和连接,也可重叠搭接,施工简便,不需要特殊的施工机械和专业技术人员。土工膜袋是一种由双层聚合化纤织物制成的连续(或单独)袋状材料。


