典型用纺织品应用.ppt

第五章典型产业用纺织品应用 产业用纺织品的种类很多 应用极其广泛 本章主要内容 1 土工与建筑用纺织品2 过滤用纺织品3 交通运输用纺织品4 农用纺织品5 医疗 卫生用纺织品 第一节土工与建筑用纺织品 由于土工材料 布 所具有的功能和特性 引起了工程界的极大兴趣和重视 并广泛应用于水利 电力 铁路 公路 海港 建筑 机场 围垦 环保 军事等各项工程中 因此 人们把这一材料看作是继钢材 水泥 木材之后的第四种新型土木建筑材料 本节主要内容 一 土工织物1 土工织物的功能2 土工织物的种类与应用领域二 建筑用纺织品1 建筑用膜结构材料2屋面防水材料3 遮阳篷和雨篷4 纤维增强材料 一 土工织物 1 土工织物的定义土工织物又称土工布 土工材料 是应用于土木工程中的纺织品 是土工合成材料的一种 美国材料试验学会 ASTM 的定义 由于土工织物的使用过程与土壤等土建材料密切相关 美国材料试验学会 ASTM 给土工布下的定义是 一切和地基 土壤 岩石 泥土或任何其他土建材料一起使用 并作为人造工程 结构 系统的组成部分的纺织物 叫做土工布 几种土工织物 土工隔栅 针刺土工布 编织土工布 2 国内外现状 土工布在西欧和美国发展较快 使用量也较大 我国70年代末开始在工程中应用 到80年代后期土工织物的生产能力 应用范围 测试技术 理论研究等各个方面都发展得很快 并且有相当大的规模 其分布范围也较广泛 全国各地均有应用工程 可以延长土木工程的寿命 缩短施工时间 节省原材料 降低工程造价 简化维护保养 因此土工织物的应用是土工技术中的一项重大革新 3 土工织物的功能 土工织物之所以能在各项工程中得以广泛的应用 主要是由于土工织物本身所具有的功能所决定的 土工织物是一种多功能的材料 在土木工程中的功能可以概括为 加固 排水 过滤 隔离 防护 防渗等作用 1 加固功能 土工布的加固功能是利用土工布的抗拉强度来改善土壤层的机械性能 主要用在软弱地基处理 斜坡 挡土墙等边坡稳定方面 2 隔离功能 将土工织物放在两种不同的材料之间或同一材料不同粒径之间 防止相邻的异质土壤或填充料的相互混合 使各层结构分离 形成稳定的界面 按照要求发挥各自的特性及整体作用 主要用在铁路 机场 公路路基 土石坝工程 软弱基础处理以及河道整治工程 3 排水功能 排水是将雨水 地下水或其他流体在土工布或土工布相关产品平面的收集和传输 主要用在排水工程 4 过滤功能 过滤是使流体通过的同时 保持住受液力作用的土壤或其他颗粒 主要用在水利 铁路 公路 挡土墙等各项工程中 特别是水利工程中做堤坝基础或边坡反滤层已极为普遍 在砂石料紧缺的地区 用土工织物做反滤层 更显出它的优越性 5 防护功能 土工织物可以将比较集中的应力扩散 也可由一种物体传递到另一物体 使应力分解 防止土体受外力作用破坏 起到对材料的防护作用 6 防渗功能 防止水和有毒液体的渗漏 主要应用在水利工程堤坝 水库中起防渗作用 也可用在渠道 蓄水池 污水池 游泳池等作为防渗 防漏 防潮材料 注意 在土工布的各种应用中 往往都是几种功能同时发挥作用 但在不同的场合下 往往是其中的一种功能起主导作用 其他功能起次要或不起作用 见下表 土工织物的应用领域及其相应功能 4 土工织物的分类 特点与应用 分类 1 按原料分类 2 按形状分类 3 按加工方法分类 1 按原料分类可分为天然纤维土工布和合成纤维土工布 天然纤维土工布主要有黄麻土工布 特点与应用 棉纤维土工布曾被浇以沥青用做公路的加固材料 黄麻土工布曾被用以铺设机场跑道和斜坡上的植被保护 由于天然纤维易腐烂 强力较差 耐湿性不好 寿命较短 现在很少使用 合成纤维土工布所使用的原料主要有丙纶 涤纶 锦纶 维纶 其中最常用的是丙纶和涤纶 合成纤维比天然纤维强度高 耐腐蚀性耐化学药品性及耐久性都好 现在几乎所有的土工布都使用合成纤维 目前以丙纶的使用量最大 涤纶次之 然后是锦纶和维纶 应用广泛 2 按形状分类可分为平面状 管状 带状 格栅状 或网状 蜂窝状 绳索状和其他异形土工布 特点与应用 平面土工布可用作地基处理材料 斜坡保护材料 排水反滤材料 界面分离材料 防渗材料等 管状土工布主要用作排水和反滤材料 带状土工布主要起容装成形作用 用来填充石块 混凝土或砂土 保护堤坝 防止侵蚀或在混凝土的任意成形技术中发挥模板作用 格栅状或网状土工布主要用作坡面保护 地基表层处理和治理风沙等 绳索状土工布主要用作立式排水材料和各种紧结用 异形土工布主要是塑料芯排水板 是由塑料芯板 宜含炭黑 和外包的透水滤布构成 芯板有格栅形 瓦楞形 城墙形 多十字形 钉形等 3 按加工方法分类可分为机织土工布 编织土工布和非织造土工布 特点与应用 机织土工布的经纬向强力比较高 初始模量大 断裂伸长较小 具有较好的应力 应变关系 适用于各种对强力要求较高的用途 主要用于公路铁路的病害地段的治理和土质松软地段的改善以及河堤水坝海港等处的护坡加固 编织土工布大都为经编织物 主要应用在松软地基的处理 堤坝的排水反滤 公路 铁路 海岸 隧道等工程的加固 增强 斜坡的防护等 非织造土工布主要是纺粘型 针刺型和热熔粘合型土工布 非织造土工布与机织土工布相比 工艺流程简单 生产效率高 门幅宽 最宽可达20米 孔隙范围大 可以根据需要设计的很大或很小 膨松性 透水性能好 过滤效率高 不易堵塞 布面粗糙 摩擦性能好 但其强度和初始模量稍低 主要应用在排水 反滤中以阻挡砂土的流失 或用于解决路基沉陷及翻浆冒泥问题 也有用于软弱地基加固或修筑轻型挡土墙等 复合土工布 单一类型的土工布不能满足工程上的性能要求 由两种或两种以上不同功能 不同种类的土工布或其他材料复合而成的称为复合土工布 复合材料可以是经编布与非织造布的复合 也可以是机织布与非织造布的复合 或者是非织造布与吹塑膜 压延膜 涂膜等复合 复合土工布的生产方法主要有机械方法 采用针刺复合和缝编工艺技术 和热熔粘合法 采用超声波粘合及热轧粘合技术 主要用于增强 过滤和隔离工程 土工织物应用实例 土工织物护坡反滤 土工袋修筑长江大提 隧道中复合土工膜防渗 土工隔栅加筋土墙 高速公路上得土工织物 二 建筑用纺织品 在建筑中使用纺织品及纤维材料虽然已有很悠久的历史 但是进入高速发展时期和应用领域的不断拓宽却是近十几年的事 优点 1 可以极大地缩短建造周期 显著节约建筑材料降低建筑成本 2 能极大减轻结构的重量 织物 外壳 的重量只有砖瓦 泥灰 钢材等常规外壳材料重量的1 30 3 能建造大跨度建筑 这是大型公共场所 体育馆 展览厅 材料设备库房所需要的 4 能较好地承受地震等严重破坏力 不易受机械损伤 一旦受损修补也比较容易 5 可以随意设计各种形状的外观 可灵活安装拆卸 建筑用纺织品种类 建筑用膜结构材料屋面防水材料遮阳篷和雨篷纤维增强材料 1 建筑用膜结构材料 膜结构是用轻质高强度柔性薄膜材料与支撑体系相结合形成的具有一定刚度的稳定曲面 可承受一定荷载 能够覆盖较大空间的结构形式 建筑用膜结构材料目前大多采用涂层织物 里层一般以机织物作为基材 它决定膜材的力学性能 外层为涂层 它决定膜材的物理性能 基材原料使用最多的是高强聚酯纤维 玻璃纤维和锦纶 采用长丝而不用短纤 因为长丝先天强度和伸长特性好 2 屋面防水材料 我国传统的建筑防水材料一直都是以纸基的沥青油毡为主 80年代以后已由纺织品为基材的防水材料逐步取代了传统的油毡纸 主要有 聚氯乙烯 PVC 防水卷材 三元橡胶防水卷材 氯丁胶乳防水卷材 聚氨酯防水卷材 聚乙烯防水卷材等 这些卷材的基布都为非织造布或机织布 用量较大的有聚酯纤维和聚丙烯纤维纺粘布 粘合法非织造布 短纤维针刺浸渍法非织造布 也有玻璃纤维非织造布 再生纤维非织造布 还有再生纤维与机织玻璃纤维布的复合非织造布等 3 遮阳篷和雨篷 遮阳篷和雨篷由轻质刚性或伸缩式骨架覆盖织物而成 遮篷类织物在欧洲和北美使用较多 形式有多种多样 主要要求其耐气候性 使用耐久性 阻燃性和耐磨 防霉 尺寸稳定 透光度等一些特性 所用织物的主要类型有 涂乙烯基材的棉织物 军用帆布层含乙烯基材的聚酯布 原液染色的改性晴纶等等一些遮阳篷布的特性 4 纤维增强材料 土