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历史发展
国外对土工布的应用早在60年代就已开始,美国是世界上土工布消费量 的国家,它在90年代初对其年用量就在3亿m2以上,近几年用量达到7亿m2。欧洲和日本的土工布也得到较快发展,欧洲土工布近几年的年用量也在4亿m2左右,其中纺粘法非织造布占非织造土工布的60左右;日本在90年代中期以后对土工布的应用有显着的增长。日本非织造土工布中以纺粘法用量 ,约占非织造土工布总量的60,而且主要是PET纺粘布。
我国的土工布起步于80年代初,但当时的用量极少,只是试验性的应用。直到1998年特大洪水引起 的重视,建筑部门把对土工布的应用列入到设计规范中去,并制定了相关的国家标准,土工布才真正得到重视和发展。目前我国土工布的用量已超过3亿m2,非织造土工布占总量比重达到40左右。我国土木工程建设具有巨大潜在市场,其潜力决不低于美国目前用量的78亿m2。专家测算,我国土工布在今后15年仍将以双位数增长,其中增长速度较快的是PET纺粘长丝土工布。
土工布的水力学指标在实际工程中起重要作用。
(1)保土性:防止被保护土的土粒随水流流失;
(2)渗水性:保证渗流水通畅排走;
(3)防堵性:防止材料被细土粒堵塞失效。
这被称为反滤三准则,都与上述土工布的水力学性能密切相关。
土工布的耐用性能
土工布的耐久性包括多个方面,主要是抗紫外线 、温度变化、化学与生物侵蚀、水解影响、冻融变化、机械磨损及蠕变性能等。
蠕变性能
蠕变性能是聚合物合成材料的重要性能之一,是材料能否耐用的关键。土工布产生蠕变,其厚度会逐渐变薄,各项指标都会变坏。 织造土工布蠕变一般优于非织造土工布,长丝针刺又优于短纤维针刺土工布。这说明在用于增强目的时,织造土工布具有一定的优越性。但是非织造土工布在侧限状态下要比非侧限状态好。蠕变受聚合物种类影响。将涤纶、丙纶、锦纶进行比较。涤纶的蠕变值 小,锦纶次之,丙纶 。其影响之大超过因结构不同而产生的影响。 温度对蠕变性能也有影响,应变超过一定值时,温度愈高,蠕变量明显增大。因此在实际应用中,应考虑聚合物蠕变的特性,在设计时应采用一定的安全系数以保证工程的耐久性。
紫外 、温度、水份等影响
紫外线 是引起合成纤维老化的 主要因素,紫外光特别是UVB的能量能引起高分子化学键断裂(聚丙烯对紫外线 敏感的波长是300-310μm),聚酯则相对好一些。
温度可直接影响聚合物裂解,温度也可和其它因素结合在一起引起聚合物降解。已有文献阐明:土工布强度的变化,与季节气候有很大关系。秋冬季节气温低、空气干燥,织物降解较为缓和,而春夏季气温高,雨水多,空气潮湿,促使降解反应加快,一般丙纶在紫外线作用下半年后,其剩余强度为0。但是只要土工布表面加以覆盖,避免紫外线直接照射,则其强度和延伸度的变化就甚微,有关试验表明,3年中基本上未有变化。 综上,紫外线直接照射是聚合物老化的 主要因素,而水份、温度和紫外线结合将进一步促进老化。涤纶土工布抗老化性能好于丙纶织物,但当紫外线和水份联合作用时,涤纶织物的老化速度将加快,丙纶织物如采用防老化剂及添加炭黑,则能延缓老化。因此,土工布只要避免紫外线直接照射,埋在土中或水中,其老化速度可变得很小。
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