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目前中国有土工布生产能力的企业已有上百家,总生产能力**过10万t。随着我国对基础工业发展的重视和**对推广应用土工合成材料的大力提倡,今后土工合成材料的发展将会加快。据预测,2005年我*工布的使用量可能达到5万t,2010年将达10万t。 1.土工布的原料 土工布所用原料不但要考虑其在使用环境中所需的物理化学性能,而且要注意产品成本。在性能方面主要考虑以下几方面: 1.1 良好的物理机械性能 土工布的工作环境恶劣,很多情况下是泡在水中或铺于湿度很大的土中,所以**具有良好的抗水解性能和湿态机械性能。 1.2 耐紫外线辐射、抗水解、耐高低温 土工布要暴露于日光下,因此要具有相应的耐紫外线性能;土工布要适应与沥青等材料接触时的温度,要求熔点较高。 1.3 耐化学药品、耐腐蚀、耐霉变 水和土质很不相同,有的呈碱性,有的呈酸性,有的含盐份多,有的含各种元素,因此**具有化学稳定性。 1.4 良好的透水性 土工布过滤和排水都需要透水,因此**具有良好的透水性。 目前土工布原料大多采用高分子聚合物,其中用得较多的是聚丙烯原料(包括纤维),大约占土工布总用量的50%以上,美国已占80%以上。聚酯原料(包括涤纶)占15%-30%,居*2位,日本用得较多。采用聚乙烯和聚酰胺纤维的较少,我国还有采用维纶的。 聚丙烯原料用得较多,价格固然是一个重要因素,但主要是丙纶有优良的耐酸耐碱性、耐腐蚀、耐霉变,不受细菌侵蚀;且有较好的芯吸效应,对水的渗透性能好。其机械性能亦十分优良,尤其是近年来国内已开发出高强丙纶长丝,强度达到8g/D,制作高强度的丙纶机织土工布及袋布都很适合。 丙纶的缺点是抗紫外线性能差,特别对UVB波段的紫外线很敏感,试验表明,春夏季隔玻璃在光照下6个月,其强度即降为0,而涤纶仍能保持78%,尼龙为73%,因此丙纶在抽丝前**经防老化处理,在使用和运输中**尽量避免在日光下暴晒。另外,丙纶的熔点较低(在135℃左右),因此在与沥青等密封材料及铺地材料结合时受到一定限制。 涤纶机械物理性能好,熔点比丙纶高,耐紫外线辐射亦比丙纶好得多,因此也是土工布的理想原料。涤纶耐酸性好,亦耐弱碱,但长期与碱性物质如石灰、水泥、混凝土、碱性土壤接触,强力会受损失,其抗水解性能亦较差,在使用时应予以注意。 尼龙和维纶耐碱性好,但耐酸性差。聚酰胺长丝在pH为 4,25℃缓冲溶液中经11个月,强度只剩至1%,聚酰胺土工布不宜用于pH< 5的土壤中,否则不耐久。维纶耐海水侵蚀,适用于海岸工程。 2. 土工布的生产工艺 2.1 不同制造方法的土工布的消耗量 图1为1985-1995年织造土工布和非织造土工布在世界上的比例变化情况。由图1可以看出,当前非织造土工布占全部土工布的比例已达到70%左右,织造土工布约占30%。在美国非织造土工布的比例更高,1990年非织造土工布:织造土工布:针织土工布的比例为70∶28∶2。1995年则为85∶14∶1。 美国1992年曾对土工布市场作过分析(图2):短纤、针刺、扁丝织造和纺粘针刺布分别居土工布用量的1、2、3位,三者总和占美*工布总量的95.7%。当然目前结构已有很大变化。 我国还没有确切的统计数字,但大体上占主导的是短纤针刺土工布和丙纶扁丝织造土工布,二者所占份额达到85%-90%。纺粘长丝针刺土工布1998年实际产量不会**过1 500万m2,约3 000t,占10%左右,单丝及复丝长丝织造土工布数量不多。