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国外岩土工程普遍采用聚丙烯土工布的4大原因

文章出处:责任编辑:人气:发表时间:2018-3-20 10:21:08【

    据国外机构调查,全球土工织物88%(按产值)为聚丙烯材质,聚酯仅占4%。根据NGS(北欧地区土工材料认证机构)公示的102款土工合成材料,其中87款为聚丙烯材料,10款为聚酯材料,5款为聚乙烯产品。其中非织造土工布均为聚丙烯材料。

    显然,这与我国聚丙烯材质土工布使用比例截然不同。我国绝大多数非织造土工布材质为聚酯,那为什么国外岩土工程绝大部分采用聚丙烯土工布呢?

    

1、性能优势

    聚丙烯(PP)比重为0.91g/cm3,是常见聚合物中最轻的。而聚酯比重为1.38g/cm3,是聚丙烯的1.5倍。相同克重的织物,聚丙烯土工布单位面积内的聚合物,也就是纤维实际体量更多,相应物理性能更好,加筋、防护、反滤等功能更优。

    特别是聚丙烯长丝针刺土工布,相同克重条件下,其撕破强力分别是聚酯短纤土工布的2.5-2.6倍,是聚酯长丝土工布的1.5-1.7倍;顶破强力要比聚酯短纤针刺土工布高80-90%,比聚酯长丝针刺土工布高20-30%。


2、经济性

    国际标准及工程设计使用均采用强力规格,而我国均以土工布克重为规格。但是,这种局面正在发生改变。我国2008年修订的GB/T 17639长丝土工布国家标准以及2017年新修订的GB/T 17638短纤土工布标准均将土工布规格型号修改为以强力规格!

    这种情况下,聚丙烯土工布的经济性就得以显现。例如:水利工程常用的400g/㎡土工布,可以选用两种土工布:PET 20-6-400 和 PP 20-6-300。  

    其中,20代表拉伸强力,6代表幅宽,400和300分别代表土工布克重。这样,一吨聚酯土工布有2500m2,而聚丙烯土工布则有3333 m2,比聚酯多833平(覆盖面积多33.3%)。

    目前,我国部分岩土工程已经逐步采用了国际做法,例如,2015年制定的MH 5006-2015《民用机场飞行区水泥混凝土道面面层施工技术规范》中,隔离层土工布力学指标为固定值≥5.5kN,而对土工布克重的要求则为一个较大的范围指标(100-160g/m2 )。

    遗憾的是,我国大多数工程中仍然习惯上以土工布克重为准设计和使用土工布,规范的贯彻和实施仍待加强。


3、耐酸碱性

用于岩土工程的土工合成材料首先要满足不同岩土环境的酸碱性条件。聚酯材料显然不具备适应多种酸碱环境的能力。美国联邦公路局(FHWA)《加筋挡土墙与加筋土坡设计与施工指南》规定:聚酯(PET)易受水解作用,碱性条件或大量水分存在的条件下会加快水解和纤维分解,仅推荐用于3

然而,实际工程中绝大多数情况下都有偏酸碱环境的存在。

    a、岩土环境本身的酸碱性

    自然条件的酸碱性是首先要考虑的因素。盐渍土壤、火山灰土壤、海滩、戈壁滩、由岩石(砾石)等天然的酸碱环境等。盐渍土壤里面含有大量的氯盐、硫酸盐和碳酸盐,能发生盐胀现象,影响工程的质量和寿命,通常需要用复合土工膜隔离,使用聚丙烯复合土工膜是最好的选择。

    b、人为构造的酸碱性

    一方面是使用环境本身的酸碱性,如环保工程如垃圾填埋场、尾矿库等,渗滤液均有较强酸碱性;

    另一方面是工程材料如水泥、粉煤灰、石灰等建材均为碱性物质,因此路基中与水泥或粉煤灰稳定碎石层等结构层接触的环境均应采用聚丙烯材料。


4、安全性

    聚酯本身无毒,但是其水解后的单体对苯二甲酸和乙二醇是具有毒性的物质。虽然水解缓慢,毒性有限,但大量使用仍然会对水体安全造成影响。

    综上合以上因素,国外岩土工程中绝大多数情况采用聚丙烯材质的土工布。近年来,我国某些岩土工程也在规范土工布的材质,如高铁无砟轨道隔离层土工布明确采用聚丙烯针刺土工布。随着规范和标准的不断完善,在岩土工程总普遍采用聚丙烯土工布是大势所趋!!


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