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土工合成材料的性能
一、土工合成材料的性能
如前所述，土工合成材料在岩土工程和土木工程中起着加强、过滤、排水、防渗、隔离和防护等作用。由于土工布具有强度高，柔性大，耐腐蚀性好，造价低，运输和施工方便，适应性好，质量易于保证等经济和技术上的优势，所以土工合成材料在大多数发达的护坡、堤坝、航道整治、挡土墙、软基处理、公路和铁路路基、机场跑道、各种蓄水池等诸多工程中得到
了广泛的应用，涉及到水利、电力、交通、建筑等各个领域，土工合成材料
成为一种的建筑材料。土工合成材料的性能是产品在应用或使用时表现出来的客观存在的特性，与原材料种类、制造工艺、产品规格等均有着密切的关系。在各项工程应用时，根据不同的环境地质条件、工程结构设计和土工合成材料在工程中的作用等，对土工合成材料品种及指标的选择有不同的要求。土工合成材料的质量和性能直接影响到工程建设的质量，因此，必须过测试，了解产品的性能指标，供设计部门选择使用，达到合理和应用土工产品的目的。另一方面，生产企业也应掌握产品有关性能指标的测试数据，以作为产品质量控
制和新产品开发的技术依据。国内对土工合成材料性能及测试指标的分类方法已有不少，一般分为四大类。即类鉴别特性，第二类物理机械性能，第三类水力学性能，第四类耐久性能。
(一)鉴别特性
鉴别特性表明土工合成材料的产品规格，直接反映了产品的基本结构特性，是控制产品质量、设计和生产产品时首先考虑的内容。在原材料、工艺、结构不变的前提下，改变产品的规格，即改变了产品的其它性能。如，单位面积质量反映了原料用量，是衡量产品性能的基本的指标，其值变化直接影响了产品的性能和用途。一般，产品的单位面积质量越大，其强力越高，成本也增加。厚度的均匀性保证了产品强力、伸长、渗水等的一致性。适当的幅宽和卷长使得在一定宽度内减少接缝和拼接，因此也尽可能地避免了因接缝造成的成品强力降低，使得工程质量和工程进度得以保证，并大大降低了施工的工作量和工程造价。而土工膜应用在地铁、隧道等工程中，由于受到空间的限制，幅宽过大反而会给施工带来不便。聚乙烯、聚氯乙烯土工膜的强度不很高，从十几兆帕斯卡到二十几兆帕斯卡，为了使土工膜有足够的耐负荷性能，需要有足够的厚度。因此，土工膜的厚度是重要的技术指标。
(二)物理机械性能
土工合成材料的物理性能，如低温冲击脆化温度、尺寸变化率等性能反映了原材料选用是否正确，加工工艺是否合理，是产品质量的重要指标。土工合成材料在使用中均会受到各种力的作用，如拉伸、顶压、冲击、摩擦等。由于外力的作用，材料产生应力和应变，当应力和应变达到一定度时，材料本身发生破坏。材料抵抗这些外力作用的能力就是材料的机械性能，亦称为力学性能。土工合成材料的力学性能直接影响着其产品的使用效果及寿命。起加强功能的土工合成材料应具有一定的拉伸断裂强力和伸长率，还应具有较好的抗蠕变能力。材料应具有抵抗施工过程中抛石掉落在土工布上损坏土工布的能力。由于土工合成材料在土内和周围土体构成复合体系，在外力作用下将会沿其界面发生相互摩擦，因此土工合成材料抵抗石块顶破以及土工合成材料与砂土之间的摩擦特性等均是工程应用中的重要性能。
(三)水力学性能
水力学性能是土工合成材料应用中的一个重要特性，其性能直接影响着土工合成材料在工程结构中功能的发挥。作为过滤材料的土工布既要防止被保护土粒随水流流失，又要保证渗流水通畅排走，还应防止材料被细土粒塞失效作为排水系统的土工布还要具有一定的平面导水能力。作为防渗材料而言则要求土工膜的渗透能力越小越好，以防止水或其它液体渗漏。因此土工合成材料的渗透系数、孔径等指标与其排水、过滤或防渗效果有着密切的关系。
(四)耐久性能
土工合成材料抵抗光、热、化学、生化的作用，可以长期使用的能力称之为土工合成材料的耐久性。土工合成材料的工作环境恶劣，在施工中暴露在自然气候中，特别是受到紫外光的作用，在工程结构中经受不同浓度的酸、碱、盐等化学液体的腐蚀和不同温度的作用等等。例如，土工模袋布要经受水泥硬化时pH值为13的碱度的冲击，而防护堤所使用的土工布则要受到海水的冲刷，高温地带的热老化以及寒冷地带的冻裂等问题，所有这些都将导致材料性能的变化而降低其使用寿命。因此土工合成材料应具有良好的耐化学性能、良好的耐气候性、良好的耐生物性等。
玻纤土工格栅的物理化学稳定性好：经过特殊后处理剂进行涂覆处理后，玻纤土工格栅能够抵抗各种物理磨损和化学侵蚀，还能抵御生物侵蚀和气候变化，保证其性能不受损失。玻纤土工格栅具有高抗拉强度低延伸率：玻纤土工格栅是以玻璃纤维为原料，而玻璃纤维的抗拉强度极高，过了其它纤维与普通金属。同时它的模量很高，具有很高的抗变形能力，断裂延伸率小于3%。玻纤土工格栅可以保证无长期蠕变：作为增强材料，具备在长期荷载的情况下抵抗变形的能力即抗蠕变性是极为重要的，玻璃纤维不会发生蠕变，确保了产品能够长期保持性能。玻纤土工格栅可以很好的抗疲劳开裂：玻纤土工格栅在沥青面层中，能够将车轮压过路面而产生的压应力和拉应力分散，在两块受力区域之间形成缓冲带，应力逐步变化而不是突变，减少了应力突变对沥青面层的破坏。同时玻纤土工格栅的低延伸率减小了路面的弯沉量，保证了路面不会发生过度变形。玻纤土工格栅可以起到集料的嵌锁和限制作用：由于玻纤土工格栅是网状结构，沥青混凝土中的集料可以贯穿其中，这样就形成了机械嵌锁。这种限制阻碍了集料的运动，使沥青混合料在受荷载的情况下能够达到更好的压实状态，更高的承重能力，更好的荷载传递性能及较小的变形。工程中使用玻纤土工格栅可以起到抗低温缩裂的作用：在低温条件下，沥青混凝土遇冷收缩，产生拉应力，当拉应力过沥青混凝土拉伸强度时，产生裂纹。玻纤土工格栅在沥青面层中的应用，提高了 面层横向拉伸强度，使得沥青混凝土的拉伸强度大大提高，可以抵抗较大的拉应力而不致发生破坏。另外，即使因为局部区域产生裂纹，在裂纹发生的应力集中，经 玻纤土工格栅的传递而消失，裂纹不会发展成裂缝。玻纤格栅是玻璃纤维土工格栅的简称。是土工格栅中档次高的一种。以玻璃纤维无碱无捻粗纱为主要原料，采用一定的编织工艺制成的网状结构材料，为保护玻璃纤维、提高整体使用性能，经过特殊的涂复处理工艺而形成优良的土工基材。以科学的质保体系、高素质的员工队伍为用户提供优良产品和全方位的服务。
土工膜广泛应用到各大防渗工程，土工膜作为各大矿区的防渗材料拥有以下优点：
： 土工膜特性防渗系数高:土工膜采用的高密度聚乙烯原生树脂，采用共挤技术制成，具有高效分子密度，液体渗透性极低，具有普通防水材料无法比拟的防渗效果，防渗透效果极住。
第二 具有高强抗拉伸机械性:它优良的弹性和变形能力使其非常适用于膨胀或收缩基面，可有效克服基面的不均匀土工膜沉降。
第三 化学稳定性:土工膜具有优异的化学稳定性，耐高低温，耐沥青，油及焦油，耐酸、碱、盐等化学溶液。被广泛用干污水处理，化学反应池，垃圾填埋场。
第四 耐老化性能:HDPE土工膜具有优良的抗老化、抗紫外线、抗分解能力，极好的抗撕裂，抗穿刺能力，脆性低，热变形小，可裸露使用，材料使用寿命达50-70年，为环境防渗提供很好的材抖保证。
第五 环保无毒性:HDPE土工膜采用的材料均为无毒环保材料，防渗原理是普通物理变化，不产生任何有害物质，是环保、养殖、饮用水池的佳选择。
第六 成本低效益高:土工膜采用技术提高了防渗效果，但生产工艺更加科学、速捷、所以产品成本反而低于传统防水材料，经实际测算采用HDPE土工膜的一般工程要节约成本50%左右。
后施工简单方便，速度快，质量轻，便干运输:防渗腹质量轻，成品呈卷状，有很高的灵活性，便于现场铺设可满足不同施工场地的需求。有多种规格多种铺设形式满足不同工程防渗要求，采用热熔焊接，焊缝强度高，施工方便、快速。
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