土工、建筑管理知识及纺织行业管理知识分析课件

第九章土工、建筑用纺织品第一节土工用纺织品第二节建筑用纺织品第九章土工、建筑用纺织品第一节土工用纺织品1第一节土工用纺织品土工织物又称土工布，是应用于土木工程中的纺织品，是应用于土木工程建设中的一种工程材料或工程用布。目前，国内外对“土工合成材料”没有统一的分类原则，大体上分为三大类：土工织物、土工合成材料、复合土工合成材料。是土工合成材料的一种。（继钢材、水泥、木材之后的第４种建筑材料。即应用于铁路、公路、水利堤坝、码头、水池、房屋、环保、隧道、机场等建设工程，

起到隔离、过滤、排水、加筋、防渗、保护、封闭、排水保土等作用的材料）。

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。”第一节土工用纺织品土工织物又称土工布，是应用于土木工程中的2一、土工织物的分类及其特点1、分类：机织土工布、经编土工布、非织造土工布、复合土工布、土工膜、加筋土工布、土工网格按制造方法：纺织型、非织造型、合成型和复合型四大类。土工合成材料：土工格栅、土工网、成型板片复合土工合成材料、土工膜、排水带、土工衬垫按具有功能：过滤、排水、隔离、加强、防渗、防护等。按原料：天然土工布、合成土工布、土工复合材料。按产品造型：平面状、立体状（具体产品：编织土工布、短纤针刺无纺土工布、长丝纺粘针刺土工布、长丝烧毛土工布、复合土工膜、玻璃纤维土工格栅、经编涤纶土工格栅、软式透水管、土工网垫、钠基膨润土防水（GCL)、防水卷材、单向拉伸塑料土工格栅、双向拉伸塑料土工格栅、塑料盲沟）一、土工织物的分类及其特点1、分类：32、土工布的发展起源：鸟儿筑巢、人类砌筑泥墙、稻草包填土、芦苇铺路、棉织物浇沥青、黄麻织物铺跑道等。20世纪30年代开始批量生产。50年初代美国机织土工布用于工程（弗罗里达州海岸混泥土护岸翻修）。60年代欧洲非织造土工布用于铁路建设（宾夕法尼亚州桥墩基底）。我国起步于70年代，80年代试用，90年代用量剧增。预测我国每年１０％的速度增加，年消耗量达1亿～5亿平方米，约为１５万～３０万吨。2065年世界土工布用量可能达到覆盖地球表面的1/2。2、土工布的发展起源：鸟儿筑巢、人类砌筑泥墙、稻草包填土、芦43、土工布原料天然纤维、化学纤维、人造纤维、无机纤维聚酯纤维（即涤纶）、聚丙烯纤维（即丙纶）、聚酰胺纤维（即锦纶）、聚乙烯醇纤维（即维纶）塑料玻璃纤维工程纤维（高强高模PVA)3、土工布原料天然纤维、化学纤维、人造纤维、无机纤维54、土工布结构与特点机织土工布加工方法：剑杆织机、片梭织机织造结构特点：纱线、阔幅，强度大，抗蠕变性好、弹性不足、空隙大、工艺流程长、产量低、成本高适用范围：增强、加固4、土工布结构与特点机织土工布6

编织土工布加工工艺：采用塑料（聚丙稀、聚乙稀）扁丝，拉成高强度编织丝，经编织机制造成布。然后再涂塑复合将塑料热复在基布上。针织经编机（二布一膜，一布一膜）产品特点：表面光滑平整，三维、定向、多层复合、纱线承受外力的利用率高、强度大、延伸性好。耐腐蚀耐寒性好，拉伸强度高，定型性好，柔韧性弹性好，耐应力，防水、防渗，抗撕裂，抗顶破等。主要作用与用途：防渗，防气体挥发，保护环境，广泛用于土木工程，堤坝，水库，水池，公路，铁路，隧道，地铁，垃圾掩埋场等工程项目建设。

编织土工布7经编复合增强防裂布（聚酯玻纤、玻纤-涤纶土工布）

经编复合增强防裂布（聚酯玻纤、玻纤-涤纶土工布）8

短纤针刺无纺土工布生产工艺：纤维开松、成网、针刺固结产品性能：具有隔离、反滤、排水、保护、稳固、加强等功能，能适应凹凸不平的基层，能抵抗施工外力破坏，蠕变小，长期荷载下仍能保持原有的功能。主要用途：广泛用于江、河、湖泊、水库的堤坝工程及电厂灰坝、矿山尾矿坝、机场、铁路基床、公路、隧道、市政、环保等工程领域。具有耐腐蚀、抗老化、强度高等特点。

短纤针刺无纺土工布9短纤针刺无纺土工布图

短纤针刺无纺土工布图10长丝纺粘针刺土工布生产工艺：纺粘法生产长丝、成网、针刺固结产品性能：强度高,抗穿刺能力强,机械性能优,起到防护,加筋,保护等作用,耐酸碱,抗腐蚀,抗微生物,耐老化,使用寿命长,具有优越的透水性,过滤性,保土性,起到隔离,排水过滤,防护的作用,成本低,价格优,施工简单,使用方便。主要用途：水利工程,堤坝,道路,机场,建筑等长丝纺粘针刺土工布11长丝纺粘针刺土工布图长丝纺粘针刺土工布图12

长丝烧毛土工布生产工艺：采用聚酯纺粘长丝土工布单面烧毛而成。产品特点：具有横纵向很高的抗拉强度，高的弹性模量，耐高低温性能优良等特性，经表面涂覆处理后，具有优良的抗碱性能及耐老化性能，是一种增强路面及路基的新型优良土工基材。主要用途：该产品广泛应用于沥青路面，水泥混凝土路面及路基的增强。无论硬性路面和柔性路面皆可适用，于传统路面相比能降低造价，延长寿命，防止道路反射裂纹。

长丝烧毛土工布13长丝烧毛土工布图长丝烧毛土工布图14复合土工膜生产工艺：以塑料薄膜作为防渗基材，与无纺布复合而成的土工防渗材料。一布一膜、二布一膜和多布多膜（基布采用针刺土工布，长丝机织布，复合膜材料是聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚酯镀铝、铝箔等）。产品特点：集防渗排水于一体、强度高、摩擦系数大、耐穿刺、耐老化、耐酸碱、防止水土流失，接缝采用热焊方法即PE土工膜相接的表面加热、溶化、压力使之熔合成一体。主要用途：主要用于水利、交通、隧道、机场、冶金尾矿、垃圾处理场、屋面防渗等加筋防渗工程。复合土工膜15复合土工膜图复合土工膜图16玻璃纤维土工格栅生产工艺：以高强无碱玻璃纤维通过的经编工艺制成网状基材，经表面涂覆处理而制成的半刚性制品。产品特点：具有经、纬双向很高的抗拉强度和较低的延伸率，并具有耐高温、耐低寒、抗老化、耐腐蚀等优良性能。主要用途：路面增强、老路补强，加固路基及软土基，沥青路面反射裂纹、水泥路面及路基的增强和铁路路基、堤坝护坡、机场跑道、防沙治沙等工程项目。玻璃纤维土工格栅17玻璃纤维土工格栅图玻璃纤维土工格栅图18经编涤纶土工格栅生产工艺：采用高强度涤纶工业长丝，经过经编定向织造网格坯布，经涂覆加工成土工格栅。产品特点：抗拉强度高，抗撕裂强度大，与土壤碎石结合力强。主要应用：公路、铁路、水利等软土地基和路基、堤坝等工程的加筋增强，以提高工程质量降低工程造价。经编涤纶土工格栅19经编涤纶土工格栅图经编涤纶土工格栅图20软式透水管生产工艺：以防锈PVC过塑钢丝弹簧圈支撑管体，形成高抗压软式结构，无纺布内衬过滤，丙纶丝外烧被覆盖层，橡胶筋等使壁管覆盖层与弹簧钢圈管体成为有机一体。产品特点：排、渗水效果强，利用“毛细”现象和“虹吸”原理、集吸水、透水、排水为一气呵成，具有满足工程设计要求的耐压能力及透水性和反滤作用。孔隙直径小，全方位透水，渗透性好；抗压耐拉强度高，使用寿命长；耐腐蚀和抗微生物侵蚀性好；整体连续性好，接头少，衔接方便；重量轻，施工方便；质地柔软，与土结合性好等优点。主要应用：公路、铁路、路基、路肩的加固排水；隧道、地铁、底下通道、底下货场的排水；山坡地、边土开发的水土保持；各种挡土墙背面垂直及水平排水；蹦滑地的排水；火力电厂、灰堆排水。软式透水管21软式透水管图软式透水管图22

土工网垫生产工艺：以一种高分子合成材料制成的三维网状结构，质地疏松，柔韧，留有90%的空间可填充土壤、沙粒、植物的根系可穿过其间均衡生长，生长后的草皮使网垫、草皮、泥土表面牢固的结合在一起，由于植物根系可伸入地表下30-50cm，故形成一层坚固的绿色复合保护层。产品特点：在草皮没有长成之前，可以保护土地表面免遭风雨的侵蚀，同时在播种初期稳固草籽，保持草籽均匀的分布在坡面上；网垫能大量吸收热能，增强地温，促进草籽发芽，延长植物的生长期；植物生长起来后组成的复合保护层可经受高水位，大流速的雨水冲刷。主要应用：可代替混凝土、沥青、块石等坡面材料，主要用于公路、铁路、河道、堤坝等坡面保护。

土工网垫23土工网垫图土工网垫图24

钠基膨润土防水（GCL)生产工艺：由两层土工布中间加膨润土针刺而成，是一种新型土工合成材料。产品特点：钠基膨润土具有高膨胀性（膨润土粒子吸水后可膨胀自身体积的10-30倍），当膨润土防水毯遇水后，其中的钠基膨润土吸水膨胀，在受到一定挤压力（建筑底板、保护层以及防水毯内部纤维拉力等）作用下，分子之间发生穿插排列，内部空隙缩小，形成致密的凝胶结构，水分子无法透过，从而起到防渗作用,其渗透系数可达10-9cm/s。主要应用：市政、公路、铁路、水利、环保及工业与民用建筑中的地下防水防渗施工，地铁施工的防水防渗；公路路基及边坡、U形槽、桥梁基础的防水，垃圾填埋厂、污水处理厂的防渗作用，工业与民用建筑中的地下防水工程，水产养殖场、人工湖、隧道、洞库、矿山及其它各种需要防水防渗的施工。

钠基膨润土防水（GCL)25钠基膨润土防水（GCL)图钠基膨润土防水（GCL)图26

防水卷材生产工艺：以高档聚氯乙烯树脂为主要原料，加入一定量的填充剂、稳定剂、增塑剂、紫外线吸收剂等辅助材料，经过捏合、造粒、挤出、冷却、分卷、包装等工序制成的新型防水材料。产品特点：PVC防水卷材弹性好、延伸率高、收缩小、低温柔性好、施工方便、耐老化、防水效果好等特点。主要用途：广泛应用于各种工业、民用的建筑物、构筑物屋面、地下室工程、游泳池、堤坝、垃圾场、水渠、隧道、水电、核电、煤矿及水库和水坝的防水渗漏工作。

防水卷材27防水卷材图防水卷材图28

工程纤维聚丙烯工程纤维：是一种混凝土和砂浆专用纤维，能有效控制混凝土、砂浆因收缩、干缩和温度变化而发生的裂纹，大大改善防裂抗渗性能、抗冲磨性能，增加混凝土韧性，从而提高使用寿命。适用于：工业与民用建筑的抗裂，防渗砂浆；抗裂防渗要求较高的地下室和地下工程，海堤水坝等盐水工程；各种预制混凝土产品；高速公路、桥梁、隧道、机场跑道等混凝土；对耐碱和化学腐蚀要求较高等化工厂等。原理：产品经特殊的防静电和抗紫外线处理能在混凝土中均匀分布，其纤维三叶型截面增加了纤维的比表面积，该纤维经化学接枝和物理改性处理表面粗糙多孔，所以大大提高了与水泥的结合力。由于纤维很细，每立方厘米中就有20～45根纤维，能形成一个乱向支撑体系，有效地控制混凝土和砂浆早期的塑性收缩和干缩形成的裂缝的产生，阻碍沉降裂缝的形成，抗渗、抗冲、韧性和耐磨性大大提高从而达到延长建筑物寿命的目的。

工程纤维29聚丙烯工程纤维图聚丙烯工程纤维图30

聚丙烯单向拉伸土工格栅生产工艺：聚丙烯单向拉伸土工格栅是以聚丙烯（PP）为原料，经塑化挤出板材、冲孔、加热、拉伸而成。产品特点：经拉伸后的格栅，具有相当高的抗拉强度和弹性模量。应用：适用于修建公路、铁路、港口以及江河湖海岸边的加筋挡土墙、堤坝、桥面、陡坡等工程，可大大提高工程的承载能力，延长使用寿命，减少占地面积，施工方便，缩短工期，降低造价，减小维修费用。

聚丙烯单向拉伸土工格栅31聚丙烯单向拉伸土工格栅图聚丙烯单向拉伸土工格栅图32聚丙烯双向拉伸土工格栅生产工艺:双向拉伸土工格栅是以聚丙烯（PP）为原料，经塑化挤出

板材、冲孔、加热、纵向拉伸、横向拉伸而成。产品特点：双向格栅在纵横向均具有较高的拉伸强度。

主要应用：公路、铁路等软地基工程的加筋、加强，以及边坡防护、大型垃圾填埋场工程，可大大增强路基地基的承载能力，防止地面产生裂纹、塌陷、施工方便，减小维修费用。聚丙烯双向拉伸土工格栅33聚丙烯双向拉伸土工格栅图聚丙烯双向拉伸土工格栅图34二、土工布的功能及应用反滤、排水、隔离、防渗、防护、加筋等功能。二、土工布的功能及应用35——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。

——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36过滤功能（阻止土颗粒通过，而水和气体自由排出，可防止因土颗粒的流动造成过量土体流失、失稳。也叫反滤）。即一面挡土，一面水流畅通。土工织物不仅有良好的透水、透气性能，而且有较小的孔径，孔径又可根据土的颗粒情况在制作时加以调整，因此当水流垂直织物平面方向流过时，可使大部分土颗粒不被水流带走，起到了滤层作用。滤层作用是土工织物的主要功能，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。过滤功能（阻止土颗粒通过，而水和气体自由排出，可防止因土颗粒37土工、建筑管理知识及纺织行业管理知识分析38——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。土工织物是良好的透水材料，无论是织物的法向或水平面，均具有较好的排水能力，能将土体内的水积聚到织物内部形成一排水通道排出土体。主要用在土坝、路基、挡土墙、运动场地下排水及软土基础排水团结等方面。

——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39土工、建筑管理知识及纺织行业管理知识分析40——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。——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41隔离功能（永久阻止两种材料混合）隔离功能（永久阻止两种材料混合）42土工、建筑管理知识及纺织行业管理知识分析43——防渗功能。主要作用是防止水和有毒液体的渗漏，这类用途的土工织物一般都采用涂层土工布或高分子聚合物制成的土工膜。涂层土工布一般在布上涂一层树脂成橡胶等防水材料，土工膜以薄型非织造布与薄膜复合较多、非织造布与薄膜厚度按要求而定。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。

——防渗功能。主要作用是防止水和有毒液体的渗漏，这类用途的土44防渗功能:(堤坝、闸、输水、油、液、地下建筑、蓄液库、屋顶、固体废料）防渗功能:(堤坝、闸、输水、油、液、地下建筑、蓄液库、屋顶、45土工、建筑管理知识及纺织行业管理知识分析46——防护功能。对土体、水面、土工膜的表面其防护作用，防止移动、扩散、刺破，土工织物可以将比较集中的应力扩散开予以减小，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，防护分两种情况，一是表面防护；二是内部接触面保护。当一种材料受集中应力作用时，而不使另一种材料破坏。主要用于护岸、护坡、河道整治、海岸防潮等工程方面。

——防护功能。对土体、水面、土工膜的表面其防护作用，防止移动47土工、建筑管理知识及纺织行业管理知识分析48——加固（加筋）功能是利用土工布的拉伸性能来改善土壤层的机械性能。由于土工织物具有较高的抗拉强度，在土体中可增强地基的承载能力。同时可以改善土体的整体受力情况主要用在软弱地基处理、斜坡、挡土墙等边坡稳定方面。——加固（加筋）功能是利用土工布的拉伸性能来改善土壤层的机械49加筋功能加筋功能50土工织物的应用领域及其相应功能

应用领域土工织物功能隔离滤层排水增强防护防渗铺砌好和待铺砌的道路湿、松软的地基×××○膜片路基×○○○路面重铺○○×排水○×○运动场地××控制侵蚀/水力设施○×铁路××密封设施（外壳）○×○○×○松软土质上的土堤×××○增强土墙和坡○×隧道××

注：×—主要功能，○—次要功能。土工织物的应用领域及其相应功能51三、土工布加工技术1、土工布加工流程2、土工布加工原理3、土工布的应用三、土工布加工技术1、土工布加工流程521、土工布加工流程机织法：化学长丝→织机织造→热压辊热熔粘合。经编法：化学长丝→经编机织造→后整理纺粘法：聚合物切片→切片烘燥→熔融挤压→纺丝→冷却→牵伸→分丝→铺网→加固（热压、粘合剂、针刺）→切边→卷绕针刺法：

短纤→梳理机→棉网→铺网→针刺→非织造布。1、土工布加工流程机织法：化学长丝→织机织造→热压辊热熔粘合532、土工布加工原理机织物：经纬交织、交织点热熔粘合经编法：一组或几组纱片（每组纱片由很多根纱线组成）中同一根纱线沿织物的经向（纵向）形成一个个线圈形成的织物纺粘法：（见下图）非织造方法针刺法：非织造方法2、土工布加工原理机织物：经纬交织、交织点热熔粘合54机织法机织法55编织土工布图编织土工布图56纺粘法加工原理纺粘法加工原理57土工、建筑管理知识及纺织行业管理知识分析58纺丝过程图纺丝过程图59纺粘法牵伸、铺网（狭缝、摆丝）纺粘法牵伸、铺网（狭缝、摆丝）60针刺法加工原理针刺法加工原理61针刺原理针刺原理62针刺设备针刺设备633、土工布的应用路基基础（防射裂缝、对应裂缝）路基、陡坡和桥台加固建坝工程电厂储灰坝和采矿场尾矿坝各种排水应用表面防护隧洞、蓄水池和地下工程室外运动场、球场、赛马场等场地建设防洪抢险3、土工布的应用路基基础（防射裂缝、对应裂缝）64土工、建筑管理知识及纺织行业管理知识分析65土工、建筑管理知识及纺织行业管理知识分析66土工、建筑管理知识及纺织行业管理知识分析67土工、建筑管理知识及纺织行业管理知识分析68土工、建筑管理知识及纺织行业管理知识分析69土工、建筑管理知识及纺织行业管理知识分析70四、土工材料的性能指标和测试方法物理性能：厚度、单位面积质量、孔隙率、挠曲性、密度机械性能：可压缩性、抗拉伸强度、接合强度、抗撕裂、顶破、撞击、刺破强度、拼接强度、剥离强度水力学性能：孔隙率、开孔面积百分率（POA）、表观孔径（AOS）、等效孔径（EOS）、透水率（垂直渗透系数、水平渗透系数）、导水率、滤层效率、反滤性能、抗淤堵性等。耐久性能：磨损、内摩擦角、抗紫外线、蠕变性能、耐浸泡、耐老化等。四、土工材料的性能指标和测试方法物理性能：厚度、单位面积质量711、物理性能土工布应具有各项同性和均质性，各个方向的强度、刚度、弹性、弹性伸长率，渗透性能等要基本相同，其厚度和单位面积重量等要均匀。(1)单位面积质量(2)厚度

(3)孔隙率1、物理性能722、力学性能指标与测试土工织物应具有较好的力学性能，其力学性能越好，用途就越广。这些性能主要有抗拉强度、撕裂强度、顶破刺穿强度、抗蠕变、抗磨损等。(1)抗拉强度和延伸率(2)握持强度(3)撕裂强度(4)胀破强度、CBR顶破强度、圆球顶破强度、刺破强度

(5)界面摩擦特性(6)接头/接缝强度(7)抗磨损性(8)抗伸蠕变和拉伸蠕变断裂性能

2、力学性能指标与测试733、水力学性能指标与测试(1)土工织物的等效孔径

(2)土工布的渗透性能(3)土工布的淤堵性能3、水力学性能指标与测试744、耐久性及其测试(1)老化特性(2)抗化学腐蚀测试(3)耐热性(4)蠕变性能的测试

4、耐久性及其测试75五、土工布研究现状及发展趋势根据铁路、公路、水利、建筑工程的具体功能要求开发适用的产品；优化产品生产工艺。对土工布不同品种的各项性能与应用结果进一步研究（抗老化、使用寿命、保险系数等技术难点）；建立相关理论模型指导实践。对土工布标准、质量检验指标和方法进行研究和制定。（如动态穿孔、刺破强力、抗滑指数、反射裂缝、对应裂缝、反滤、淤堵、滑渗、回渗、渗漏、导水、透水、平面内水流量、湿筛孔径、抗紫外线、抗酸碱、抗氧化等）对相关的机械设备、检测设备研究与其它工程技术合作、交叉，联合攻关，开拓应用领域。五、土工布研究现状及发展趋势根据铁路、公路、水利、建筑工程的76第二节建筑用纺织品建筑中采用纺织品结构材料有如下一些优点：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。第二节建筑用纺织品建筑中采用纺织品结构材料有如下一些优点77一、建筑用薄膜材料用轻质、高强度柔性薄膜材料与支撑体系相结合而形成的具有一定刚度的稳定曲面，可承受一定载荷，能够覆盖较大空间的结构形式。膜结构有三种类型：薄膜、网材和织物。大多采用涂层织物，里层一般以机织物为基材，决定膜材的力学性能；外层为涂层，决定膜材的物理性能。有很好的耐久性、透光、传热性和防火性能，用于体育场馆、会议中心、商场、收费站等。1、薄材的组成薄材基布涂层材料保护涂层的处理常见几种膜材2、膜材在建筑上的特点与应用3、对膜材的质量要求物理机械性能、耐老化性能、自洁性能、透光性能。一、建筑用薄膜材料78二、建筑用防水纺织材料1、防水卷材的加工方法薄型非织造布防水卷材聚乙烯/丙纶复合非织造布防水卷材弹性体（SBS）改性沥青防水卷材2、施工方法热熔施工、冷黏施工二、建筑用防水纺织材料1、防水卷材的加工方法793、建筑用防水材料的主要性能屋面防水材料：聚氯乙烯防水卷材、氯丁胶乳防水卷材、聚氨酯防水卷材、膨润土沥青防水涂料等，主要性能是韧性好、不芯吸、不脱层、耐化学药品、阻断紫外线、阻燃和防雷等。3、建筑用防水材料的主要性能屋面防水材料：聚氯乙烯防水卷材、80三、建筑用隔音、隔热纺织材料1、建筑用隔音材料纺织品隔音原理隔音材料种类隔音和吸声测试（表9-6）2、建筑用隔热材料（表9-7）三、建筑用隔音、隔热纺织材料1、建筑用隔音材料81四、建筑用增强纺织材料1、纤维增强混凝土2、长纤维织物增强混凝土3、其他增强功能增强外墙壁的结合力和防结露功能增强装饰材料的功能检测建筑承载和裂缝功能四、建筑用增强纺织材料1、纤维增强混凝土82遮阳篷和雨篷：遮阳篷指由建筑物支撑的伸出篷体，由轻质刚性或伸缩式骨架覆盖织物构成。雨篷指同时由建筑物和地面支撑的伸出篷体，由轻质骨架覆盖织物构成。性能特点是：耐气候性、使用耐久性、阻燃性、耐磨性好，防霉、尺寸稳定等；所用织物类型有：涂乙烯基材料的棉织物、军用帆布、层合乙烯基材料的聚酯布等。遮阳篷和雨篷：遮阳篷指由建筑物支撑的伸出篷体，由轻质刚性或伸83土工、建筑管理知识及纺织行业管理知识分析84/m_js.asp/m_js.as85水立方水立方86思考题1、简述纺织型、非织造型和合成型土工材料的特点。2、简述土工布的反滤功能、排水功能、隔离功能、防渗功能、防护功能以及加筋功能的作用原理。3、建筑用防水材料的主要性能是什么？4、建筑用纺织品的隔音原理是什么？思考题1、简述纺织型、非织造型和合成型土工材料的特点。87第九章土工、建筑用纺织品第一节土工用纺织品第二节建筑用纺织品第九章土工、建筑用纺织品第一节土工用纺织品88第一节土工用纺织品土工织物又称土工布，是应用于土木工程中的纺织品，是应用于土木工程建设中的一种工程材料或工程用布。目前，国内外对“土工合成材料”没有统一的分类原则，大体上分为三大类：土工织物、土工合成材料、复合土工合成材料。是土工合成材料的一种。（继钢材、水泥、木材之后的第４种建筑材料。即应用于铁路、公路、水利堤坝、码头、水池、房屋、环保、隧道、机场等建设工程，

起到隔离、过滤、排水、加筋、防渗、保护、封闭、排水保土等作用的材料）。

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。”第一节土工用纺织品土工织物又称土工布，是应用于土木工程中的89一、土工织物的分类及其特点1、分类：机织土工布、经编土工布、非织造土工布、复合土工布、土工膜、加筋土工布、土工网格按制造方法：纺织型、非织造型、合成型和复合型四大类。土工合成材料：土工格栅、土工网、成型板片复合土工合成材料、土工膜、排水带、土工衬垫按具有功能：过滤、排水、隔离、加强、防渗、防护等。按原料：天然土工布、合成土工布、土工复合材料。按产品造型：平面状、立体状（具体产品：编织土工布、短纤针刺无纺土工布、长丝纺粘针刺土工布、长丝烧毛土工布、复合土工膜、玻璃纤维土工格栅、经编涤纶土工格栅、软式透水管、土工网垫、钠基膨润土防水（GCL)、防水卷材、单向拉伸塑料土工格栅、双向拉伸塑料土工格栅、塑料盲沟）一、土工织物的分类及其特点1、分类：902、土工布的发展起源：鸟儿筑巢、人类砌筑泥墙、稻草包填土、芦苇铺路、棉织物浇沥青、黄麻织物铺跑道等。20世纪30年代开始批量生产。50年初代美国机织土工布用于工程（弗罗里达州海岸混泥土护岸翻修）。60年代欧洲非织造土工布用于铁路建设（宾夕法尼亚州桥墩基底）。我国起步于70年代，80年代试用，90年代用量剧增。预测我国每年１０％的速度增加，年消耗量达1亿～5亿平方米，约为１５万～３０万吨。2065年世界土工布用量可能达到覆盖地球表面的1/2。2、土工布的发展起源：鸟儿筑巢、人类砌筑泥墙、稻草包填土、芦913、土工布原料天然纤维、化学纤维、人造纤维、无机纤维聚酯纤维（即涤纶）、聚丙烯纤维（即丙纶）、聚酰胺纤维（即锦纶）、聚乙烯醇纤维（即维纶）塑料玻璃纤维工程纤维（高强高模PVA)3、土工布原料天然纤维、化学纤维、人造纤维、无机纤维924、土工布结构与特点机织土工布加工方法：剑杆织机、片梭织机织造结构特点：纱线、阔幅，强度大，抗蠕变性好、弹性不足、空隙大、工艺流程长、产量低、成本高适用范围：增强、加固4、土工布结构与特点机织土工布93

编织土工布加工工艺：采用塑料（聚丙稀、聚乙稀）扁丝，拉成高强度编织丝，经编织机制造成布。然后再涂塑复合将塑料热复在基布上。针织经编机（二布一膜，一布一膜）产品特点：表面光滑平整，三维、定向、多层复合、纱线承受外力的利用率高、强度大、延伸性好。耐腐蚀耐寒性好，拉伸强度高，定型性好，柔韧性弹性好，耐应力，防水、防渗，抗撕裂，抗顶破等。主要作用与用途：防渗，防气体挥发，保护环境，广泛用于土木工程，堤坝，水库，水池，公路，铁路，隧道，地铁，垃圾掩埋场等工程项目建设。

编织土工布94经编复合增强防裂布（聚酯玻纤、玻纤-涤纶土工布）

经编复合增强防裂布（聚酯玻纤、玻纤-涤纶土工布）95

短纤针刺无纺土工布生产工艺：纤维开松、成网、针刺固结产品性能：具有隔离、反滤、排水、保护、稳固、加强等功能，能适应凹凸不平的基层，能抵抗施工外力破坏，蠕变小，长期荷载下仍能保持原有的功能。主要用途：广泛用于江、河、湖泊、水库的堤坝工程及电厂灰坝、矿山尾矿坝、机场、铁路基床、公路、隧道、市政、环保等工程领域。具有耐腐蚀、抗老化、强度高等特点。

短纤针刺无纺土工布96短纤针刺无纺土工布图

短纤针刺无纺土工布图97长丝纺粘针刺土工布生产工艺：纺粘法生产长丝、成网、针刺固结产品性能：强度高,抗穿刺能力强,机械性能优,起到防护,加筋,保护等作用,耐酸碱,抗腐蚀,抗微生物,耐老化,使用寿命长,具有优越的透水性,过滤性,保土性,起到隔离,排水过滤,防护的作用,成本低,价格优,施工简单,使用方便。主要用途：水利工程,堤坝,道路,机场,建筑等长丝纺粘针刺土工布98长丝纺粘针刺土工布图长丝纺粘针刺土工布图99

长丝烧毛土工布生产工艺：采用聚酯纺粘长丝土工布单面烧毛而成。产品特点：具有横纵向很高的抗拉强度，高的弹性模量，耐高低温性能优良等特性，经表面涂覆处理后，具有优良的抗碱性能及耐老化性能，是一种增强路面及路基的新型优良土工基材。主要用途：该产品广泛应用于沥青路面，水泥混凝土路面及路基的增强。无论硬性路面和柔性路面皆可适用，于传统路面相比能降低造价，延长寿命，防止道路反射裂纹。

长丝烧毛土工布100长丝烧毛土工布图长丝烧毛土工布图101复合土工膜生产工艺：以塑料薄膜作为防渗基材，与无纺布复合而成的土工防渗材料。一布一膜、二布一膜和多布多膜（基布采用针刺土工布，长丝机织布，复合膜材料是聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚酯镀铝、铝箔等）。产品特点：集防渗排水于一体、强度高、摩擦系数大、耐穿刺、耐老化、耐酸碱、防止水土流失，接缝采用热焊方法即PE土工膜相接的表面加热、溶化、压力使之熔合成一体。主要用途：主要用于水利、交通、隧道、机场、冶金尾矿、垃圾处理场、屋面防渗等加筋防渗工程。复合土工膜102复合土工膜图复合土工膜图103玻璃纤维土工格栅生产工艺：以高强无碱玻璃纤维通过的经编工艺制成网状基材，经表面涂覆处理而制成的半刚性制品。产品特点：具有经、纬双向很高的抗拉强度和较低的延伸率，并具有耐高温、耐低寒、抗老化、耐腐蚀等优良性能。主要用途：路面增强、老路补强，加固路基及软土基，沥青路面反射裂纹、水泥路面及路基的增强和铁路路基、堤坝护坡、机场跑道、防沙治沙等工程项目。玻璃纤维土工格栅104玻璃纤维土工格栅图玻璃纤维土工格栅图105经编涤纶土工格栅生产工艺：采用高强度涤纶工业长丝，经过经编定向织造网格坯布，经涂覆加工成土工格栅。产品特点：抗拉强度高，抗撕裂强度大，与土壤碎石结合力强。主要应用：公路、铁路、水利等软土地基和路基、堤坝等工程的加筋增强，以提高工程质量降低工程造价。经编涤纶土工格栅106经编涤纶土工格栅图经编涤纶土工格栅图107软式透水管生产工艺：以防锈PVC过塑钢丝弹簧圈支撑管体，形成高抗压软式结构，无纺布内衬过滤，丙纶丝外烧被覆盖层，橡胶筋等使壁管覆盖层与弹簧钢圈管体成为有机一体。产品特点：排、渗水效果强，利用“毛细”现象和“虹吸”原理、集吸水、透水、排水为一气呵成，具有满足工程设计要求的耐压能力及透水性和反滤作用。孔隙直径小，全方位透水，渗透性好；抗压耐拉强度高，使用寿命长；耐腐蚀和抗微生物侵蚀性好；整体连续性好，接头少，衔接方便；重量轻，施工方便；质地柔软，与土结合性好等优点。主要应用：公路、铁路、路基、路肩的加固排水；隧道、地铁、底下通道、底下货场的排水；山坡地、边土开发的水土保持；各种挡土墙背面垂直及水平排水；蹦滑地的排水；火力电厂、灰堆排水。软式透水管108软式透水管图软式透水管图109

土工网垫生产工艺：以一种高分子合成材料制成的三维网状结构，质地疏松，柔韧，留有90%的空间可填充土壤、沙粒、植物的根系可穿过其间均衡生长，生长后的草皮使网垫、草皮、泥土表面牢固的结合在一起，由于植物根系可伸入地表下30-50cm，故形成一层坚固的绿色复合保护层。产品特点：在草皮没有长成之前，可以保护土地表面免遭风雨的侵蚀，同时在播种初期稳固草籽，保持草籽均匀的分布在坡面上；网垫能大量吸收热能，增强地温，促进草籽发芽，延长植物的生长期；植物生长起来后组成的复合保护层可经受高水位，大流速的雨水冲刷。主要应用：可代替混凝土、沥青、块石等坡面材料，主要用于公路、铁路、河道、堤坝等坡面保护。

土工网垫110土工网垫图土工网垫图111

钠基膨润土防水（GCL)生产工艺：由两层土工布中间加膨润土针刺而成，是一种新型土工合成材料。产品特点：钠基膨润土具有高膨胀性（膨润土粒子吸水后可膨胀自身体积的10-30倍），当膨润土防水毯遇水后，其中的钠基膨润土吸水膨胀，在受到一定挤压力（建筑底板、保护层以及防水毯内部纤维拉力等）作用下，分子之间发生穿插排列，内部空隙缩小，形成致密的凝胶结构，水分子无法透过，从而起到防渗作用,其渗透系数可达10-9cm/s。主要应用：市政、公路、铁路、水利、环保及工业与民用建筑中的地下防水防渗施工，地铁施工的防水防渗；公路路基及边坡、U形槽、桥梁基础的防水，垃圾填埋厂、污水处理厂的防渗作用，工业与民用建筑中的地下防水工程，水产养殖场、人工湖、隧道、洞库、矿山及其它各种需要防水防渗的施工。

钠基膨润土防水（GCL)112钠基膨润土防水（GCL)图钠基膨润土防水（GCL)图113

防水卷材生产工艺：以高档聚氯乙烯树脂为主要原料，加入一定量的填充剂、稳定剂、增塑剂、紫外线吸收剂等辅助材料，经过捏合、造粒、挤出、冷却、分卷、包装等工序制成的新型防水材料。产品特点：PVC防水卷材弹性好、延伸率高、收缩小、低温柔性好、施工方便、耐老化、防水效果好等特点。主要用途：广泛应用于各种工业、民用的建筑物、构筑物屋面、地下室工程、游泳池、堤坝、垃圾场、水渠、隧道、水电、核电、煤矿及水库和水坝的防水渗漏工作。

防水卷材114防水卷材图防水卷材图115

工程纤维聚丙烯工程纤维：是一种混凝土和砂浆专用纤维，能有效控制混凝土、砂浆因收缩、干缩和温度变化而发生的裂纹，大大改善防裂抗渗性能、抗冲磨性能，增加混凝土韧性，从而提高使用寿命。适用于：工业与民用建筑的抗裂，防渗砂浆；抗裂防渗要求较高的地下室和地下工程，海堤水坝等盐水工程；各种预制混凝土产品；高速公路、桥梁、隧道、机场跑道等混凝土；对耐碱和化学腐蚀要求较高等化工厂等。原理：产品经特殊的防静电和抗紫外线处理能在混凝土中均匀分布，其纤维三叶型截面增加了纤维的比表面积，该纤维经化学接枝和物理改性处理表面粗糙多孔，所以大大提高了与水泥的结合力。由于纤维很细，每立方厘米中就有20～45根纤维，能形成一个乱向支撑体系，有效地控制混凝土和砂浆早期的塑性收缩和干缩形成的裂缝的产生，阻碍沉降裂缝的形成，抗渗、抗冲、韧性和耐磨性大大提高从而达到延长建筑物寿命的目的。

工程纤维116聚丙烯工程纤维图聚丙烯工程纤维图117

聚丙烯单向拉伸土工格栅生产工艺：聚丙烯单向拉伸土工格栅是以聚丙烯（PP）为原料，经塑化挤出板材、冲孔、加热、拉伸而成。产品特点：经拉伸后的格栅，具有相当高的抗拉强度和弹性模量。应用：适用于修建公路、铁路、港口以及江河湖海岸边的加筋挡土墙、堤坝、桥面、陡坡等工程，可大大提高工程的承载能力，延长使用寿命，减少占地面积，施工方便，缩短工期，降低造价，减小维修费用。

聚丙烯单向拉伸土工格栅118聚丙烯单向拉伸土工格栅图聚丙烯单向拉伸土工格栅图119聚丙烯双向拉伸土工格栅生产工艺:双向拉伸土工格栅是以聚丙烯（PP）为原料，经塑化挤出

板材、冲孔、加热、纵向拉伸、横向拉伸而成。产品特点：双向格栅在纵横向均具有较高的拉伸强度。

主要应用：公路、铁路等软地基工程的加筋、加强，以及边坡防护、大型垃圾填埋场工程，可大大增强路基地基的承载能力，防止地面产生裂纹、塌陷、施工方便，减小维修费用。聚丙烯双向拉伸土工格栅120聚丙烯双向拉伸土工格栅图聚丙烯双向拉伸土工格栅图121二、土工布的功能及应用反滤、排水、隔离、防渗、防护、加筋等功能。二、土工布的功能及应用122——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。

——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123过滤功能（阻止土颗粒通过，而水和气体自由排出，可防止因土颗粒的流动造成过量土体流失、失稳。也叫反滤）。即一面挡土，一面水流畅通。土工织物不仅有良好的透水、透气性能，而且有较小的孔径，孔径又可根据土的颗粒情况在制作时加以调整，因此当水流垂直织物平面方向流过时，可使大部分土颗粒不被水流带走，起到了滤层作用。滤层作用是土工织物的主要功能，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。过滤功能（阻止土颗粒通过，而水和气体自由排出，可防止因土颗粒124土工、建筑管理知识及纺织行业管理知识分析125——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。土工织物是良好的透水材料，无论是织物的法向或水平面，均具有较好的排水能力，能将土体内的水积聚到织物内部形成一排水通道排出土体。主要用在土坝、路基、挡土墙、运动场地下排水及软土基础排水团结等方面。

——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126土工、建筑管理知识及纺织行业管理知识分析127——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。——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128隔离功能（永久阻止两种材料混合）隔离功能（永久阻止两种材料混合）129土工、建筑管理知识及纺织行业管理知识分析130——防渗功能。主要作用是防止水和有毒液体的渗漏，这类用途的土工织物一般都采用涂层土工布或高分子聚合物制成的土工膜。涂层土工布一般在布上涂一层树脂成橡胶等防水材料，土工膜以薄型非织造布与薄膜复合较多、非织造布与薄膜厚度按要求而定。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。

——防渗功能。主要作用是防止水和有毒液体的渗漏，这类用途的土131防渗功能:(堤坝、闸、输水、油、液、地下建筑、蓄液库、屋顶、固体废料）防渗功能:(堤坝、闸、输水、油、液、地下建筑、蓄液库、屋顶、132土工、建筑管理知识及纺织行业管理知识分析133——防护功能。对土体、水面、土工膜的表面其防护作用，防止移动、扩散、刺破，土工织物可以将比较集中的应力扩散开予以减小，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，防护分两种情况，一是表面防护；二是内部接触面保护。当一种材料受集中应力作用时，而不使另一种材料破坏。主要用于护岸、护坡、河道整治、海岸防潮等工程方面。

——防护功能。对土体、水面、土工膜的表面其防护作用，防止移动134土工、建筑管理知识及纺织行业管理知识分析135——加固（加筋）功能是利用土工布的拉伸性能来改善土壤层的机械性能。由于土工织物具有较高的抗拉强度，在土体中可增强地基的承载能力。同时可以改善土体的整体受力情况主要用在软弱地基处理、斜坡、挡土墙等边坡稳定方面。——加固（加筋）功能是利用土工布的拉伸性能来改善土壤层的机械136加筋功能加筋功能137土工织物的应用领域及其相应功能

应用领域土工织物功能隔离滤层排水增强防护防渗铺砌好和待铺砌的道路湿、松软的地基×××○膜片路基×○○○路面重铺○○×排水○×○运动场地××控制侵蚀/水力设施○×铁路××密封设施（外壳）○×○○×○松软土质上的土堤×××○增强土墙和坡○×隧道××

注：×—主要功能，○—次要功能。土工织物的应用领域及其相应功能138三、土工布加工技术1、土工布加工流程2、土工布加工原理3、土工布的应用三、土工布加工技术1、土工布加工流程1391、土工布加工流程机织法：化学长丝→织机织造→热压辊热熔粘合。经编法：化学长丝→经编机织造→后整理纺粘法：聚合物切片→切片烘燥→熔融挤压→纺丝→冷却→牵伸→分丝→铺网→加固（热压、粘合剂、针刺）→切边→卷绕针刺法：

短纤→梳理机→棉网→铺网→针刺→非织造布。1、土工布加工流程机织法：化学长丝→织机织造→热压辊热熔粘合1402、土工布加工原理机织物：经纬交织、交织点热熔粘合经编法：一组或几组纱片（每组纱片由很多根纱线组成）中同一根纱线沿织物的经向（纵向）形成一个个线圈形成的织物纺粘法：（见下图）非织造方法针刺法：非织造方法2、土工布加工原理机织物：经纬交织、交织点热熔粘合141机织法机织法142编织土工布图编织土工布图143纺粘法加工原理纺粘法加工原理144土工、建筑管理知识及纺织行业管理知识分析145纺丝过程图纺丝过程图146纺粘法牵伸、铺网（狭缝、摆丝）纺粘法牵伸、铺网（狭缝、摆丝）147针刺法加工原理针刺法加工原理148针刺原理针刺原理149针刺设备针刺设备1503、土工布的应用路基基础（防射裂缝、对应裂缝）路基、陡坡和桥台加固建坝工程电厂储灰坝和采矿场尾矿坝各种排水应用表面防护隧洞、蓄水池和地下工程室外运动场、球场、赛马场等场地建设防洪抢险3、土工布的应用路基基础（防射裂缝、对应裂缝）151土工、建筑管理知识及纺织行业管理知识分析152土工、建筑管理知识及纺织行业管理知识分析153土工、建筑管理知识及纺织行业管理知识分析154土工、建筑管理知识及纺织行业管理知识分析155土工、建筑管理知识及纺织行业管理知识分析156土工、建筑管理知识及纺织行业管理知识分析157四、土工材料的性能指标和测试方法物理性能：厚度、单位面积质量、孔隙率、挠曲性、密度机械性能：可压缩性、抗拉伸强度、接合强度、抗撕裂、顶破、撞击、刺破强度、拼接强度、剥离强度水力学性能：孔隙率、开孔面积百分率（POA）、表观孔径（AOS）、等效孔径（EOS）、透水率（垂直渗透系数、水平渗透系数）、导水率、滤层效率、反滤性能、抗淤堵性等。耐久性能：磨损、内摩擦角、抗紫外线、蠕变性能、耐浸泡、耐老化等。四、土工材料的性能指标和测试方法物理性能：厚度、单位面积质量158