土工布目前已经同水泥、钢材、木材一起被称为“常用建筑施工材料”。土工布根据加工方法不同可以划分为机织土工布、针织土工布和非织造土工布。机织土工布目前使用较多的是长丝机织布和扁丝机织布,材料以聚丙烯为主。经编土工布是以玻璃纤维(或其他合成纤维)为增强材料,通过与短纤针刺非织造土工布复合而成。
非织造土工布主要有短纤维针刺土工布和长丝纺粘土工布,所选合成纤维原料主要是涤纶、丙纶、锦纶等,其中主要使用涤纶和丙纶。不论针织土工布、机织土工布或非织造土工布,在加工、储存和使用过程中,易受内部因素和外部因素的共同作用,其性能逐渐变坏,以致后丧失使用价值的现象,称为老化。这是土工布常见的问题,其本质是高分子结构中分子链的断裂、化学结构的变化等,宏观上则表现为土工布强度下降和宏观结构破坏等,是一种不可逆变化。
土工布经常被用于排水渠、堤坝的防渗保护,或者是给废水进行防污的处理。1.应用领域水利工程:海堤、江堤、湖堤达标工程;水库加固工程;围垦工程;防汛抢险。公路铁路航空港工程:软基加固处理;边坡防护;路面防反射裂缝结构层;排水系统;绿化隔离带。电工工程:核电站基础工程;火电灰坝工程;水电站工程。2.性能要求(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,所以必须具有良好的抗水解性能和湿态机械性能。
土工布耐紫外线辐射、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。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,因此必须具有化学稳定性。良好的透水性土工布过滤和排水都需要透水,因此必须具有良好的透水性。
用于防渗工程的土工布在运输和施工过程中容易产生破损,破损的孔洞必然影响工程的防渗效果。对防渗土工布的选材标准、施工焊接方法与要求等,都有专门的遵循标准。常规的施工质量程序无法在项目施工完成后,发现存在的破损孔洞,在土工布有上覆材料情况下,即使知道土工布有渗漏,也无法准确定位。电学渗漏位置探测技术能够很好的解决这一问题。填埋场防渗衬层施工时,在施工质量较好的情况下,复合衬层土工布上存在8~10孔/公顷;质量较差的情况下,土工布上存在17孔/公顷;即使在质量好的情况下,土工布上孔密度至少为1~2孔/公顷。
土工布撕破强度的检测:将样品夹持在强力机的上下夹钳内,拉伸速度为50cm/min,然后缓慢增加负荷,使样品沿剪切力防线逐渐撕裂,等到全部断裂时的负荷就是大撕破力。顶破强度的检测:随机抽取样品,固定在标准环形夹具内,然后用直径为5cm平头圆柱缓慢的垂直作用于试样,直至样品破裂,等到样品破裂时的力就是大顶破力。
土工布摩擦性能的检测:利用直剪仪对土和土工布的接触面进行直接剪切试验,测定接触面的摩擦特性。抗磨损性能的检测:将土工布与规定表面性能的磨料进行摩擦,然后测定土工布的试样拉伸强力,通过拉伸强力的损失率来表示抗磨损性能。