产业用纺织品13.ppt
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1、新兴的学科第一页,编辑于星期六:十五点 四十一分。重点:重点:应用实例应用实例难点:难点:结合应用具体条结合应用具体条件件第二页,编辑于星期六:十五点 四十一分。第四章第四章 产业用纺织品产业用纺织品 及其应用及其应用 第三页,编辑于星期六:十五点 四十一分。第一节第一节 土木、建筑用土木、建筑用纺织品纺织品第四页,编辑于星期六:十五点 四十一分。一、土工织物一、土工织物 土工织物又称土工布,是应用于土木工程中的纺织品,土工织物又称土工布,是应用于土木工程中的纺织品,是土工合成材料的一种。目前,国内外对是土工合成材料的一种。目前,国内外对“土工合成材料土工合成材料”没有统一的分类原则,大体上分
2、为三大类:土工织物、土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。工合成材料、复合土工合成材料。 详细分类如下:详细分类如下: 土工织物土工织物 机织土工织物机织土工织物 编织土工织物编织土工织物 非织造土工织物非织造土工织物 土工合成材料土工合成材料 土工格栅土工格栅 土工网土工网 成型板片成型板片 复合土工合成材料复合土工合成材料 土工膜土工膜 排水带排水带 土工衬垫土工衬垫第五页,编辑于星期六:十五点 四十一分。 1、定义、定义 美国材料试验学会(美国材料试验学会(ASTM)给土工布下的定义是:给土工布下的定义是:“一切和地基、土壤、岩石、泥土或任何其
3、他土建材料一起一切和地基、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,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。叫做土工布。” 第六页,编辑于星期六:十五点 四十一分。2 2、功能、功能:加固、排水、过滤、隔离、防加固、排水、过滤、隔离、防护、防渗等作用。护、防渗等作用。第七页,编辑于星期六:十五点 四十一分。土工布的土工布的加固功能加固功能是利用土工布的拉伸性能来改善土壤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
4、力。同时可以改善土体的整体受力情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。况主要用在软弱地基处理、斜坡、挡土墙等边坡稳定方面。第八页,编辑于星期六:十五点 四十一分。隔离作用隔离作用将土工织物放在两种不同的材料之间或同一材料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整体作用。主要用在铁路、机场、公路路基、土石坝工
5、程、软。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。弱基础处理以及河道整治工程。第九页,编辑于星期六:十五点 四十一分。排水排水是将雨水、地下水或其他流体在土工布或土工布相关是将雨水、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。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、主要用在土坝、路基、挡土墙、运动场地下排水
6、及软土基础排水团结等方面。路基、挡土墙、运动场地下排水及软土基础排水团结等方面。 第十页,编辑于星期六:十五点 四十一分。过滤过滤是使流体通过的同时,保持住受液力作用的土壤或其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。土工织物不仅有良好的透水、透气性能,而且有较小他颗粒。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
7、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。地区,用土工织物做反滤层,更显出它的优越性。 第十一页,编辑于星期六:十五点 四十一分。防护作用。防护作用。土工织物可以将比较集中的应力扩散开予以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、防止土减小,也可由一种物体传递到另一物体,使应力分解、
8、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,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。整治、海岸防潮等工程方面。 第十二页,编辑于星期六:十五点 四十一分。防渗作用。防渗作用。主要作用是防止水和有毒液体的渗漏,这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类用途的土工织物一般都采用涂
9、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、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。泳池等作为防渗、防漏、防潮材料。 第十三页,编辑于星期六:十五点 四十一分。土工织物的应用领域及其相应功能土工织物的应用领域及其相应功能 应用
10、领域应用领域 土工织物功能土工织物功能 隔离隔离 滤层滤层 排水排水 增强增强 防护防护 防渗防渗铺砌好和待铺砌的道路铺砌好和待铺砌的道路湿、松软的地基湿、松软的地基 膜片路基膜片路基 路面重铺路面重铺 排水排水 运动场地运动场地 控制侵蚀控制侵蚀/水力设施水力设施 铁路铁路 密封设施(外壳)密封设施(外壳) 松软土质上的土堤松软土质上的土堤 增强土墙和坡增强土墙和坡 隧道隧道 注:注:主要功能,主要功能,次要功能。次要功能。第十四页,编辑于星期六:十五点 四十一分。3 3、土工织物的种类、土工织物的种类按原料的种类分类,可分为天然纤维土工布和合成纤按原料的种类分类,可分为天然纤维土工布和合成
11、纤维土工布。维土工布。按形状分类,可分为平面状、管状、带状、格栅状(或网按形状分类,可分为平面状、管状、带状、格栅状(或网状,蜂窝状)、绳索状和其他异形土工布。状,蜂窝状)、绳索状和其他异形土工布。按加工方法分类,可分为机织土工布、编织土工按加工方法分类,可分为机织土工布、编织土工布和非织造土工布。布和非织造土工布。如如纺粘法土工布质地均匀,强力高,纺粘法土工布质地均匀,强力高,伸长率好,门幅宽,生产率高,成本最低。伸长率好,门幅宽,生产率高,成本最低。有时候,单一类型的土工布不能满足工程上的性能要求,由两有时候,单一类型的土工布不能满足工程上的性能要求,由两种或两种以上不同功能、不同种类的土
12、工布或其他材料复合而种或两种以上不同功能、不同种类的土工布或其他材料复合而成的称为复合土工布,复合材料可以是经编布与非织造布的复成的称为复合土工布,复合材料可以是经编布与非织造布的复合,也可以是机织布与非织造布的复合,或者是非织造布与吹合,也可以是机织布与非织造布的复合,或者是非织造布与吹塑膜、压延膜、涂膜等复合。塑膜、压延膜、涂膜等复合。 第十五页,编辑于星期六:十五点 四十一分。4 4、主要性能与测试、主要性能与测试 土工织物在各项工程中应用时,虽然由于应用目的、工土工织物在各项工程中应用时,虽然由于应用目的、工程地质条件、工程结构设计等各种因素不同,对土工织物程地质条件、工程结构设计等各
13、种因素不同,对土工织物类型的选择及技术指标要求有所不同,但总的来说对土工类型的选择及技术指标要求有所不同,但总的来说对土工布的性能要求不外乎以下几个方面:布的性能要求不外乎以下几个方面:物理性能与测试物理性能与测试力学性能与测试力学性能与测试 水力学性能与测试水力学性能与测试 其他与使用环境有关的性能其他与使用环境有关的性能 第十六页,编辑于星期六:十五点 四十一分。 土工布应具有各项同性和均质性,各个方向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等要基本相同,其厚度和单位面积重
14、量等要均匀。匀。(1)单位面积质量单位面积质量 (2)厚度厚度 第十七页,编辑于星期六:十五点 四十一分。力学性能与测试力学性能与测试土工织物应具有较好的力学性能,其力学性能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、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。撕裂强度、顶破刺穿强度、抗蠕变、抗磨损等。(1)抗拉强度抗拉强度(2)梯形撕裂强度梯形撕裂强度 (3)顶破强度顶破强度 (4)刺破强度刺破强度 (5)动态穿孔动态穿孔 (6)接头接头/接缝强度接缝强度(7)(7)抗磨损性抗磨损性 (8)(8)抗伸蠕变和拉伸蠕变
15、断裂性能抗伸蠕变和拉伸蠕变断裂性能 第十八页,编辑于星期六:十五点 四十一分。水力学性能与测试水力学性能与测试(1)土工织物的孔径土工织物的孔径 (2)土工布的孔隙率土工布的孔隙率 (3)土工布的渗透性能土工布的渗透性能 第十九页,编辑于星期六:十五点 四十一分。其他与使用环境有关的性能其他与使用环境有关的性能(1)老化特性老化特性 (2)抗化学腐蚀测试抗化学腐蚀测试 (3)耐热性耐热性 (4)摩擦特性的测定摩擦特性的测定 第二十页,编辑于星期六:十五点 四十一分。土工布应用技术土工布应用技术 杨思让、张家铭编杨思让、张家铭编 纺 织 工 业 出 版 社纺 织 工 业 出 版 社 1991.6
16、第二十一页,编辑于星期六:十五点 四十一分。二、建筑用纺织品二、建筑用纺织品在建筑中使用纺织品及纤维材料虽然已有很悠久的历史,在建筑中使用纺织品及纤维材料虽然已有很悠久的历史,但是进入高速发展时期和应用领域的不断拓宽却是近十但是进入高速发展时期和应用领域的不断拓宽却是近十几年的事。建筑中采用纺织品结构材料有如下一些优点:几年的事。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。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,织物能极大减轻结构的重量,织物“外壳外壳”的重量只有的重量只有砖瓦、泥灰、钢材等常规外
17、壳材料重量的砖瓦、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、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。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,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。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。可以随意设计各种形状的外观,可灵活安装拆卸。第二十二页,编辑于星期六:十五点 四十一分。1 1、纤维增强材料、纤维增强材料2 2、屋面防水材料、屋面防水材料 3 3、建筑用膜结构材料、建筑用膜
18、结构材料 膜结构是用轻质高强度柔性薄膜材料与支膜结构是用轻质高强度柔性薄膜材料与支撑体系相结合形成的具有一定刚度的稳定曲面,撑体系相结合形成的具有一定刚度的稳定曲面,可承受一定荷载,能够覆盖较大空间的结构形式。可承受一定荷载,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。膜结构有三种类型:薄膜、网材和织物。第二十三页,编辑于星期六:十五点 四十一分。第二十四页,编辑于星期六:十五点 四十一分。http:/ 四十一分。水立方第二十六页,编辑于星期六:十五点 四十一分。第二节第二节 农、林、水产用农、林、水产用第二十七页,编辑于星期六:十五点 四十一分。一、一、 农、林业用纺织品
19、农、林业用纺织品第二十八页,编辑于星期六:十五点 四十一分。 现代农业是指应用现代科学技术,现代工业提供的现代农业是指应用现代科学技术,现代工业提供的生产手段和现代管理方法的农业生产。生产手段和现代管理方法的农业生产。第二十九页,编辑于星期六:十五点 四十一分。1 1 农业用纺织品的作用农业用纺织品的作用(1 1)保温)保温。农业用纺织品通过遮蔽隔断辐射热、减少农业用纺织品通过遮蔽隔断辐射热、减少气体对流散热、限制水分蒸发气化、以及纺织品本身较少气体对流散热、限制水分蒸发气化、以及纺织品本身较少的热传导率等多项作用,产生适当的保温、防冻、御寒效的热传导率等多项作用,产生适当的保温、防冻、御寒效
20、果。果。(2 2)遮光)遮光。夏季高温及过多日照超过光饱和、对一些农夏季高温及过多日照超过光饱和、对一些农作物生长不利,使用纺织品后可根据作物生长的需要选择作物生长不利,使用纺织品后可根据作物生长的需要选择纺织品的遮光率。遮光率一般选择在纺织品的遮光率。遮光率一般选择在35359595之间。控制之间。控制遮光率一般采用调整织物的结构、经纬密、纱线粗细及颜遮光率一般采用调整织物的结构、经纬密、纱线粗细及颜色等参数来达到。色等参数来达到。(3 3)防霜)防霜。霜冻是作物的一大灾难。应用纺织品保护时,霜冻是作物的一大灾难。应用纺织品保护时,霜结在纺织品上而非直接结在农作物上。由于纺织品的霜结在纺织品
21、上而非直接结在农作物上。由于纺织品的 吸湿、吸热作用,对作物没有直接影响。而当用聚乙烯薄吸湿、吸热作用,对作物没有直接影响。而当用聚乙烯薄膜覆盖时,夜里薄膜内产生水滴并降温结冰,当冰粒融解膜覆盖时,夜里薄膜内产生水滴并降温结冰,当冰粒融解时就会产生类似霜冻的影响。这是纺织品优于薄膜的一方时就会产生类似霜冻的影响。这是纺织品优于薄膜的一方面。面。第三十页,编辑于星期六:十五点 四十一分。(4 4)防雨、雪、雹、风)防雨、雪、雹、风。纺织品可在透气、透湿纺织品可在透气、透湿的情况下,防止雨、雪、雹对作物的直接冲击。特制的的情况下,防止雨、雪、雹对作物的直接冲击。特制的高强防风网还能减轻风力的破坏作
22、用。高强防风网还能减轻风力的破坏作用。(5 5)防病虫害)防病虫害。农作物最困难的是一些农药不能解决农作物最困难的是一些农药不能解决的病虫害,而在全生长期采用纺织品隧道隔离蚜虫,则可以的病虫害,而在全生长期采用纺织品隧道隔离蚜虫,则可以防止这些病毒,还能消除农药的污染,保障人民的健康。防止这些病毒,还能消除农药的污染,保障人民的健康。(6 6)水土保护及植被)水土保护及植被。纺织品还能控制土壤流失,纺织品还能控制土壤流失,促进植被的建立和生长,与植被一起解决土壤的侵蚀问题。促进植被的建立和生长,与植被一起解决土壤的侵蚀问题。(7 7)无土栽培用载体及排水灌溉用。)无土栽培用载体及排水灌溉用。第
23、三十一页,编辑于星期六:十五点 四十一分。 2 2、农业用纺织品的应用、农业用纺织品的应用 保温织物。保温织物。保温织物顾名思义就是对作物起保温作用保温织物顾名思义就是对作物起保温作用的织物。在温室、大棚内加保温帘正适应了新的保护的发的织物。在温室、大棚内加保温帘正适应了新的保护的发展形势。由于纺织品质的轻柔、保温性好、不滴水等特点,展形势。由于纺织品质的轻柔、保温性好、不滴水等特点,比塑料薄膜保温好。所以,荷兰、日本、美国引进的现代比塑料薄膜保温好。所以,荷兰、日本、美国引进的现代化温室都用纺织品作为保温的材料。这些保温材料基本上化温室都用纺织品作为保温的材料。这些保温材料基本上有以下三类:
24、纺织物、无纺织物、涂铝保温织物。温室、有以下三类:纺织物、无纺织物、涂铝保温织物。温室、大棚的一大部分热量是通过辐射的形式散发而损失的。因大棚的一大部分热量是通过辐射的形式散发而损失的。因此,为了减少辐射热,在保温材料的一面喷涂一层很薄的此,为了减少辐射热,在保温材料的一面喷涂一层很薄的铝膜,把红外线反射回温室内,增加保温性。一般无纺织铝膜,把红外线反射回温室内,增加保温性。一般无纺织物节热率在物节热率在2525左右,而涂铝保温织物节热率可提高到左右,而涂铝保温织物节热率可提高到35354040。第三十二页,编辑于星期六:十五点 四十一分。第三十三页,编辑于星期六:十五点 四十一分。 遮阳织物
25、。遮阳织物。现代温室已发展到一年四季都现代温室已发展到一年四季都使用的程度。夏季阳光强烈、温度高,就需使用的程度。夏季阳光强烈、温度高,就需要遮阳降温。过去用竹帘等材料,因为笨重,要遮阳降温。过去用竹帘等材料,因为笨重,不适于现代温室使用。采用玻璃涂白,擦洗不适于现代温室使用。采用玻璃涂白,擦洗时比较困难。现在国外采用遮阳织物,可盖时比较困难。现在国外采用遮阳织物,可盖在温室顶上,也可架设在温室内,使用或收在温室顶上,也可架设在温室内,使用或收起比较方便。遮阳材料主要有以下两种:起比较方便。遮阳材料主要有以下两种:寒寒冷纱与遮阳网冷纱与遮阳网。第三十四页,编辑于星期六:十五点 四十一分。 1
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