[內(nèi)容提要]土工布是用產(chǎn)業(yè)紡織品中重要的一部分，主要用于與泥土、巖石和水相關(guān)連的巖土工程中。文章主要討論了土工布應(yīng)用的原料、土工布的生產(chǎn)技術(shù)以及土工布應(yīng)具備的各種性能。

[關(guān)鍵詞]土工布　生產(chǎn)技術(shù)　性能/TS10668土工布是土工合成材料大家族中的一員，大量用于公路、鐵路、水利、大型建筑、電廠灰壩建設(shè)、有色金屬尾礦處理、環(huán)保工程、水土保持等方面。

目前中國有土工布生產(chǎn)能力的企業(yè)已有上百家，總生產(chǎn)能力超過10萬t。隨著我國對基礎(chǔ)工業(yè)發(fā)展的重視和政府對推廣應(yīng)用土工合成材料的大力提倡，今后土工合成材料的發(fā)展將會(huì)加快。據(jù)預(yù)測，2005年我國土工布的使用量可能達(dá)到5萬t，2010年將達(dá)10萬t。

1.土工布的原料

土工布所用原料不但要考慮其在使用環(huán)境中所需的物理化學(xué)性能，而且要注意產(chǎn)品成本。在性能方面主要考慮以下幾方面：

1.1良好的物理機(jī)械性能

土工布的工作環(huán)境惡劣，很多情況下是泡在水中或鋪于濕度很大的土中，所以必須具有良好的抗水解性能和濕態(tài)機(jī)械性能。

1.2耐紫外線輻射、抗水解、耐高低溫

土工布要暴露于日光下，因此要具有相應(yīng)的耐紫外線性能；土工布要適應(yīng)與瀝青等材料接觸時(shí)的溫度，要求熔點(diǎn)較高。

1.3耐化學(xué)藥品、耐腐蝕、耐霉變

水和土質(zhì)很不相同，有的呈堿性，有的呈酸性，有的含鹽份多，有的含各種元素，因此必須具有化學(xué)穩(wěn)定性。

1.4良好的透水性

土工布過濾和排水都需要透水，因此必須具有良好的透水性。

目前土工布原料大多采用高分子聚合物，其中用得最多的是聚丙烯原料(包括纖維)，大約占土工布總用量的50%以上，美國已占80%以上。聚酯原料(包括滌綸)占15%-30%，居第2位，日本用得較多。采用聚乙烯和聚酰胺纖維的較少，我國還有采用維綸的。

聚丙烯原料用得最多，價(jià)格固然是一個(gè)重要因素，但主要是丙綸有優(yōu)良的耐酸耐堿性、耐腐蝕、耐霉變，不受細(xì)菌侵蝕；且有較好的芯吸效應(yīng)，對水的滲透性能好。其機(jī)械性能亦十分優(yōu)良，尤其是近年來國內(nèi)已開發(fā)出高強(qiáng)丙綸長絲，強(qiáng)度達(dá)到8g/D，制作高強(qiáng)度的丙綸機(jī)織土工布及袋布都很適合。

丙綸的缺點(diǎn)是抗紫外線性能差，特別對UVB波段的紫外線很敏感，試驗(yàn)表明，春夏季隔玻璃在光照下6個(gè)月，其強(qiáng)度即降為0，而滌綸仍能保持78%，尼龍為73%，因此丙綸在抽絲前必須經(jīng)防老化處理，在使用和運(yùn)輸中必須盡量避免在日光下暴曬。另外，丙綸的熔點(diǎn)較低(在135℃左右)，因此在與瀝青等密封材料及鋪地材料結(jié)合時(shí)受到一定限制。

滌綸機(jī)械物理性能好，熔點(diǎn)比丙綸高，耐紫外線輻射亦比丙綸好得多，因此也是土工布的理想原料。滌綸耐酸性好，亦耐弱堿，但長期與堿性物質(zhì)如石灰、水泥、混凝土、堿性土壤接觸，強(qiáng)力會(huì)受損失，其抗水解性能亦較差，在使用時(shí)應(yīng)予以注意。

尼龍和維綸耐堿性好，但耐酸性差。聚酰胺長絲在pH為4，25℃緩沖溶液中經(jīng)11個(gè)月，強(qiáng)度只剩至1%，聚酰胺土工布不宜用于pH<5的土壤中，否則不耐久。維綸耐海水侵蝕，適用于海岸工程。

2.土工布的生產(chǎn)工藝

2.1不同制造方法的土工布的消耗量

圖1為1985-1995年織造土工布和非織造土工布在世界上的比例變化情況。由圖1可以看出，當(dāng)前非織造土工布占全部土工布的比例已達(dá)到70%左右，織造土工布約占30%。在美國非織造土工布的比例更高，1990年非織造土工布:織造土工布:針織土工布的比例為70∶28∶2。1995年則為85∶14∶1。

美國1992年曾對土工布市場作過分析(圖2)：短纖、針刺、扁絲織造和紡粘針刺布分別居土工布用量的1、2、3位，三者總和占美國土工布總量的95.7%。當(dāng)然目前結(jié)構(gòu)已有很大變化。

我國還沒有確切的統(tǒng)計(jì)數(shù)字，但大體上占主導(dǎo)的是短纖針刺土工布和丙綸扁絲織造土工布，二者所占份額達(dá)到85%-90%。紡粘長絲針刺土工布1998年實(shí)際產(chǎn)量不會(huì)超過1500萬m2，約3000t，占10%左右，單絲及復(fù)絲長絲織造土工布數(shù)量不多。

2.2關(guān)于織造土工布

織造土工布包括以單絲、復(fù)絲、切膜絲、膜裂絲為原料的土工布。

織造土工布的主要特點(diǎn)是：

--抗拉強(qiáng)力及初始模量大、斷裂伸長及蠕變小。圖3是織造土工布和非織造土工布負(fù)荷－伸長曲線的比較。

--依靠經(jīng)緯紗互相擠壓保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

--水力學(xué)性能看，織造土工布為平面過濾，孔隙尺寸大，最小為0.05-0.08mm，作反濾時(shí)，小砂礫易流失。扁絲織造布還容易淤堵。但單絲織物不易發(fā)生淤堵，適于作無粘性土的濾層。

--厚度小，水平排水能力差，不宜用作排水材料。

--彈性伸長小，與硬質(zhì)材料接觸易刺破、頂破，影響反濾功能。

--生產(chǎn)工藝復(fù)雜，產(chǎn)量低，成本高。