地工合成材料
地工织物是一种多用途的合成产品。通常适用于土木工程的聚合物。其中包括八个主要产品类别：地工布、地工格栅、地工格网、地工膜、地工合成黏土层、地工泡沫块、地工格室和地工复合材料。地工织物的聚合物性质使其适合在需要高耐久性的地面上使用。也可以直接用于暴露的地面上。地工合成材料有多种形式和材料。此产品在土木工程具有广泛的应用，目前用于土木、土力工程、交通、地质环境保护、水利和社会开发，包括道路、机场、铁路、路堤、挡土结构、水库、运河、水坝、侵蚀控制、沉积物控制、垃圾掩埋场、采矿业、水产养殖业和农业。
地工织布[编辑]
地工织布是地工合成材料两大类之一。 它们是由聚合物纤维组成的纺织品，而不是棉、羊毛或丝绸等天然纤维。 此种材质不易受到生物降解的影响，不容易被大自然分解。这些合成纤维透过标准纺织机械制成柔性多孔织物，或以随机非织造方式交织在一起。 有的也是针织的。
目前已知地工织物至少运用在100个特定应用领域。但地工织物始终至少具有一下四种功效其中之一：隔离、加固、过滤、排水。
地工格栅[编辑]
地工格栅是地工合成材料中快速崛起的材料。地工格栅与其他使用编织而成的地工合成材料不同，是一种间格较大的聚合性物质。
此产品透过标准的纺织制作方法以聚合物材料制成，或者使用激光或超音波将聚合塑料条黏合在一起。
地工格栅在地工织物中主要负责加固的部分，在土壤受到两个或三个以上的方向受力时可以有良好的抵抗力，使土壤不易变形。
地工格网[编辑]
地工格网(Geonets)属于地工合成材料领域的另一个部分。跟先前提到的地工格栅比起来，地工格网的间距通常较小，且编织形状为菱形（与地工格栅的长方形不同）。
此产品是两个或以上聚合塑料条黏合编织而成，形成类似渔网的结构。最常见的类型有双平面或三平面两种。
另外，还有许多不同类型的形状可供选择。例如有表面针状，凹坑或加装塑料尖头的聚合物材料，由聚合物纤维制作的三维地工格网可以用于需要排水的土壤区等。
地工膜[编辑]
地工膜属于地工合成材料的另一个领域，其平均销售额甚至大于地工织物。大约1980年代，美国和德国受到当时颁布的固体垃圾掩埋场的政府法规的刺激，而使此产品的销售有大幅度的提升。这些材料本身是相对较薄、不透水的聚合物塑料布，主要用于隔离的材料。例如垃圾掩埋场的地面，为防止垃圾中的有毒物质进入土染造成生态灾害，需要在掩埋处的地面加设地工膜。
地工膜除了用于垃圾掩埋场，也可用于地面蓄水池、运河或其他设施。此产品主要功能也可以作为防止蒸气外漏的屏障（例如用于防止水库蒸发量过大时）。其应用范围很大，除了环境领域外，在土木、交通、水利和私人开发工程（如水厂养殖、农业、采矿等）方面的应用也在迅速增长。
地工皂土毯[编辑]
地工皂土毯（缩写为GCL）是聚合物材料和天然土壤的合成。此产品是工厂制造的膨润土，夹在两块地工布之间或黏合在地工膜上。而结合的方法可以透过针刺、缝合或黏合而成。 GCL 常加工于地工膜下。
地工泡沫块[编辑]
地工泡棉块是一种聚合物，透过将聚苯乙烯加工成由许多充满闭合孔隙的大型海绵。 地工泡沫块的性质类似未膨胀的聚合材料。 体积大但重量极轻并具有高度的承载力，可以并排或分层堆叠，在许多应用中提供轻质填充，例如使用地工泡沫块代替回填土可以大幅减少运输成本，也不会有开采问题。
地工格室[编辑]
地工格室（也称为蜂窝限制系统）是三维蜂窝状蜂窝结构，在填充压实土壤时形成限制系统。由聚合材料挤压成条带，通过超声波串联焊接在一起，条带膨胀形成柔性 3D 蜂窝床垫的坚硬（通常有纹理和穿孔）壁。充满土壤，通过细胞与土壤的相互作用创建了一个新的复合实体。细胞限制减少了土壤颗粒的横向运动，从而保持压实并形成坚硬的床垫，将负载分布在更广泛的区域。由先进聚合物制成的地工格室传统上用于斜坡保护和土保持应用，现在越来越多地采用用于长期道路和铁路荷载支撑。更大的地工格室也由坚硬的地工织物缝制成类似但更大的单元格，用于保护掩体和墙壁。
地工复合材料[编辑]
地工复合材料由工厂制造的地工织物、地工格栅、地工网和/或地工膜的组合组成。此外，这四种材料中的任何一种都可以与另一种合成材料（例如变形塑料片或钢缆）甚至与土壤结合。例如，两个表面都有地工织物的地工网或地工间隔物以及由地工织物/膨润土/地工织物夹层组成的 GCL 都是地工复合材料。这一特定类别激发了工程师和制造商的最佳创造性努力。应用领域众多且不断增长。主要功能涵盖了前面讨论的地工合成材料的全部功能：分离、加固、过滤、排水和遏制。
需求与生产[编辑]
| 地区 | 2007年 | 2012年 | 2017年 |
|---|---|---|---|
| 北美 | 923 | 965 | 1300 |
| 西欧 | 第668章 | 615 | 第725章 |
| 亚太 | 第723章 | 1200 | 2330 |
| 中美洲和南美洲 | 124 | 160 | 220 |
| 东欧洲 | 248 | 305 | 405 |
| 非洲/中东 | 115 | 155 | 220 |
| 全部的 | 2801 | 3400 | 5200 |
参考[编辑]
- ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 Müller, W. W.; Saathoff, F. Geosynthetics in geoenvironmental engineering. Science and Technology of Advanced Materials. 2015, 16 (3): 034605. Bibcode:2015STAdM..16c4605M. PMC 5099829
. PMID 27877792. doi:10.1088/1468-6996/16/3/034605.
- ^ Koerner, R. M. Designing With Geosynthetics 6th. Xlibris Publishing Co., 914 pgs. 2012.
