CN102079136A - 玻塑复合土工格栅生产方法 - Google Patents

玻塑复合土工格栅生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种玻塑复合土工格栅生产方法，其特征在于包括以下步骤：a、将原料：高密度聚乙烯、添加剂进行混合；b、将原料通过挤出机、玻璃纤维纱通过导向共挤包覆混合；c、经模具形成条带毛坯；d、对条带毛坯进行拉伸；e、计米成盘；f、横向条带与纵向条带固定步进牵引形成土工格栅网；g、计米收卷。本发明和现有技术相比，具有强度高、韧性大、耐腐蚀性强等优点。

Description

玻塑复合土工格栅生产方法
技术领域
本发明涉及一种土工格栅——尤其是一种内包覆有玻璃纤维的土工格栅生产方法。 
背景技术
目前国内用于岩土工程建设的土体加筋或加固材料（通称土工材料）品种繁多，其使用性能特点，适应环境各有差异。如：单向拉伸塑料土工格栅，双向拉伸塑料土工格栅，三向拉伸塑料土工格栅，钢塑复合土工格栅等。
塑料拉伸类格栅易受塑料原材料的物理化学性质所影响其强度降低，断裂伸长率高≥10%；抗蠕变性能差，热稳定性能差，易造成工程裂缝及断裂，导致工程失败，造成损失。
钢塑复合土工格栅所用的加筋材料是碳素弹簧钢丝（GB4357—89），虽然强度大，但易受到酸、碱、盐等恶劣环境的腐蚀，特别对于深海作业、堤岸加固，因长期受海水冲蚀而造成强度低，耐腐蚀性能差，缩短了使用寿命，因此不能完全满足永久性工程建设的要求。
综上，目前国内市场现有的土工材料存在以下缺陷：
1.抗拉强度低≤50 KN/m （双向拉伸塑料土工格栅，三向拉伸塑料土工格栅）；
2.断裂伸长率高≤10%；
3.耐酸、碱、盐化学侵蚀性差；
集料嵌锁能力差（因网格结点处小），致使摩擦力减小，故而在工程使用范围受到限制。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种玻塑复合土工格栅生产方法，通过此方法形成的土工格栅具有抗拉强度高、耐腐蚀性强的优点。
为达到上述目的，本方法所采用的技术方案如下：
一种玻塑复合土工格栅生产方法，包括以下步骤：
a、将原料：高密度聚乙烯、添加剂进行混合，比例为碳黑≥2%，消泡剂3%；
b、将原料通过挤出机，挤出机温度180-230℃；玻璃纤维纱通过导向共挤包覆混合，共挤包覆混合机头温度210-230℃；
c、经模具形成条带毛坯，模具温度200-220℃；
d、对条带毛坯在70-80℃下进行拉伸；拉伸倍数5～9倍；
e、计米成盘；
f、横向条带与纵向条带固定步进牵引形成土工格栅网；
g、计米收卷。
上述的生产方法，所述的土工格栅的横向条带和纵向条带搭接或者交错编织而成。
上述的生产方法，所述步骤e与步骤f之间设有滚花工序，滚花温度60-70℃。
上述的生产方法，所述节点的处理方式有以下方式：焊接、胶粘、注塑包覆，焊接温度≥240℃，注塑温度220-240℃。
上述的生产方法，所述的焊接包括超声波焊接和热熔焊接，热熔焊接温度≥200℃。
上述的生产方法，所述的超声波焊接包括凸起点焊接和平焊接。
上述的生产方法，所述的玻璃纤维纱为玻纤束。
上述的生产方法，所述的玻璃纤维纱为网状结构。
本发明的有益效果表现在：
在条带中增加了玻璃纤维材料来代替其他加筋材料，例如钢丝等，使得此产品的双向拉伸断裂强度可达120KN/m  以上；断裂伸长率≤3%，能够抵抗各类物理磨损和化学侵蚀，还能抵御生物侵蚀和气候变化，保证其性能不受影响。
增加滚花，一方面增加了条带的机械强度和产品的摩擦系数，另一方面，滚花工序使得玻璃纤维和塑料层接触更加牢固。
网格结点采用了包覆凸起工艺，使结点增大增强，抗剥离撕裂强度有了较大提高，对土体有较强的嵌锁，咬合能力，摩擦力提高了2倍以上。
用注塑工艺把整个结点用塑料包覆起来，使结点周围牢固无缝隙，增大了结点的抗撕裂强度，结点的高度（厚度）增大,充分发挥格栅对土体的嵌锁作用，提高了摩擦系数，对工程的稳定性有了可靠保障。
综上，本发明具有以下有益效果：
高抗拉强度，低延伸率——玻塑复合土工格栅是以是以玻璃纤维为主原料，具有很高的抗变形能力，极限抗拉强度达到300MPa，断裂延伸率≤3%；
无长期蠕变——因条带外表层采用高密度聚乙烯材料，具备在长期荷载的情况下抵抗变形的能力，即抗蠕变性能是极为重要的，两种材料合二为一，其性能优势相互补充，保证产品能够长期保持性能。
热稳定性——玻璃纤维的熔化温度在1000℃以上，这确保了玻塑复合土工格栅在不同的热环境中承受热的稳定性。
物理化学稳定性——经过特殊工艺配方处理，玻塑复合土工格栅能够抵抗各类物理磨损和化学侵蚀，还能抵御生物侵蚀和恶劣气候变化，保证其性能不受影响。
集料嵌锁性——由于玻塑复合土工格栅是网状结构，纵、横向交叉结点高、厚，这样就形成了机械嵌锁。这种限制阻碍了集料的运动，使沥青混合料在受荷载的情况下能够达到更好的压实状态，更高的承重能力，更好的荷载传递性能及较小的变形。
施工性——玻塑复合土工格栅是一种质量轻,具备一定柔性的塑料平面网料，易于现场裁剪和连续，也可重叠搭接，施工方便，不需要特殊的施工机械和专业技术人员。
四：附图说明
图1为玻塑复合土工格栅结构示意图；
图2为图1剖面结构示意图；
图3为搭接土工格栅结构示意图；
图4为编织土工格栅结构示意图；
图5为凸点结构土工格栅示意图；
图6为图5的B-B结构示意图；
图7为包覆结构土工格栅示意图；
图8为图7的C-C结构示意图；
图9为生产工艺流程图。
五：具体实施方式：
下面以结合结构示意图和对发明进行详细描述：
一种生产如图1、2玻塑复合土工格栅的方法，其生产流程图如图9所示：下面以具体实施例加以说明：
具体实施方式一：
包括以下步骤：
a、将原料：高密度聚乙烯、添加剂进行混合，比例为碳黑2%，消泡剂3%；
b、将原料通过挤出机，挤出机温度180℃；玻璃纤维纱通过导向共挤包覆混合，共挤包覆混合机头温度210℃；
c、经模具形成条带毛坯，模具温度200℃；
d、对条带毛坯在70℃下进行拉伸；拉伸倍数5倍；
e、滚花工序，滚花温度60℃
f、计米成盘；
g、横向条带与纵向条带固定经步进牵引形成土工格栅网；
h、计米收卷。
具体实施方式二：
一种玻塑复合土工格栅生产方法，包括以下步骤：
a、将原料：高密度聚乙烯、添加剂进行混合，比例为碳黑4%，消泡剂3%；
b、将原料通过挤出机，挤出机温度230℃；玻璃纤维纱通过导向共挤包覆混合，共挤包覆混合机头温度230℃；
c、经模具形成条带毛坯，模具温度220℃；
d、对条带毛坯在80℃下进行拉伸；拉伸倍数9倍；
e、滚花工序，滚花温度70℃
f、计米成盘；
g、横向条带与纵向条带固定步进牵引形成土工格栅网；
h、计米收卷。
  
具体实施方式三：
一种玻塑复合土工格栅生产方法，包括以下步骤：
a、将原料：高密度聚乙烯、添加剂进行混合，比例为碳黑8%，消泡剂3%；
b、将原料通过挤出机，挤出机温度200℃；玻璃纤维纱通过导向共挤包覆混合，共挤包覆混合机头温度215℃；
c、经模具形成条带毛坯，模具温度215℃；
d、对条带毛坯在75℃下进行拉伸；拉伸倍数8倍；
e、滚花工序，滚花温度65℃
f、计米成盘；
g、横向条带与纵向条带固定步进牵引形成土工格栅网；
h、计米收卷。
具体实施方式四：
一种玻塑复合土工格栅生产方法，包括以下步骤：
a、将原料：高密度聚乙烯、添加剂进行混合，比例为碳黑3%，消泡剂3%；
b、将原料通过挤出机，挤出机温度185℃；玻璃纤维纱通过导向共挤包覆混合，共挤包覆混合机头温度220℃；
c、经模具形成条带毛坯，模具温度220℃；
d、对条带毛坯在78℃下进行拉伸；拉伸倍数7倍；
e、滚花工序，滚花温度70℃
f、计米成盘；
g、横向条带与纵向条带固定步进牵引形成土工格栅网；
h、计米收卷。
上述的横向条带与纵向条带固定可采用以下方法：
方式一：搭接
如图3所示，横向条带与纵向条带位于两个平面内，即横向条带位于一个平面内，纵向条带位于另一个平面内，两平面相接，搭接所形成的矩形单元可以根据需要选择。
方式二：编织
如图4所示，横向条带和纵向条带相互交错穿插编织，形成一个整体，编织所形成的矩形单元可以根据需要选择。
根据纵向条带和横向条带的交汇点的固定方式不同实现以下几种方式：
如图5、6所示，交汇点为凸点结构，条带相互交错编织。
如图7、8所示，交汇点为包袱结构，条带相互交错编织。
根据固定形式不同，所述节点固定的处理方式有以下几种：
方式一：焊接；
其中焊接包括超声波焊接和热熔焊接，超声波焊接≥240℃，热熔焊接≥200℃，比如两者可采用240、260、280、300、400摄氏度。
其中超声波焊接包括凸起点焊接和平焊接。
方式二：胶粘
方式三：注塑包覆，即在横向条棒和纵向条棒的交点采用塑料浇注包覆，浇注温度220-240℃。

Claims (8)

1. 一种玻塑复合土工格栅生产方法，其特征在于包括以下步骤：
a、将原料：高密度聚乙烯、添加剂进行混合，比例为碳黑≥2%，消泡剂3%；
b、将原料通过挤出机，挤出机温度180-230℃；玻璃纤维纱通过导向共挤包覆混合，共挤包覆混合机头温度210-230℃；
c、经模具形成条带毛坯，模具温度200-220℃；
d、对条带毛坯在70-80℃下进行拉伸；拉伸倍数5～9倍； 
e、计米成盘；
f、 横向条带与纵向条带固定步进牵引形成土工格栅网；
g、计米收卷。
2. 根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述的土工格栅的横向条带和纵向条带搭接或者交错编织而成。
3. 根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述步骤e与步骤f之间设有滚花工序，滚花温度60-70℃。
4. 根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述节点的处理方式有以下方式：焊接、胶粘、注塑包覆，焊接温度≥240℃，注塑温度220-240℃。
5. 根据权利要求4所述的生产方法，其特征在于，所述的焊接包括超声波焊接和热熔焊接，热熔焊接温度≥200℃。
6. 根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于，所述的超声波焊接包括凸起点焊接和平焊接。
7. 根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述的玻璃纤维纱为玻纤束。
8. 根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述的玻璃纤维纱为网状结构。
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