CN105040669B - 一种缝合加筋复合土工膜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种缝合加筋复合土工膜，包括至少两层土工布和衬垫在土工布之间的防渗膜，其中一层土工布外侧连接加筋层，加筋层为由经线、纬线交织组成的网格结构，经线和纬线固定连接。本发明的有益效果为：该土工膜结构简单，通过土工布固定加筋层，增加了土工膜的强度，且不易变形，摩擦系数较大，对土工膜做到了充分保护，另外防渗膜不仅可以起到防渗效果，同时增强了土工膜整体的强度，此外，由于土工布与加筋层连接牢固，且经、纬线之间连接牢固，所以不会出现经、纬线移动而导致加筋层的网格形成漏洞，进而提高了土工膜整体的抗拉强度，抗变形能力强。
Description
技术领域
本发明涉及建筑工程施工技术领域，具体而言，涉及一种高强防水板的缝合加筋复合土工膜的加工方法。
背景技术
在诸多工程修建过程中，如铁路、水利、堤坝、渠道、排水、垃圾填埋场等需做底部防水防渗处理，目前主要采用土工膜进行防水防渗，土工复合膜起到的主要作用包括以下几方面：隔离作用：复合膜对不同物理性质的建筑材料进行隔离，使材料不混杂，保持材料的整体性；防渗作用：当水由细料土层流入粗料土层时，利用复合膜的不透水性，阻止水通过土颗粒、细沙等物料，防渗效果好；稳定作用：土工膜用来增强土体抗拉抗变形能力，增强建筑结构的稳定性。因此，由于存在上述优点，所以土工膜广泛应用于基建工程施工领域。
目前，现有的土工膜大多由通过针刺或水刺交织形成的土工布和膜复合而成，外表层较为光滑，摩擦系数较小，强度比较低，适用于场地较为平整的工程，若此种土工复合膜铺设在坡边坡度较大的防渗工程中，土工膜及铺设在土工膜上的填筑物因与周围介质界面之间摩擦力的不足极易沿边坡下滑，很容易导致防渗工程失败，此外，这种土工复合膜在受到尖锐的物体冲刺时，容易局部出现漏洞，这将严重影响复合膜的强度，同时塑料扁丝材质的线具有一定的硬度，在织造过程中，由于经线和纬线在交织处相互滑动，从而使经线和纬线之间存在相互摩擦，这种相互摩擦使得垂直相交的扁丝之间产生了剪切力，进而使得经线和纬线的强度下降，因此这种复合膜的抗拉强度低，在施工中容易刺破，从而出现漏洞，将膜结构暴漏出来，进而失去复合膜的防渗作用。本发明提出了一种具有清洁、安全、耗资少等优点的废膜回收利用配方及生产工艺方式。
发明内容
为解决现有技术中的土工复合膜存在的外表层较为光滑，摩擦系数较小，抗拉强度较低，在施工中容易刺破，从而出现漏洞，将膜结构暴漏出来，进而失去复合膜的防渗作用等问题，本发明的目的在于提供一种缝合加筋复合土工膜。
为达到上述目的，本发明实施例中提供了一种防水板缝合加筋复合土工膜，包括至少两层土工布和衬垫在土工布之间的防渗膜，其中一层土工布外侧连接加筋层，加筋层为由经线、纬线交织组成的网格结构，经线和纬线固定连接。
本发明提供的土工膜有加筋层、土工布、防渗膜及土工布复合形成缝合加筋高强度土工膜，加筋层和土工布连接后作为面层，对土工膜起到保护作用，增强了土工膜的抗压强度，保证了土工膜变形较小，防渗膜起到了防渗漏的效果，此外加筋层不仅增强了土工膜整体的强度，另外这种连接复合方式不会产生错层平滑现象，而且增强了土工膜整体的强度，此外，加筋层内的经、纬线之间连接牢固，所以不会出现经、纬线移动而导致加筋层的网格形成漏洞，进而提高了土工膜整体的抗拉强度，抗变形能力强，具有实用性。
进一步的，两层土工布外侧均连接加筋层。土工布除了起到增加土工膜整体强度之外，土工布还用于固定加筋层，加筋层与土工布之间连接更加牢固，而且土工布的存在，不会出现错层平滑现象，从而增强了土工膜的强度和韧性，实用性强。
进一步的，土工布与加筋层之间通过缝合/针刺/胶粘方式连接。土工布与加筋层之间通过缝合、针刺、胶粘方式连接更加牢固，当尖锐物体冲刺土工膜时，土工膜不容易产生漏洞，连接牢固。
进一步的，土工布与防渗膜之间通过粘结层连接。粘结层为热熔物理粘结层或淋覆加热复合层中的一种，粘结牢固，便于生产，降低了生产成本，此外通过粘结层固定，在使用过程中既能减小外物对土工膜的穿刺、碰撞等可能造成的损伤，同时由于其兼具一定的韧性，当外物在土工布上滑移时，能起到很好的缓冲效果，进而可延长土工膜的使用寿命。
进一步的，加筋层的网格面积为0-10cm2。加筋层的网格面积越小，其强度越大，提高了整个土工膜的强度。
进一步的，经线和纬线均为由至少两根线捻成的经编线束。本技术方案中，经线和纬线均为至少两根线组成的线束，则经线和纬线更不容易断开，强度更大，抗拉强度大，刚变形的能力强。
优选的，经编线束的材质为玻璃纤维、锦纶、丙纶、维纶、涤纶、玄武岩纤维、芳纶纤维、碳纤维长丝、裂膜丝中的一种。
优选的，所述抗氧剂包括以下物质中的至少二种：4，4＇－硫代双－(6－叔丁基-3-甲酚)、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸三酯、双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯、β-(4-羟基苯基-3,5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酯、3,3＇-硫代丙酸月桂醇酯、2,2'-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)；碳氟聚合物为偏氟乙烯、六氟丙烯、四氟乙烯中的至少一种或几种单体的均聚物或共聚物。
本发明的有益效果为：防水板土工膜结构简单，与现有技术中的土工膜相比，强度较高，韧性较强，土工布作为面层，不仅增强了土工膜的强度，而且土工布用于固定加筋层，防止出现错层平滑现象，另外防渗层起到过滤及阻隔的作用，不仅保证土工膜在变形较小的情况下还可以具有足够的韧性，还可以保证土工膜不透水，此外，加筋层提高了土工膜整体的强度，经、纬线固定连接，不会出现经、纬线移动而导致加筋层的网格形成漏洞，进而提高了土工膜整体的抗拉强度，抗变形能力强，此外，本发明特别适用在高寒地区，彻底解决了普通复合膜受到低温时柔性变差，受外力时易折断，从而失去土工膜应有的防渗作用，同时普通复合膜受温度影响多次冻融循环后防渗效果下降等问题，具有较强的实用性由于回收废PVC膜作生产原料，生产成本降低，环保且符合国家目前提倡的循环经济发展思想，再生产品也合格，附加值高，经济效益和社会效益十分显著。
附图说明
图1为本发明实施例1所述的一种高强防水板缝合加筋复合土工膜的结构示意图；
图2为本发明实施例1所述的一种高强防水板缝合加筋复合土工膜的主视图；
图3为本发明实施例2所述的一种高强防水板缝合加筋复合土工膜的结构示意图；
图4为本发明实施例2所述的一种高强防水板缝合加筋复合土工膜的主视图。
图中，
1、土工布；2、防渗膜；3、加筋层；4、经线；5、纬线；6、粘结层。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
实施例1，如图1-2所示，本发明实施例所述的一种高强防水板缝合加筋复合土工膜，包括至少两层土工布1和衬垫在土工布之间的防渗膜2，其中一层土工布外侧连接加筋层3，加筋层为由经线4、纬线5交织组成的网格结构，经线和纬线固定连接。进一步的，土工布与加筋层之间通过缝合/针刺/胶粘方式连接。进一步的，土工布与防渗膜之间通过粘结层6连接。粘结层可以为热熔物理粘结层/淋覆加热复合层中的一种。进一步的，加筋层的网格面积为0-10cm2。进一步的，经线和纬线均为由至少两根线捻成的经编线束。优选的，经编线束的材质为玻璃纤维、锦纶、丙纶、维纶、涤纶、玄武岩纤维、芳纶纤维、碳纤维长丝、裂膜丝中的一种。
本技术方案中，本发明提供的缝合加筋复合土工膜的加工方法包括以下步骤：
(1)加工至少两层土工布和防渗膜；
(2)加工经编格网的加筋层：首先将至少两根线捻成线束作为经线和纬线，然后将做成的经线和纬线进行编织，编织后的经线和纬线形成网孔长度0～3.16cm的网格，最后将经线和纬线通过缝纫机进行缝合/编织/针刺三种方式固定，防止经线和纬线之间相互移动；
(3)按照上述技术方案中提供的结构，将加筋层与土工布通过缝合/针刺/胶粘三种方式结合固定，即做成了缝合加筋高强度土工布；
(4)土工布与防渗膜通过热熔贴合或淋覆加热复合在一起即形成缝合加筋复合土工膜。在所述步骤(1)中加工防渗膜包含如下步骤：
①对废旧PVC膜进行清洗，消毒，晾干，粉碎；
②将废旧PVC、HDPE膜、PP-g-MAH相容剂、石墨纤维、碳酸钙粉末、润滑剂、PVC树脂、锡稳定剂、DOP增塑剂、碳酸钡粉末、MBS增韧剂、聚乙烯蜡、聚丙烯、碳氟聚合物、抗氧化剂混合作为配方，混合均匀并高速搅拌，其份质量比为100：5：15：10：2：25：1：15：3：8：1：15：10：10；
③挤出机吹膜；
④并利用高温流延成膜已形成所述防渗膜，所述流延温度保持在425-435℃。可见，本发明的还提供一种生产防渗膜的配方，该配方为：废旧PVC、HDPE膜、PP-g-MAH相容剂、石墨纤维、碳酸钙粉末、润滑剂、PVC树脂、锡稳定剂、DOP增塑剂、碳酸钡粉末、MBS增韧剂、聚乙烯蜡、聚丙烯、碳氟聚合物、抗氧化剂。上述配方经多次调试严格配比，利用回收原料生产出物理化学特性都适当的膜体，以稳定的适应性缝合加筋复合土工膜的加工，同时减轻了高分子链的过度拉伸和取向，达到了改善加工性能的目的。
经过上述配方生产出的防渗膜经检测具有下述参数：
缝合加筋复合土工膜的土工布型号参数可根据需要采用普通土工布常用的原料，加筋层可以根据需要采用普遍网布、高强网布或各种柔韧性格网等，经纬线线束的材质为玻璃纤维、锦纶、丙纶、维纶、涤纶、玄武岩纤维、芳纶纤维、碳纤维长丝、裂膜丝中的一种。
实验一：利用本发明提供的缝合加筋复合土工膜和利用现有的复合膜做对比试验，分别将土工膜应用到道路铺设中，两种土工膜均以克重800g/m2为例，经试验检测后，得出如下表所述的数据：
由上述表格可知，本发明提供的缝合高强土工膜抗拉强度高，本发明提供的土工膜与现有技术的土工膜相比更不容易被尖锐的石头刺穿或顶破，抗变形能力强，4％时拉力提升明显，可以充分保护膜不会受到破坏，防止土工膜被撕裂或刺破，从而达到防渗的作用。
实施例2，如图3-4所示，一种缝合加筋复合土工膜，包括至少两层土工布和衬垫在土工布之间的防渗膜，其中一层土工布外侧连接加筋层，加筋层为由经线、纬线交织组成的网格结构，经线和纬线固定连接。
本技术方案中，进一步所述两层土工布外侧均连接加筋层。两层加筋层增强了土工膜的整体强度，抗韧性增强，复合层中更不容易产生错层平滑现象，延长了土工膜的使用寿命，提高了实用性。本技术方案中，进一步所述土工布与加筋层之间通过缝合/针刺/胶粘方式连接。本技术方案中，进一步所述土工布与防渗膜之间通过粘结层连接。粘结层可以为热熔物理粘结层/淋覆加热复合层中的一种。
本技术方案中，进一步所述加筋层的网格面积为0-10cm2。本技术方案中，进一步所述经线和纬线均为由至少两根线捻成的经编线束。
本技术方案中，优选的所述经编线束的材质为玻璃纤维、锦纶、丙纶、维纶、涤纶、玄武岩纤维、芳纶纤维、碳纤维长丝、裂膜丝中的一种。本技术方案中，优选的所述防渗膜的材质为聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、EVA塑胶原料中的一种。
本发明提供的缝合高强土工膜的加工方法包括一下步骤：
(1)加工至少两层土工布；
(2)加工经编格网的加筋层，首先将至少两根线捻成线束作为经线和纬线，然后将做成的经线和纬线进行编织，编织后的经线和纬线形成网孔长度0～3.16cm的网格，最后将经线和纬线通过缝纫机进行缝合/编织/针刺三种方式固定，防止经线和纬线之间相互移动。
(3)按照本发明提供的结构，将加筋层与土工布通过缝合/针刺/胶粘三种方式结合固定，即做成了缝合加筋高强度土工布。
(4)缝合加筋高强度土工布与防渗膜通过热熔贴合或淋覆加热复合在一起。缝合高强土工膜的土工布型号参数可根据需要采用普通土工布常用的原料，加筋层可以根据需要采用普遍网布、高强网布或各种柔韧性格网等，经纬线的线束材质为玻璃纤维、锦纶、丙纶、维纶、涤纶、玄武岩纤维、芳纶纤维、碳纤维长丝、裂膜丝中的一种。
实验二：利用发明提供的缝合加筋复合土工膜和利用现有的复合膜做对比试验，分别将土工膜应用到道路铺设中，两种土工膜均以克重800g/m2为例，经试验检测后，得出如下表所述的数据：
由上述表格可知，本发明提供的缝合高强土工膜抗拉强度高，本发明提供的土工膜与现有技术的土工膜相比更不容易被尖锐的石头刺穿或顶破，抗变形能力强，4％时拉力提升明显，可以充分保护膜不会受到破坏，防止土工膜被撕裂或刺破，从而达到防渗的作用。
综上所述，本发明提供的缝合加筋复合土工膜采用土工布与加筋层之间通过缝合/针刺/胶粘三种方式结合将其固定，结合更加牢固，另外土工布和加筋层及防渗膜之间也可以通过高温热压复合形成一个整体，增强了土工膜的整体强度，提高了土工膜的韧性。此外，加筋层为由经线、纬线编织组成的网格结构，网格结构的设计增大了土工布之间以及土工布与加筋层之间的接触面积，便于加筋层与土工布之间结合更加牢固，经线、纬线编织后通过缝合/针刺/胶粘三种方式结合将经线、纬线的位置固定，连接牢固，防止土工膜受到尖锐物体冲刺时，经线、纬线存在相互移动而形成漏洞的现象发生，抗冲击能力强，强度大，抗拉伸能力大，增强了土工膜的强度，提高了实用性。
本发明适用于堤坝基底进行地基处理，同时可以满足防渗的要求，发挥加筋层的高强度和土工膜的防渗性作用相配合，强度更大，实用性更强，便于推广使用。
本发明的范围并不是根据上述详细的说明，而是根据下述权利要求书体现出来。权利要求书的意义及范围，由它均等概念引出的所有变化或者变形都应包括在本发明的范围内。总之，以上就是本发明的各个技术要点，尽管以上结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但本发明不限于上述具体实施方式，上述具体实施方式仅仅是示意性的而不是限定性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以得出多种相似的启示和变通，并作出相应的简单变化与修改，类似于这样的变换均落入本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种缝合加筋复合土工膜，该复合土工膜包括至少两层土工布(1)和衬垫在土工布之间的防渗膜(2)，其中一层土工布外侧连接加筋层(3)，加筋层为由经线(4)、纬线(5)交织组成的网格结构，经线和纬线固定连接；其特征在于，所述缝合加筋复合土工膜由以下步骤加工制得：
(1)加工防渗膜和所述土工布；
(2)加工经编格网的加筋层：首先将至少两根线捻成线束作为经线和纬线，然后将做成的经线和纬线进行编织，编织后的经线和纬线形成网孔长度0-3.16cm的网格，最后将经线和纬线通过缝纫机进行缝合/编织/针刺三种方式固定，防止经线和纬线之间相互移动；
(3)按照上述技术方案中提供的结构，将加筋层与土工布通过缝合/针刺/胶粘三种方式结合固定，即做成了缝合加筋高强度土工布；
(4)所述缝合加筋高强度土工布与防渗膜之间通过粘结层(6)，经过热熔贴合的方式复合在一起；
在所述步骤(1)中加工防渗膜包含如下步骤：
①对废旧PVC膜进行清洗，消毒，晾干，粉碎；
②将废旧PVC、HDPE膜、PP-g-MAH相容剂、石墨纤维、碳酸钙粉末、润滑剂、PVC树脂、锡稳定剂、DOP增塑剂、碳酸钡粉末、MBS增韧剂、聚乙烯蜡、聚丙烯、碳氟聚合物、抗氧化剂，混合均匀并高速搅拌，其份质量比为100：5：15：10：2：25：1：15：3：8：1：15：10：10；
③挤出机吹膜；
④并利用高温流延成膜用以形成所述防渗膜，所述流延温度保持在425-435℃。
2.根据权利要求1所述的缝合加筋复合土工膜，其特征在于，两层土工布外侧均连接加筋层。
3.根据权利要求1所述的缝合加筋复合土工膜，其特征在于，土工布与加筋层之间通过缝合/针刺/胶粘方式连接。
4.根据权利要求1所述的缝合加筋复合土工膜，其特征在于，土工布与防渗膜之间通过粘结层(6)连接。
5.根据权利要求1所述的缝合加筋复合土工膜，其特征在于，加筋层的网格面积为0-10cm2。
6.根据权利要求1所述的缝合加筋复合土工膜，其特征在于，经线和纬线均为由至少两根线捻成的经编线束。
7.根据权利要求6所述的缝合加筋复合土工膜，其特征在于，经编线束的材质为玻璃纤维、锦纶、丙纶、维纶、涤纶、玄武岩纤维、芳纶纤维、碳纤维长丝、裂膜丝中的一种。
8.根据权利要求1所述的缝合加筋复合土工膜，其特征在于，其中所述抗氧剂包括以下物质中的至少二种：4，4＇－硫代双－(6－叔丁基-3-甲酚)、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸三酯、双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯、β-(4-羟基苯基-3,5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酯、3,3＇-硫代丙酸月桂醇酯、2,2'-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)。
9.根据权利要求1所述的缝合加筋复合土工膜，其特征在于，其中碳氟聚合物为偏氟乙烯、六氟丙烯、四氟乙烯中的至少一种或几种单体的均聚物或共聚物。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |