塑料土工网

依据《GB/T 19470—2004土工合成材料 塑料土工网》中的定义与分类，土工网是以高密度聚乙烯（HDPE）或其他高分子聚合物为主要原材料，加入一定的抗紫外线助剂等辅料，经挤出成型的平面网状结构制品。

分类

塑料土工网按用途分为工程网和排水网两大系列。

工程网系列有：CE121、CE131、CE151；

排水网系列有：DN1、HF10。

性能

规格指标

土工网的一般规格主要有以下所介绍的三项指标：

①单位面积质量，以g/m2表示；

②网厚，以mm表示；

③网孔尺寸，以mm表示。

力学指标

拉伸屈服强度，以kN/m表示。

规格指标

命名

①CE xxx ，土木工程 型号代号

②D x ，土排水 型号代号

③HF  x，高流量 型号代号

示例：CE121表示为：土木工程121型塑料土工网。

原料

土工网通常使用的聚合物是高密度聚乙烯树脂、低密度聚乙烯树脂和聚丙烯树脂，其中尤以高密度聚乙烯树脂应用量最多。这里仅以如何选择高密度聚乙烯型号为例，供参考。

高密度聚乙烯（简称HDPE），具有强度高、耐候性好、耐化学性好、加工性良好等优点。

土工网作为工程材料，其性能指标应满足工程要求。因此选用的原料型号其特性是：密度为（0.95～0.96）g/cm3，熔体流动速率在0.3～0.8g/10min范围内。拉伸屈服强度≥23MPa，断裂伸长率≥200%，维卡软化点≥120℃，脆化温度≤-70℃。

高密度聚乙烯型号确定后，根据不同产品种类和使用要求，选择合适的添加剂，目的是改进树脂的加工性能和改善材料的工程特性。塑料成型加工中使用的添加剂有十几类，每大类又有若干个品种。

通常用于土工网材料改性的添加剂大致有以下几类：

①稳定剂。稳定剂可以抑制和防止聚合物在加工和使用过程中受热、光及氧等的作用而分解变质，以使加工顺利并保证产品具有一定的使用寿命。

②色母料。色母料是以着色剂、载体树脂、分散剂、偶联剂、表面活性剂、增塑剂制得的高浓度有色粒料。

③发泡剂。用于开发制造排水系列的土工网产品，比如DN排水网；HF快速排水网等。

④填充剂。填充剂除了可以适当降低产品成本外，更主要的是可以改进产品的某些性能。为此有目的地选用某些填充剂，以使产品的性能得到改善。但填充剂的细度控制很重要，以免损坏旋转口模。

聚合物与添加剂配合比的设计，依据土工网种类及其使用要求。添加剂的选择要科学合理，添加量要统筹兼顾。

制造

制造方法

土工网是以聚合物为主要原料，采用挤出工艺，经特制的旋转机头一步制成的非编织型整体化网状结构。

土工网使用的聚合物主要有：高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯等，其中以高密度聚乙烯的用量最多。为满足土工网的工程特性，还须选用添加剂对聚合物进行改性。

在土工网制造时，将原料按比例配好加入挤出机，使之受热熔融后，经螺杆的挤压作用，到达设有若干个凹槽的内外口模的旋转机头。熔融物料在口模槽中不断挤出，形成两股熔融料丝。每当以互逆双旋转的内外口模槽对准时，挤出的两股料丝汇合成一股料丝，形成一系列完整的黏结点，俗称“网结”。继续旋转内外口模时，槽从对准的位置上错开，网结的料丝分成相连接的两股料丝，形成“网格”。

随着口模进一步的旋转，槽再次对准，两股分开的料丝又汇合成一股料丝，又形成了另一系列完整的网结。如此连续旋转挤出即可获得“网结”，“网格”分明、网目清晰整体化的土工网。再经过冷却定型，使尚处于熔融状态的网迅速骤冷到固相状态，以控制网结构的最终性能与形状。

制造工艺

聚合物树脂、添加剂→按比例配方→熔融挤出→网成型→冷却定型→切割(纵向)→牵引→展平→切割(横向)→卷绕(定长)→ 检验→成品

制造设备

土工网制造设备通常由主机（塑料挤出机）、辅机及其控制系统组成，通常这些组成部分统称为土工网挤出机组。

（1）主机

单螺杆挤出机，按结构由下列三部分组成：

①挤压系统。主要由螺杆和机筒组成，机筒采用双金属无排气孔结构。它是挤出机的关键部分，完成对聚合物的固体输送、熔融和定压定量输送作用。

②传动系统。直流电机、可控硅控制、并设有转速表反馈和热过载保护系统，控制加速度的固态变速系统以及过流保护装置。其作用是驱动螺杆在工作过程中所需要的扭矩和转速。

③加热冷却系统。设计五段加热温度控制，使用轴流风机冷却，它用以保证聚台物和挤压系统在成型加工中的温度控制要求。

（2）辅机

辅机是由自动上料装置、旋转机头、冷却定型水箱、牵引装置、切割装置、蓄网装置以及卷取装置等部分组成。

（3）控制系统

土工网挤出机组控制系统主要由电器、仪表和执行机构组成，系统的主要作用有：①控制主、辅机的电动机运转，使其满足工艺所要求的转速和功率，并保证主、辅机能协调地运行。②控制主、辅机的温度、压力、流量和网的质量。③实现整个机组的自动控制。

发展史

土工网的开发及应用在国外已有五六十年的历史。早在20世纪60年代，英国就研制成功了利用旋转模具的内外核相向旋转，直接挤出成型网状结构的产品，并将该产品的应用领域从一般的包装、工业、农业等方面逐步推广到土木工程领域。通过研究开发和工程应用实例的总结，形成了一系列的设计、施工规范，同时产品品种也逐步实现了系列化，以适应各种不同的工程要求。土工网的应用从道路建设、江河治理、海岸防护、铁路一直到围海造田、绿化、防风沙、垃圾堆场等几乎大部分土木工程领域。

同样是作为土工合成材料，土工网相对于土工布在我国的土木工程领域中的研究开发及推广应用而言，起步较晚，一般认为是从20世纪90年代初期开始的。但是土工网的发展很快，在不到十年的时间中，土工网的应用基本上已覆盖到了土木工程界的大部分领域。从时间上划分，从90年代初到1994年，主要是一个认识、试验的阶段。在这一阶段中，无论是建设单位、设计单位还是生产单位，都对该产品的前景表示了浓厚的兴趣。从1994年到1997年这一阶段，土工网经历了工程应用试验和研究推广的过程，对土工网而言，这是一个非常关键的阶段。在这一阶段中，一些国家或地方的重大工程建设中，相继应用了土工网进行应用试验并取得较为满意的效果，使土工网在我国的推广应用确定了一个基调。在这一阶段中，关于土工网的各种论文相继发表，从工程应用实例的结果分析、施工的规范研究到土工网的作用机理进行了探讨和研究。1997年以后，随着国家加大对基本建设的投入以及水利防治的重视，土工网在工程建设中更是被大量地使用。

土工网在国内的生产是从1992年才开始的。当时的上海塑料制品十七厂从英国Netlon公司引进了国内第一条宽幅（幅宽可达2.5m）土工网生产流水线，随后湖北宜昌、山东泰安等地又相继从该公司引进了多条同类型的生产线，逐步形成了分布较合理的一个生产布局。