土工排水网

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简介

《CJ/T 452—2014垃圾填埋场用土工排水网》定义为“土工排水网是指以聚合物为主要原料生产的,具有并排连续排水通道的土工排水材料”。“土工复合排水网是采用热黏工艺在土工排水网的一面或两面复合具有反滤作用的土工布而形成的土工排水材料”。

土工排水网

分类

排水网的分类,根据网芯结构可分为两肋结构和三肋结构。

两肋结构,由两层各自平行的肋条按一定角度联结,形成具有排水通道的双层结构。

三肋结构,由三层各自平行的肋条按一定角度联结,形成具有排水通道的立体网状结构。

按照网芯两面是否复合土工织物可分为土工排水网和土工复合排水网。

①两肋土工排水网,代号BG1;两肋土工复合排水网,代号BG2。

②三肋土工排水网,代号TG1;三肋土工复合排水网,代号TG2。

型号

型号表示如下:

土工排水网

示例:复合单层土工布的三肋土工复合排水网,产品厚度为6.0mm,纵向导水率为:4.0×10-4m2/s,表示为:TG2—6.0—4.0×10-4—1

参数

①产品宽度不应小于2000mm,宽度及偏差应符合规定。

项目 指标
宽度/mm 2000 3000 4000 5000
偏差/% ≥-0.5

②产品厚度及偏差应符合规定。非整数厚度产品可参考执行。

项目 指标
厚度/mm 5.0 6.0 7.0 8.0
偏差/% ≥0

③产品技术指标

项目 指标
土工排水网 土工复合排水网
密度/(g/cm³) ≥0.939
炭黑含量/% 2~3
纵向拉伸强度/(kN/m) ≥8.0 ≥16.0
纵向导水率(法向荷载500kPa, 水力梯度0.1) /(m² ≥3.0×10-3 ≥3.0×10-4
剥离强度/(kN/m) ≥0.17
土工布单位面积质量/(g/m²) ≥200

注:土工布技术指标应符合GB/T 17639的规定。

设计

排水网产品的设计包括网芯原料及助剂的选择和配比、网芯厚度控制、土工织物规格尺寸确定、土工织物与网芯的复合工艺四个方面。

①原料及助剂的选择和配比。采用高密度聚乙烯原生树脂,添加抗氧抗紫双抗炭黑母粒,工艺配比:95%HDP E加5%炭黑母粒。

②网芯厚度控制。《CJ/T 452—2014垃圾填埋场用土工排水网》规定的产品厚度规格有5.0mm、6.0mm、7.0mm、8.0mm,生产过程网芯厚度控制,特别是土工复合排水网的网芯厚度在标称厚度规格两面各加0.1~0.2mm,这样才能保证网芯表面加热与土工织物复合经压辊压实后的厚度满足设计指标要求。

③土工织物规格尺寸确定。《CJ/T 452—2014垃圾填埋场用土工排水网》规定土工复合排水网采用单位面积质量200g/m2的长丝纺黏针刺土工布,排水网产品宽度有2000mm、3000mm、4000mm、5000mm。为保证复合后土工织物完全覆盖排水网芯,考虑生产过程牵伸会造成土工织物幅宽收缩和加热复合工艺热收缩,土工织物宽度要超出排水网芯宽度15~20cm。

④土工织物与网芯的复合。大多采用加热复合工艺,加热采用辐射加热方式优于接触方式,通过热量使排水网网芯肋条的外层浅表面达到熔融状态,通过压辊使土工织物的纤维压入到熔融状态的聚合物内,使土工织物均匀的包覆在排水网芯外部,发挥隔离反滤防淤堵功能。

制造

制造方法

以高密度聚乙烯为主要原料,采用挤出工艺,通过特制的旋转机头挤出肋条,三根肋条按一定间距和角度排列形成有排水导槽的三维空间结构,网芯上下表面热合土工织物制成三维复合排水网。中间肋条具有较大的刚性,形成矩形排水通道。组成排水网的三层肋条具有较高的纵横向抗拉强度和抗压强度,三层肋条间形成的排水导槽在较高荷载下不易变形,能够防止土工织物嵌入土工网芯,确保排水畅通。

制造设备

排水网的制造设备主要由挤出机、旋转机头、定径套、冷却定型水箱、牵引装置、切割装置、土工织物退卷装置、热合装置、冷压复合辊、成卷装置组成。

工艺流程

聚合物树脂、功能助剂→螺杆挤出机熔融挤出→网芯成型→冷却定型→纵向剖开→牵引→展平→横向切割→成卷→检验→包装入库。

原料及助剂

①高密度聚乙烯(HDPE),选用的HDPE原料特性指标:密度为0.95~0.96g/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℃。

②双抗炭黑母粒。炭黑含量40%以上,添加量5%,排水网炭黑含量2.0%~2.3%,能有效地抵御长期的紫外线照射,产品使用15年,其强度降低率不超过20%。

发展史

塑料土工网在国内的生产是从1993年开始的,工程网系列有CE121、CE131、CE151;排水网系列有DN1、HF10。

第二代的产品是复合土工网,如土工网—土工布,土工网—土工膜

排水网是在土工网和复合土工网的基础上,随着制造设备和现代材料技术的发展,适应工程建设的需要(替代以碎石外包土工布作为渗排水材料)而研发创新的产品,经过近20年的发展和工程应用实践,排水网得到了广大工程设计人员的认可。