影響短纖土工布水平滲透系數的參數
對于短纖針刺土工布而言,影響其水平滲透系數的工藝參數主要有刺針規(guī)格、針刺密度、針刺深度及步進量。
1)刺針規(guī)格
刺針是針刺機最重要的部件。刺針規(guī)格對于短纖針刺土工布水平滲透性能的影響主要體現在選擇針刺號數及鉤齒形狀兩個方面。刺針選擇稍有不當,則會增加土工布內部纖維的斷裂,使得土工布孔隙率減少,從而能影響水平滲透系數。 排水用土工布一般來說相對較厚,國內外許多廠家在選擇刺針型號時都采用較粗的刺針。實際上,這種做法是錯誤的。因為刺針較粗,穿刺固結過程中所受阻力大,刺針較易折斷。此外,由于粗針每做一次穿刺運動,帶動的纖維量較多,對纖維的損傷也相應較大,纖維斷裂度增加,堵塞土工布的孔隙,從而直接影響其透水能力。
生產針刺土工布時,刺針在纖網中上下穿刺,通過鉤齒使纖維相互交叉糾結,因此,齒鉤的形狀直接影響纖維的損傷斷裂度。國內外常用刺針鉤齒有 F 型、G型、GB 型、L 型等,需要注意其中纖維損傷最大的是 F 型沖齒針。
2)針刺密度
針刺密度是指纖維網單位面積上受到的理論針刺數。一般來說,隨著針刺密度的增加,土工布的面密度、厚度及孔隙率先減小后增大,其水平滲透系數亦隨之先減小后增大。其各項指標的轉折點均出現在 470 刺/cm2左右。這是因為前一階段隨著針刺密度的增加,纖維均抱合糾纏在一起,土工布被壓實,孔隙尺寸減小,厚度變?。欢笠浑A段(針刺密度達到 470 刺/cm
2),土工布被壓縮到一定程度,其緊密度不再增加,纖維也因被刺針反復穿刺而發(fā)生斷裂,非織造布中形成了刺針因穿刺后而形成的孔隙,從而導致土工布孔隙增多,孔隙尺寸變大,進而增大了水平滲透系數。
3)針刺深度
針刺深度是刺針穿刺過纖維網后突出在外的長度。在一定范圍內,隨著針刺深度的增加,纖維之間的糾結更充分,最終導致土工布緊實度增加,其內部孔隙變小,土工布的水平滲透系數減小。但是刺得過深的話,內部纖維會因受力過大而逐根斷裂,出現與針刺密度增大到 470 刺/cm2后相似的情況而導致水平滲透系數的增大。