专利名称：一种五边形塑料土工格栅及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种土木工程建筑材料。
背景技术：
在土木工程建设中，经常用塑料拉伸网状结构材料作为加筋加固作用结构材料使用，尤其作为矿用支护结构材料使用，粗筋承受锚杆的紧箍力，细筋防止块石等的滑落造成的伤害。这类材料也可用于建筑工程中的防护与隔离作用、工程或庭院、林场等的防护，具有很好的隔离视觉效果。由于奇数几何形状的结构材料比偶数几何形状的结构材料，在结构稳定性上要好，所以，奇数几何形状的结构材料本身的结构稳定性要好于传统的方形或矩形结构。塑料拉伸网状结构材料有多种生产方式，有的采用塑料条带焊接成井字形或者方形或者矩形结构，但是其接点强度很难满足施工要求，往往起不到加筋加固作用；有的采用聚酯纤维或者玻璃纤维经过编织成井字形或者矩形结构，然后在其表面涂覆有机防护层的结构，这种结构的接点强度也很难满足工程对强度的需要，尤其很难起到整体加强的作用； 有的采用塑料板材经过冲出整排的方形或矩形的孔，其孔的形状可以是多种形式，如圆形、 椭圆形、长圆形、方形、矩形等，经过纵向、横向逐步拉伸或者同步拉伸，从而得到井字形或者方形、矩形、三角形的网状结构材料，这种结构材料在承载能力方面比起上述焊接、编织形成的格栅具有了整体性好、节点强度高的效果，大大满足了工程对整体强度的要求。但是，在工程应用中发现，实际荷载往往不只是纵横向施压，而上述所述各类结构材料往往只能提供纵横两个方向或者三个方向的加强和支撑，对于来自于斜向的荷载的支撑就会表现出极大的弱点，它们必须通过格栅本身稳定的结构特点来传递和分散荷载。
发明内容
本发明公开了一种五边形塑料土工格栅及其制造方法，该五边形塑料土工格栅能够同时承受多个方向，包括纵向、横向以及斜向荷载的且具有很好整体刚性。本发明的五边形塑料土工格栅，其为一体成型的包括多个五边形结构的网状结构，每个五边形结构包括纵向筋、横向筋和斜向筋，纵向筋、横向筋和斜向筋交替排列，并自相交处形成节点。本发明的五边形塑料土工格栅的制造方法包括如下步骤准备塑料板材；塑料板材优选包括聚乙烯或聚丙烯；在该塑料板材形成规则排列的孔阵列；上述孔阵列由两排小孔组成一个单元，每个单元之间左右错位，使每个相邻的孔之间的距离相等；经过纵向拉伸、横向拉伸，或者纵向横向同时同步拉伸，使孔和孔之间形成的削弱区的材料被拉伸，而多个孔之间形成的相对强化区的部分材料只能部分被拉伸，从而最后形成一根粗筋和一根细筋交替排列，并自相交处形成节点的五边形塑料土工格栅。其中，塑料板材的厚度范围优选为l-20mm ;板材上孔的孔径范围优选为l_50mm ；任何相邻的两排孔之间的孔间距优选为孔径的0. 1-30倍。拉伸前将板材预热至60-180度； 塑料板材的拉伸倍率优选为6-12。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过具体实施方式
对本发明的五边形塑料土工格栅及其制造方法的技术方案进一步详细说明。如图I所示，本发明的五边形塑料土工格栅，其为一体成型的包括多个五边形结构的网状结构，每个五边形结构包括纵向筋、横向筋和斜向筋，纵向筋、横向筋和斜向筋交替排列，并自相交处形成节点。本发明公开的五边形塑料土工格栅的制造方法包括如下步骤准备塑料板材；塑料板材可以是聚乙烯或聚丙烯等材料。在该塑料板材形成规则排列的孔阵列，如图2所示。优选采用冲孔方式形成规则排列的孔阵列，也可以通过其他挤出方式在板材上成型出具有孔阵列的板材。上述孔阵列由两排小孔组成一个单元，每个单元之间左右错位，使每个相邻的孔之间的距离相等；经过纵向拉伸、横向拉伸，或者纵向横向同时同步拉伸，使孔和孔之间形成的削弱区的材料被拉伸，而多个孔之间形成的相对强化区的部分材料只能部分被拉伸，从而最后形成一根粗筋和一根细筋交替排列，并自相交处形成节点的五边形塑料土工格栅。塑料板材的厚度范围优选为l-20mm。板材上孔的孔径范围优选为l_50mm，其中任何相邻的两排孔之间的孔间距应该在孔径的0. 1-30倍。板材的拉伸倍率视材料不同而有所不同，板材为聚丙烯时其拉伸倍率一般在6-12 倍，板材为聚乙烯时其拉伸倍率一般在4-10倍。其中纵、横两个方向的拉伸倍率基本一致， 或者首先进行拉伸的方向上的拉伸倍率，例如纵向略大，在进行横向拉伸时有一定程度的松弛回弹，从而形成如图I所示的五边形塑料土工格栅。根据上述描述，冲有规则的孔阵列，或者通过其他挤出方式成型出具有本发明公开的孔阵列的板材，经过严格的等倍率纵向、横向拉伸，形成了如图I的网状结构材料。这种结构能够同时承受多个方向，包括纵向、横向以及斜向荷载的且具有很好整体刚性。实施例I :制备聚丙烯板材；原料选用高密度聚乙烯、聚丙烯等聚合物，添加炭黑、抗紫外线剂、抗氧剂等助剂，经过充分混合均匀后，用真空上料机自动上了，用挤出机在180-280 V融化聚合物，并经衣架式机头挤出板材毛坯,经过三辊压光机冷却、压光定型成板材,切去多余的边；板材厚度为IOmm ；在该塑料板材用冲床通过冲孔形成五边形孔阵列。其中，相邻五边形内部孔间距均为IOmm,孔径4mm,错位的排间距8. 66mm ；该板材经过纵向、横向逐次约6-10倍等倍率拉伸后，形成五边形塑料土工格栅。具体地，将上述板材预热到60-120°C，进行纵向拉伸，根据材料不同，拉伸倍率至6-10 倍，定型后成为单向拉伸制品；再用专用夹具加持，进入双向预热烘箱进行预热，温度在 80-180°C，然后进行横向拉伸，拉伸倍率至6-10倍，并热定型后，成为五边形塑料土工格栅,切边后收卷。
实施例2 制备聚乙烯板材；其厚度为15mm ;在该塑料板材通过冲孔形成五边形孔阵列。其中，相邻五边形内部孔间距均为 20mm,孔径8mm,错位的排间距为17. 32mm ；该板材经过纵向、横向同时8-12倍等倍率拉伸后，形成五边形塑料土工格栅。具体地，将上述板材预热到60-180°C，进行纵向、横向同时8-12倍拉伸，热定型后，成为五边形塑料土工格栅，切边后收卷。根据上述描述，本发明所描述的孔阵列的板材经过纵向横向拉伸形成的五边形结构材料，或者类似于本发明描述的上述五边形结构材料，由于纵向和横向的拉伸倍率不同而有所差异；所以，本发明所述的五边形结构材料包括但不限于本发明所公开的孔阵列以及以此方法制造出的塑料拉伸五边形结构的土工格栅材料。
权利要求
1.一种五边形结构的塑料土工格栅，其特征在于，所述格栅为一体成型的包括多个五边形结构的网状结构，每个五边形结构包括纵向筋、横向筋和斜向筋，纵向筋、横向筋和斜向筋交替排列，并自相交处形成节点。
2.如权利要求I所述的五边形塑料土工格栅，其特征在于，该格栅的材料包括聚乙烯或聚丙烯。
3.—种五边形塑料土工格栅的制造方法，其特征在于，包括如下步骤制备塑料板材；在该塑料板材上形成规则排列的孔阵列；上述孔阵列由两排小孔组成一个单元，每个单元之间左右错位，使每个相邻的孔之间的距离相等；经过纵向拉伸然后横向拉伸、或者纵向横向同时同步拉伸，使孔和孔之间形成的削弱区的材料被拉伸，而多个孔之间形成的相对强化区的部分材料只能部分被拉伸，从而最后形成包括纵向筋、横向筋和斜向筋，纵向筋、横向筋和斜向筋交替排列，并自相交处形成节点的五边形塑料土工格栅。
4.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，该塑料板材的厚度范围为l-20mm。
5.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，通过冲孔方式形成孔阵列。
6.如权利要求3或5所述的制造方法，其特征在于，形成的孔的孔径范围为l-50mm。
7.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，任何相邻的两排孔之间的孔间距为孔径的0. 1-30倍。
8.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，拉伸前将板材预热至60-180度。
9.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，塑料板材的拉伸倍率为6-12。
10.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，该塑料板材包括聚乙烯或聚丙烯。
全文摘要
本发明公开了一种五边形塑料土工格栅及其制造方法，该格栅为一体成型的包括多个五边形结构的网状结构，每个五边形结构包括纵向筋、横向筋和斜向筋，纵向筋、横向筋和斜向筋交替排列，并自相交处形成节点。能够同时承受多个方向，包括纵向、横向以及斜向荷载且具有很好的整体刚性。
文档编号B29C55/12GK102536276SQ20121002486
公开日2012年7月4日 申请日期2012年2月6日 优先权日2012年2月6日
发明者张银堂 申请人:张银堂