LAE指縱向受拉鋼筋的抗震錨固長度 (2)_第1頁
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文檔簡介

1、.La就是傳說中的鋼筋錨固長度,英文首寫字母,長度(Lengt),錨固(Anchor),如果再加個e(地震Earthquake)就是抗震錨固長度。 LAE指縱向受拉鋼筋的抗震錨固長度。具體取值見03G101-1第34頁整理的的鋼筋下料及算量 LAE焊接時平法制圖的鋼筋工程下料及算量:一、梁(不完整,待以后補充完整):1. 焊接按綁扎計算長度,預(yù)算時不另行計算焊接費用,機械連接費用由雙方協(xié)議確定。2. 12時,8米一個搭接,12時,12米一個搭接。3. 梁端加密區(qū)(級)長度=1.5hb 。 hb梁高4. 綁扎搭接區(qū)內(nèi)箍筋應(yīng)加密,機械連接沒有箍筋加密要求。5. 定額計算時只分10以內(nèi)和10以外兩類

2、計費。 6.根據(jù)最新的03G101圖集規(guī)定,支座負筋伸向梁中的長度第一皮和第二皮均按1/3較大跨長度值取用(原圖集中規(guī)定為支座負筋伸向梁中的長度第一皮按1/3較大跨長度值,第二皮均按1/4較大跨長度值取用).二、板: 板筋主要有:1) 受力筋(單向、雙向、單層、雙層);2) 支座負筋;3) 分布筋;4) 附加鋼筋(角部的附加放射筋,洞口附加鋼筋)5) 支撐鋼筋(雙層鋼筋時支撐上下層)1 受力筋:底筋長度L=凈長+左支座max b/2、5d+右支座max b/2、5d+兩端彎鉤(如果是級鋼筋);面筋長度L=凈長+2 la(兩端均為端支座) b支座寬,d鋼筋直徑。根數(shù)=(凈長-扣減值)/布筋間距+

3、1 2.支座負筋及分布筋: 負筋長度=設(shè)計負筋長度+左彎折+右彎折【板厚-2×保護層(預(yù)算時只減一個保護層)】 負筋根數(shù)=布筋范圍/布筋間距+1; 分布筋長度:有3種計算方法:1)和負筋搭接計算(采用150搭接長度或250最小錨固長度和300最小搭接長度,任取一種);2)按軸線長度計算;3)按負筋布置范圍長度計算。 以上三種方法都可以,但首選第一種方法。3. 附加鋼筋(角部的附加放射筋,洞口附加鋼筋)及支撐鋼筋(雙層鋼筋時支撐上下層):附加鋼筋長度=設(shè)計標示長度+左彎折+右彎折【板厚-2×保護層(預(yù)算時只減一個保護層)】(注:角部放射筋長度有時長度是從角部向兩邊逐步遞減的)

4、 支撐鋼筋是為了保證雙層筋的上層鋼筋位置的措施鋼筋(碼凳),一般情況下是每間距1米布置一根,規(guī)格為比板筋大一個規(guī)格,長度為該跨凈跨長度,支撐腿長度為板厚減保護層的兩倍腿間距為1米。三、基礎(chǔ)梁鋼筋: 一)主筋長度計算方法同框架梁,只是上部鋼筋和下部鋼筋顛倒了。 a=1.2la+hb+0.5hc hb基礎(chǔ)主梁截面高度; hc延基礎(chǔ)梁跨度方向的截面寬度; 第一排,第二排均lo/3,多于兩排鋼筋時設(shè)計要注明尺寸,l1、l2取較大值。 二)箍筋: 四肢箍(大箍套小箍):1) 大箍下料長度計算方法:(2H+2B)-8bhc+4d+4×彎折調(diào)整值+2×11.9d(下料)(2H+2B)-8

5、bhc+8d+2×11.9d(預(yù)算)2) 小箍的鋼筋長度計算方法: 其一: L(鋼筋長度)=(B-2bhc-D)/3+D×2+(H-2bhc)×2+2×11.9d+4d+4×彎折調(diào)整值(下料)L(鋼筋長度)=(B-2bhc-D)/3+D×2+(H-2bhc)×2+2×11.9d+8d(預(yù)算)其二:L(鋼筋長度)=(B-2bhc-D)/4×2+D×2+(H-2bhc)×2+2×11.9d+4d+4×彎折調(diào)整值(下料)L(鋼筋長度)=(B-2bhc-D)/ 4×

6、;2+D×2+(H-2bhc)×2+2×11.9d+8d(預(yù)算)其三:L(鋼筋長度)=(B-2bhc-D)/5+D×2+(H-2bhc)×2+2×11.9d+4d+4×彎折調(diào)整值(下料)L(鋼筋長度)=(B-2bhc-D)/ 5+D×2+(H-2bhc)×2+2×11.9d+8d(預(yù)算)說明:1. D縱筋直徑;d箍筋直徑;bhc保護層; B梁寬; H梁高。2.箍筋彎鉤(135度):抗震取11.9d,非抗震取6.9d(一級鋼筋)彎鉤長度計算公式(彎弧半徑r取1.25d): (1.25+0.5) d

7、×135×(/180)-(1.25+1)d+平直段長度(抗震取10d或75mm的較大值,非抗震取5d) 1.9d+平直段長度(即11.9d或6.9d) 3.彎折調(diào)整值(90度)的計算公式(彎弧半徑r取1.25d): (1.25+0.5)d×90×(/180)-(1.25+0.5)d×2-0.75d 4.板構(gòu)件135度彎鉤取6.9d(全部按非抗震),底板梁箍筋彎鉤取11.9d但箍筋無加密要求(底板的其余鋼筋均按非抗震要求設(shè)計)。 5.板筋先鋪短向筋,后鋪長向筋。四、集水坑:(略) 五、柱:一)概念:根據(jù)所處位置不同分:角柱、邊柱、中柱 柱中的鋼筋

8、按位置分:1、 底層鋼筋 2、 中層鋼筋 3、 頂層鋼筋:(1)向梁筋 (2)向邊筋 (3)遠梁筋 注:向梁筋:就近彎向梁的一側(cè)的筋; 向近筋:彎向遠離的對邊那一側(cè); 遠梁筋:彎向遠離的那一側(cè)梁的筋。二)計算: 1.柱截面中的鋼筋數(shù)=2×(i+j)-4 i橫排縱向受力鋼筋根數(shù) j豎排縱向受力鋼筋根數(shù) 2.基礎(chǔ)層: 基礎(chǔ)插筋=基礎(chǔ)底板厚度-保護層+伸入上層的鋼筋長度+彎折長度a 柱、墻插筋錨固豎向長度與彎鉤長度對照表:錨固豎向長度 彎鉤長度a0.5laE(0.5la) 12d且1500.6laE(0.6la) 10d且1500.7laE(0.7la) 8d且1500.8laE(0.8l

9、a) 6d且150基礎(chǔ)及首層柱筋長度(含首層和基礎(chǔ)插筋)=基礎(chǔ)底板厚度-保護層+伸入上層(首層)的鋼筋長度+彎折長度a+首層層高+伸入上層的鋼筋長度【伸入上層鋼筋長度值見(03G101-1)P42】 3.中間層: 1)柱縱筋: 縱筋長度L=層高-本層伸出地面的高度+上層伸出樓面的高度+搭接長度(如果是機械連接或焊接就不用加搭接長度,只加焊接縮損長度調(diào)整值)2)箍筋:箍筋下料長度L=(2H+2B)-8bhc+4d+4×彎折調(diào)整值+2×11.9d箍筋計算長度L=(2H+2B)-8bhc+8d+2×11.9d說明:D縱筋直徑;d箍筋直徑;bhc保護層; B柱截面寬;H柱

10、截面高。 注意:此時的彎折調(diào)整值多為負值大箍套小箍的小箍下料、計算長度同梁小箍計算。箍筋根數(shù)=(加密區(qū)范圍長度/加密間距)+(非加密區(qū)范圍長度/非加密間距)+13)柱加密區(qū)的一般規(guī)定:1首層柱箍筋加密區(qū)有三個(這里所說的首層是指基礎(chǔ)上的第一層,不一定是±0.000起算的第一層,也可以是地下室):a. 下部箍筋加密區(qū)長度取Hn/3;b. 上部箍筋加密區(qū)長度取max500,柱長邊尺寸Hc,Hn/6;c. 梁節(jié)點范圍內(nèi)加密。注:如果該柱縱向鋼筋采用綁扎搭接,那么搭接范圍內(nèi)需加密(下同)。 2首層以上柱箍筋加密區(qū):a. 上部箍筋加密區(qū)長度取max500,柱長邊尺寸Hc,Hn/6;b. 梁節(jié)點

11、范圍內(nèi)加密;c. 下部同上部加密區(qū)。注:如果該柱縱向鋼筋采用綁扎搭接,那么搭接范圍內(nèi)需加密(下同)。Hc柱長邊尺寸;Hn柱的凈高度。 4.頂層柱: 頂層柱分角柱、邊柱、中間柱(中柱)。1) 角柱:縱向鋼筋長度=層凈高-本層伸出地面的鋼筋高度+頂層鋼筋錨固長度(頂層柱外側(cè)縱筋錨固長度取值見下說明,焊接或機械連接時)縱向鋼筋長度=層凈高-本層伸出地面的鋼筋高度+頂層鋼筋錨固長度+綁扎搭接長度(頂層柱外側(cè)縱筋錨固長度取值見下說明,綁扎,通常情況下預(yù)算采用,如機械連接或焊接,根據(jù)雙方協(xié)議另行計算焊接或機械連接費用時,不計搭接長度)說明:1內(nèi)測鋼筋錨固長度:a. 直錨:梁高-保護層laE(la)時:梁高

12、-保護層;b. 彎錨:梁高-保護層laE(la)時:梁高-保護層+12d 。 2外側(cè)鋼筋錨固長度:a. 柱頂?shù)谝粚樱篴):1.5laE(與梁上部縱筋搭接);b):梁高-保護層+柱寬-保護層+8d(彎入柱內(nèi)側(cè)) 。 b.柱頂?shù)诙樱毫焊?保護層+柱寬-保護層+8d . 注意:外側(cè)鋼筋錨固長度=max1.5 laE ,梁高-保護層+柱寬-保護層 【詳圖及其它說明見(03G101-1) P37(抗震)或P43(非抗震)2) 邊柱:(同角柱)3) 中柱:縱筋l=柱凈高Hn-本層伸出地面高度+頂層錨固長度(如果是搭接的應(yīng)+搭接長度)錨固長度取值:1直錨(梁高-保護層laE時):梁高-保護層;2彎錨(梁高

13、-保護層laE時):梁高-保護層+12d . 注意事項: 1上柱比下柱多了出鋼筋時,多出的鋼筋應(yīng)下插到下層的柱中1.2LaE。(含梁) 2當上柱筋較下柱筋大時,上柱筋應(yīng)伸入到下柱的搭接區(qū)內(nèi)搭接 3當上柱筋較下柱筋小時,下柱筋應(yīng)伸入到上柱的搭接區(qū)內(nèi)搭接。 注2條中將下端的連接位置上移至柱上端(見03G1011 P42) 4下柱比上柱多出的鋼筋應(yīng)延伸至上層的柱中1.2LaE(含梁) (以上詳見03G1011 P42圖1、圖3及附注)六、 墻:一)墻的分類:1 按結(jié)構(gòu)分類:框架剪力墻、框支剪力墻、純剪力墻。2 按部位分類:基礎(chǔ)墻、中間層墻、頂層墻。3 按空間類型分類:墻身、暗柱、暗梁(墻頂設(shè)置)、連

14、梁(洞口部位設(shè)置)4 按洞口:有洞墻、無洞墻。二)鋼筋種類:1 墻身:水平鋼筋、豎向鋼筋、拉筋。2 墻柱:縱筋、箍筋、拉筋。3 墻梁(暗梁、連梁):縱筋、箍筋、拉筋。4 洞口加強筋、梯形筋(措施筋)(03G1011p53) 【梯形筋(措施筋)一般情況下,每間隔11.2米設(shè)一道(也可只在墻頂設(shè)置一道)】。 端柱:在剪力墻中,如果在墻的盡端厚度加寬、添加縱筋、加設(shè)箍筋,即為端柱(03G1011 P47)(三種) 三)計算: 1.墻身: (一)水平鋼筋: 1)墻端為暗柱時: a 外側(cè)鋼筋連續(xù)通過: 外側(cè)鋼筋長度=墻長-保護層; 內(nèi)測鋼筋長度=墻長-保護層+彎折(15d)。 b 外側(cè)鋼筋不連續(xù)通過:

15、外側(cè)鋼筋長度=墻長-保護層+0.65 LaE; 內(nèi)測鋼筋長度=墻長-保護層+彎折(15d)。墻身水平鋼筋構(gòu)造圖 c 水平筋根數(shù)(每排)=(層高-扣減值)/間距+1(注:暗梁、連梁墻身水平筋照設(shè))。 2)墻端為端柱時: a 外側(cè)鋼筋連續(xù)通過:外側(cè)鋼筋長度=墻長-保護層; 內(nèi)測鋼筋長度=墻凈長+錨固長度(彎錨或直錨)。b 外側(cè)鋼筋不連續(xù)通過: 外側(cè)鋼筋長度=墻長-保護層+0.65 LaE; 內(nèi)測鋼筋長度=墻凈長+錨固長度(彎錨或直錨)。 以上相關(guān)詳細資料和附圖詳見(03G101-1) P47 注意:如果剪力墻存在多排筋時,其中間排水平筋在拐角處的錨固措施同該墻的內(nèi)側(cè)水平鋼筋的錨固構(gòu)造。4) 剪力墻

16、墻身有洞口時:水平筋在洞口左右兩邊截斷,分別彎折15d 。5)水平鋼筋的根數(shù): n=(層高-扣減值)/布筋間距+1(首層以上) n=(層高-扣減值)/布筋間距+1+基礎(chǔ)內(nèi)的水平布筋(首層,基礎(chǔ)內(nèi)布筋間距500且不少于兩排水平布筋與拉筋) 墻身插筋及水平分布筋構(gòu)造節(jié)點圖 (二)豎向鋼筋: 1)首層墻身豎向鋼筋的長度L=基礎(chǔ)插筋+首層層高+伸入上層的搭接長度;2)中間層墻身豎向鋼筋長度L=本層層高+伸入上層的搭接長度;3)頂層墻身豎向鋼筋的長度L=層凈高+頂層錨固長度(laE或la,詳03G101-1 P48)4)墻身有洞口時,墻身豎向鋼筋在洞口上下兩邊截斷,分別彎折15d;5)墻身豎向鋼筋根數(shù)

17、n=墻凈長/布筋間距+1(墻身豎向鋼筋從暗柱,端柱邊50mm開始布置)。(三)墻身拉筋:1)長度L=墻厚-保護層+彎鉤【彎鉤長度=2×(11.9+2)d】;2)根數(shù)n=(墻凈面積/拉筋的布置面積)+(AL、LL中的拉筋根數(shù))。說明:1墻凈面積:是指扣除了暗柱、端柱、暗梁、連梁和門洞口后的面積, 即(墻總面積-門洞口總面積-暗柱、端柱面積-暗梁、連梁面積);2拉筋布置面積:指其橫向間距×豎向間距。2.墻柱: (一)縱筋:1)首層墻柱縱筋長度=基礎(chǔ)插筋+伸入上層之搭接長度2)中間層墻柱縱筋長度=本層層高+伸入上層的搭接長度3)頂層墻柱縱筋長度=層凈高+頂層錨固長度注意:如果是端

18、柱,頂層錨固要區(qū)分邊柱、中柱和角柱,要區(qū)分外側(cè)鋼筋和內(nèi)側(cè)鋼筋,因為端柱可以看作是框架柱,所以縱筋錨固長度也與框架柱相同。(其余規(guī)定詳見03G1011 P48)(二)箍筋按設(shè)計要求。3墻梁:(一)連梁:1)受力主筋: 頂層、中間層:連梁縱筋長度=洞口寬度+max2×laE,2×6002)箍筋: 頂層連梁:縱筋長度范圍內(nèi)均布置箍筋 n=(laE-0.1)÷0.15+1×2+(洞口寬-0.05×2) ÷間距+1 中間層連梁:洞口范圍內(nèi)布置箍筋 n=(洞口寬-0.05×2) ÷間距+1 (圖示詳見03G1011 P51)

19、注意:頂層連梁和中間層連梁的箍筋布置范圍不一樣。3) 拉筋(詳見03G1011 P51注)(二)暗梁:1)主筋長度L=間梁凈長+錨固;2)箍筋布置到暗柱邊50mm;3)拉筋間距為箍筋的2倍。建議計算順序:暗柱(端柱)暗梁(連梁)墻豎向筋墻水平筋拉筋 剪力墻鋼筋下料和計算時的幾點注意事項:(1) 墻身拉筋遇連梁、暗梁時要設(shè),遇暗柱時不設(shè),暗柱本身有拉筋時要計算。(2) 墻身300以下洞時一般不考慮(扣減)。(3) 暗梁的鋼筋要錨入暗柱中。(4) 暗梁連梁的墻身水平筋照設(shè),豎向筋沒有設(shè)計說明時照設(shè)。(5) 水平筋遇框架柱時不斷開。(6) 暗柱中圖低標拉筋的計算,標的不計算。(7) 暗梁、連梁均設(shè)拉

20、筋。(8) 暗柱、連梁、暗梁保護層按墻計算。(9) 一般情況下,暗柱箍筋布筋范圍按全高減50mm計算。(10) 樓層連梁兩側(cè)暗柱內(nèi)不設(shè)置連梁箍筋,長城杯暗柱中每邊加一個連梁箍筋。(11) 暗梁在暗柱內(nèi)不布置箍筋。(12) 墻身水平筋長度不減暗柱,墻身豎向筋布筋范圍要減暗柱(13) 墻身、連梁、暗梁拉筋均按梅花布置,暗柱不按梅花布置,按節(jié)點詳圖布置。(14) 墻身、暗墻、暗梁綁扎搭接處箍筋加密5d(100)。七、樓梯鋼筋(略)八、二次結(jié)構(gòu): 配筋帶:縱筋長度=墻凈長+2×錨固長度(laE或la) 箍筋按設(shè)計要求 過梁:縱筋長度=洞口寬+2×錨固長度(laE或la) 門抱柱(框

21、):縱筋長度=洞口高+2×錨固長度(laE或la) 零星鋼筋:據(jù)實計算。 參考資料:聚乙烯(PE)簡介1.1聚乙烯化學名稱:聚乙烯英文名稱:polyethylene,簡稱PE結(jié)構(gòu)式: 聚乙烯是乙烯經(jīng)聚合制得的一種熱塑性樹脂,也包括乙烯與少量-烯烴的共聚物。聚乙烯是五大合成樹脂之一,是我國合成樹脂中產(chǎn)能最大、進口量最多的品種。1.1.1聚乙烯的性能1.一般性能聚乙烯為白色蠟狀半透明材料,柔而韌,比水輕,無嗅、無味、無毒,常溫下不溶于一般溶劑,吸水性小,但由于其為線性分子可緩慢溶于某些有機溶劑,且不發(fā)生溶脹。工業(yè)上為使用和貯存的方便通常在聚合后加入適量的塑料助劑進行造粒,制成半透明的顆粒

22、狀物料。PE易燃,燃燒時有蠟味,并伴有熔融滴落現(xiàn)象。聚乙烯的性質(zhì)因品種而異,主要取決于分子結(jié)構(gòu)和密度,也與聚合工藝及后期造粒過程中加入的塑料助劑有關(guān)。2.力學性能PE是典型的軟而韌的聚合物。除沖擊強度較高外,其他力學性能絕對值在塑料材料中都是較低的。PE密度增大,除韌性以外的力學性能都有所提高。LDPE由于支化度大,結(jié)晶度低,密度小,各項力學性能較低,但韌性良好,耐沖擊。HDPE支化度小,結(jié)晶度高,密度大,拉伸強度、剛度和硬度較高,韌性較差些。相對分子質(zhì)量增大,分子鏈間作用力相應(yīng)增大,所有力學性能,包括韌性也都提高。幾種PE的力學性能見表1-1。表1-1 幾種PE力學性能數(shù)據(jù)性能LDPELLD

23、PEHDPE超高相對分子質(zhì)量聚乙烯邵氏硬度(D)拉伸強度MPa拉伸彈性模量MPa壓縮強度MPa缺口沖擊強度kJ·m-2彎曲強度MPa414672010030012.5809012174050152525055070152560702137400130022.540702540646730501508001003.熱性能PE受熱后,隨溫度的升高,結(jié)晶部分逐漸熔化,無定形部分逐漸增多。其熔點與結(jié)晶度和結(jié)晶形態(tài)有關(guān)。HDPE的熔點約為125137,MDPE的熔點約為126134,LDPE的熔點約為105115。相對分子質(zhì)量對PE的熔融溫度基本上無影響。PE的玻璃化溫度(Tg)隨相對分子質(zhì)量

24、、結(jié)晶度和支化程度的不同而異,而且因測試方法不同有較大差別,一般在-50以下。PE在一般環(huán)境下韌性良好,耐低溫性(耐寒性)優(yōu)良,PE的脆化溫度(Tb)約為-80-50,隨相對分子質(zhì)量增大脆化溫度降低,如超高相對分子質(zhì)量聚乙烯的脆化溫度低于-140。PE的熱變形溫度(THD)較低,不同PE的熱變形溫度也有差別,LDPE約為3850(0.45MPa,下同),MDPE約為5075,HDPE約為6080。PE的最高連續(xù)使用溫度不算太低,LDPE約為82100,MDPE約為105121,HDPE為121,均高于PS和PVC。PE的熱穩(wěn)定性較好,在惰性氣氛中,其熱分解溫度超過300。PE的比熱容和熱導(dǎo)率較

25、大,不宜作為絕熱材料選用。PE的線脹系數(shù)約在(1530)×10-5K-1之間,其制品尺寸隨溫度改變變化較大。幾種PE的熱性能見表1-2。表1-2幾種PE熱性能性能LDPELLDPEHDPE超高相對分子質(zhì)量聚乙烯熔點熱降解溫度(氮氣)熱變形溫度(0.45MPa)脆化溫度線性膨脹系數(shù)(×10-5K-1)比熱容J·(kg·K)-1熱導(dǎo)率/ W·(m·K)-11051153003850-80-501624221823010.351201253005075-100-751251373006080-100-701116192523010.4219

26、02103007585-140-704.電性能PE分子結(jié)構(gòu)中沒有極性基團,因此具有優(yōu)異的電性能,幾種PE的電性能見表1-3。PE的體積電阻率較高,介電常數(shù)和介電損耗因數(shù)較小,幾乎不受頻率的影響,因而適宜于制備高頻絕緣材料。它的吸濕性很小,小于0.01(質(zhì)量分數(shù)),電性能不受環(huán)境濕度的影響。盡管PE具有優(yōu)良的介電性能和絕緣性,但由于耐熱性不夠高,作為絕緣材料使用,只能達到Y(jié)級(工作溫度90)。表1-3聚乙烯的電性能性能LDPELLDPEHDPE超高相對分子質(zhì)量聚乙烯體積電阻率/·cm介電常數(shù)/F·m-1(106Hz)介電損耗因數(shù)(106Hz)介電強度/kV·mm-1

27、10162.252.350.00052010162.202.300.0005457010162.302.350.0005182810172.350.0005355.化學穩(wěn)定性PE是非極性結(jié)晶聚合物,具有優(yōu)良的化學穩(wěn)定性。室溫下它能耐酸、堿和鹽類的水溶液,如鹽酸、氫氟酸、磷酸、甲酸、醋酸、氨、氫氧化鈉、氫氧化鉀以及各類鹽溶液(包括具有氧化性的高錳酸鉀溶液和重鉻酸鹽溶液等),即使在較高的濃度下對PE也無顯著作用。但濃硫酸和濃硝酸及其他氧化劑對聚乙烯有緩慢侵蝕作用。PE在室溫下不溶于任何溶劑,但溶度參數(shù)相近的溶劑可使其溶脹。隨著溫度的升高,PE結(jié)晶逐漸被破壞,大分子與溶劑的作用增強,當達到一定溫度后

28、PE可溶于脂肪烴、芳香烴、鹵代烴等。如LDPE能溶于60的苯中,HDPE能溶于8090的苯中,超過100后二者均可溶于甲苯、三氯乙烯、四氫萘、十氫萘、石油醚、礦物油和石蠟中。但即使在較高溫度下PE仍不溶于水、脂肪族醇、丙酮、乙醚、甘油和植物油中。PE在大氣、陽光和氧的作用下易發(fā)生老化,具體表現(xiàn)為伸長率和耐寒性降低,力學性能和電性能下降,并逐漸變脆、產(chǎn)生裂紋,最終喪失使用性能。為了防止PE的氧化降解,便于貯存、加工和應(yīng)用,一般使用的PE原料在合成過程中已加入了穩(wěn)定劑,可滿足一般的加工和使用要求。如需進一步提高耐老化性能,可在PE中添加抗氧劑和光穩(wěn)定劑等。6.衛(wèi)生性PE分子鏈主要由碳、氫構(gòu)成,本身

29、毒性極低,但為了改善PE性能,在聚合、成型加工和使用中往往需添加抗氧劑和光穩(wěn)定劑等塑料助劑,可能影響到它的衛(wèi)生性。樹脂生產(chǎn)廠家在聚合時總是選用無毒助劑,且用量極少,一般樹脂不會受到污染。PE長期與脂肪烴、芳香烴、鹵代烴類物質(zhì)接觸容易引起溶脹,PE中有些低相對分子質(zhì)量組分可能會溶于其中,因此,長期使用PE容器盛裝食用油脂會產(chǎn)生一種蠟味,影響食用效果。1.1.2聚乙烯的分類聚乙烯的生產(chǎn)方法不同,其密度及熔體流動速率也不同。按密度大小主要分為低密度聚乙烯(LDPE)、線型低密度聚乙烯(LLDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)。其中線性低密度聚乙烯屬于低密度聚乙烯中的一種,是工

30、業(yè)上常用的聚乙烯,其他分類法有時把MDPE歸類于HDPE或LLDPE。按相對分子質(zhì)量可分為低相對分子質(zhì)量聚乙烯、普通相對分子質(zhì)量聚乙烯、超高相對分子質(zhì)量聚乙烯。按生產(chǎn)方法可分為低壓法聚乙烯、中壓法聚乙烯和高壓法聚乙烯。1.低密度聚乙烯英文名稱: Low density polyethylene,簡稱LDPE低密度聚乙烯,又稱高壓聚乙烯。無味、無臭、無毒、表面無光澤、乳白色蠟狀顆粒,密度0.9100.925g/cm3,質(zhì)輕,柔性,具有良好的延伸性、電絕緣性、化學穩(wěn)定性、加工性能和耐低溫性(可耐-70),但力學強度、隔濕性、隔氣性和耐溶劑性較差。分子結(jié)構(gòu)不夠規(guī)整,結(jié)晶度較低(55%65%),熔點1

31、05115。LDPE可采用熱塑性成型加工的各種成型工藝,如注射、擠出、吹塑、旋轉(zhuǎn)成型、涂覆、發(fā)泡工藝、熱成型、熱風焊、熱焊接等,成型加工性好。主要用作農(nóng)膜、工業(yè)用包裝膜、藥品與食品包裝薄膜、機械零件、日用品、建筑材料、電線、電纜絕緣、吹塑中空成型制品、涂層和人造革等。2.高密度聚乙烯英文名稱:High Density Polyethylene,簡稱HDPE高密度聚乙烯,又稱低壓聚乙烯。無毒、無味、無臭,白色顆粒,分子為線型結(jié)構(gòu),很少有支化現(xiàn)象,是典型的結(jié)晶高聚物。力學性能均優(yōu)于低密度聚乙烯,熔點比低密度聚乙烯高,約125137,其脆化溫度比低密度聚乙烯低,約-100-70,密度為0.9410.

32、960g/cm3。常溫下不溶于一般溶劑,但在脂肪烴、芳香烴和鹵代烴中長時間接觸時能溶脹,在70以上時稍溶于甲苯、醋酸中。在空氣中加熱和受日光影響發(fā)生氧化作用。能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕。吸水性小,具有良好的耐熱性和耐寒性,化學穩(wěn)定性好,還具有較高的剛性和韌性,介電性能、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性亦較好。HDPE可采用注射、擠出、吹塑、滾塑等成型方法,生產(chǎn)薄膜制品、日用品及工業(yè)用的各種大小中空容器、管材、包裝用的壓延帶和結(jié)扎帶,繩纜、魚網(wǎng)和編織用纖維、電線電纜等。3.線性低密度聚乙烯英文名稱:Linear Low Density Polyethylene,簡稱LLDPE線形低密度聚乙烯被認為是“第三代聚乙烯”的

33、新品種,是乙烯與少量高級-烯烴(如丁烯-1、己烯-1、辛烯-1、四甲基戊烯-1等)在催化劑作用下,經(jīng)高壓或低壓聚合而成的一種共聚物,為無毒、無味、無臭的乳白色顆粒,密度0.9180.935g/cm3。與LDPE相比,具有強度大、韌性好、剛性大、耐熱、耐寒性好等優(yōu)點,且軟化溫度和熔融溫度較高,還具有良好的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性,耐沖擊強度、耐撕裂強度等性能。并可耐酸、堿、有機溶劑等。LLDPE可通過注射、擠出、吹塑等成型方法生產(chǎn)農(nóng)膜、包裝薄膜、復(fù)合薄膜、管材、中空容器、電線、電纜絕緣層等。由于不存在長支鏈,LLDPE的 6570用于制作薄膜。4.中密度聚乙烯英文名稱:Medium density po

34、lyethylene,簡稱MDPE中密度聚乙烯是在合成過程中用-烯烴共聚,控制密度而成。MDPE的密度為0.9260.953g/cm3,結(jié)晶度為7080,平均相對分子質(zhì)量為20萬,拉伸強度為824MPa,斷裂伸長率為5060,熔融溫度126135,熔體流動速率為0.135g10min,熱變形溫度(0.46MPa)4974。MDPE最突出的特點是耐環(huán)境應(yīng)力開裂性及強度的長期保持性。MDPE可用擠出、注射、吹塑、滾塑、旋轉(zhuǎn)、粉末成型加工方法,生產(chǎn)工藝參數(shù)與HDPE和LDPF相似,常用于管材、薄膜、中空容器等。5.超高相對分子質(zhì)量聚乙烯英文名稱:ultra-high molecular weight

35、 polyethylene,簡稱UHMWPE超高相對分子質(zhì)量聚乙烯沖擊強度高,耐疲勞,耐磨,是一種線型結(jié)構(gòu)的具有優(yōu)異綜合性能的熱塑性工程塑料。其相對分子質(zhì)量達到300600萬,密度0.9360.964g/cm3,熱變形溫度(0.46MPa)85,熔點130136。UHMWPE因相對分子質(zhì)量高而具有其他塑料無可比擬的優(yōu)異性能,如耐沖擊、耐磨損、自潤滑性、耐化學腐蝕等性能,廣泛應(yīng)用于機械、運輸、紡織、造紙、礦業(yè)、農(nóng)業(yè)、化工及體育運動器械等領(lǐng)域,其中以大型包裝容器和管道的應(yīng)用最為廣泛。另外,由于超高相對分子質(zhì)量聚乙烯優(yōu)異的生理惰性,已作為心臟瓣膜、矯形外科零件、人工關(guān)節(jié)等在臨床醫(yī)學上使用,而且,超高

36、相對分子質(zhì)量聚乙烯耐低溫性能優(yōu)異,在-40時仍具有較高的沖擊強度,甚至可在-269下使用。超高相對分子質(zhì)量聚乙烯纖維的復(fù)合材料在軍事上已用作裝甲車輛的殼體、雷達的防護罩殼、頭盔等;體育用品上已制成弓弦、雪橇和滑水板等。由于超高相對分子質(zhì)量聚乙烯熔融狀態(tài)的粘度高達108Pa·s,流動性極差,其熔體流動速率幾乎為零,所以很難用一般的機械加工方法進行加工。近年來,通過對普通加工設(shè)備的改造,已使超高相對分子質(zhì)量聚乙烯由最初的壓制-燒結(jié)成型發(fā)展為擠出、吹塑和注射成型以及其他特殊方法的成型。6.茂金屬聚乙烯茂金屬聚乙烯(mPE)是近年來迅速發(fā)展的一類新型高分子樹脂,其相對分子質(zhì)量分布窄,分子鏈結(jié)

37、構(gòu)和組成分布均一,具有優(yōu)異的力學性能和光學性能,已被廣泛應(yīng)用于包裝、電氣絕緣制品等。1.1.3聚乙烯的成型加工PE的熔體粘度比PVC低,流動性能好,不需加入增塑劑已具有很好的成型加工性能。前文已介紹了各類聚乙烯可采用的成型加工方法,下面主要介紹在成型過程中應(yīng)注意的幾個問題。聚乙烯屬于結(jié)晶性塑料,吸濕小,成型前不需充分干燥,熔體流動性極好,流動性對壓力敏感,成型時宜用高壓注射,料溫均勻,填充速度快,保壓充分。不宜用直接澆口,以防收縮不均,內(nèi)應(yīng)力增大。注意選擇澆口位置,防止產(chǎn)生縮孔和變形。PE的熱容量較大,但成型加工溫度卻較低,成型加工溫度的確定主要取決于相對分子質(zhì)量、密度和結(jié)晶度。LDPE在18

38、0左右, HDPE在220左右,最高成型加工溫度一般不超過280。熔融狀態(tài)下,PE具有氧化傾向,因而,成型加工中應(yīng)盡量減少熔體與空氣的接觸及在高溫下的停留時間。PE的熔體粘度對剪切速率敏感,隨剪切速率的增大下降得較多。當剪切速率超過臨界值后,易出現(xiàn)熔體破裂等流動缺陷。制品的結(jié)晶度取決于成型加工中對冷卻速率的控制。不論采取快速冷卻還是緩慢冷卻,應(yīng)盡量使制品各部分冷卻速率均勻一致,以免產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,降低制品的力學性能。收縮范圍和收縮值大(一般成型收縮率為1.55.0),方向性明顯,易變形翹曲,冷卻速度宜慢,模具設(shè)冷料穴,并有冷卻系統(tǒng)。軟質(zhì)塑件有較淺的側(cè)凹槽時,可強行脫模。1.1.4聚乙烯的改性聚乙烯

39、屬非極性聚合物,與無機物、極性高分子相容性弱,因此其功能性較差,采用改性可提高PE的耐熱老化性、高速加工性、沖擊強度、粘接性、生物相容性等性質(zhì)。常用的改性方法包括物理改性和化學改性。1.物理改性物理改性是在PE基體中加入另一組分(無機組分、有機組分或聚合物等)的一種改性方法。常用的方法有增強改性、共混改性、填充改性。(1)增強改性 增強改性是指填充后對聚合物有增強效果的改性。加入的增強劑有玻璃纖維、碳纖維、石棉纖維、合成纖維、棉麻纖維、晶須等。自增強改性也屬于增強改性的一種。自增強改性。所謂自增強就是使用特殊的加工成型方法,使得材料內(nèi)部組織形成伸直鏈晶體,材料內(nèi)部大分子晶體沿應(yīng)力方向有序排列,

40、材料的宏觀強度得到大幅度提高,同時分子鏈有序排列將使結(jié)晶度提高,從而使材料的強度進一步提高,由于所形成的增強相與基體相的分子結(jié)構(gòu)相同,因而不存在外增強材料中普遍存在的界面問題。如采用超高相對分子質(zhì)量聚乙烯(UHMPE)纖維增強LDPE,在加熱加壓成型的條件下,可以形成良好的界面,最大限度發(fā)揮基體和纖維的強度。纖維增強改性。纖維增強聚合物基復(fù)合材料由于具有比強度高、比剛度高等優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用。如采用經(jīng)KH-550偶聯(lián)劑處理的長玻璃纖維(LGF)與PE復(fù)合制備的PELGF復(fù)合材料,當LGF加入量為3O(質(zhì)量分數(shù))、長度約為35mm時,復(fù)合材料的拉伸強度和沖擊強度分別為52.5MPa和52kJm。

41、晶須改性。晶須的加入能夠大幅度提高HDPE材料的力學性能,包括短期力學性能及耐長期蠕變性能。晶須對HDPE材料的增強作用主要歸因于它們之間的良好界面粘接,同時剛性的晶須則能夠承擔較大的外界應(yīng)力使復(fù)合材料的模量得到提高。納米粒子增強改性。少量無機剛性粒子填充PE可同時起到增韌與增強的作用。如將表面處理過的納米SiO2粒子填充mLLDPE-LDPE,SiO2納米粒子均勻分散于基材中,與基材形成牢固的界面結(jié)合,當填充質(zhì)量分數(shù)為2時,拉伸強度、斷裂伸長率分別提高了13.7MPa和174.9。(2)共混改性 共混改性主要目的是改善PE的韌性、沖擊強度、粘接性、高速加工性等各種缺陷,使其具有較好的綜合性能

42、。共混改性主要是向PE基體中加入另一種聚合物,如塑料類、彈性體類等聚合物,以及不同種類的PE之間進行共混。PE系列的共混改性。單一組分的PE往往很難滿足加工要求,而通過不同種類PE之間的共混改性可以獲得性能優(yōu)良的PE材料。如通過LDPE與LLDPE共混,解決了LDPE因大量添加阻燃劑和抗靜電劑等助劑造成力學性能急劇降低的問題;LLDPE與HDPE共混后可以提高產(chǎn)品的綜合性能。PE與彈性體的共混改性。彈性體具有低的表面張力、較強的極性、突出的增韌作用,因此與PE共混后,既能保持PE的原有性能,同時也可以制備出具有綜合優(yōu)良性能的PE。如LDPE-聚烯烴彈性體(POE)共混物,當POE的質(zhì)量分數(shù)為3

43、O時,共混體系的拉伸強度達到最大值,為21.5 MPa。PE與塑料的共混改性。聚乙烯具有良好的韌性,但制品的強度和模量較低,與工程塑料等共混可提高復(fù)合體系的綜合力學性能。但PE和這類高聚物的界面問題也是影響其共混物性能的主要原因,因此通常需要加入界面相容劑以提高共混物的力學性能。(3)填充改性 填充改性是在PE基質(zhì)中加入無機填料或有機填料,一方面可以降低成本達到增重的目的,另一方面可提高PE的功能性,如電性能、阻燃性能等,但同時對復(fù)合材料的力學性能和加工性能帶來一定程度的影響。無論是無機填料還是有機填料,填料與PE基體的相容性和界面粘接強度是PE填充改性必須面臨的問題,而PE是非極性化合物,與

44、填料相容性差,因此,必須對填料進行表面處理。填料的表面處理一般采用物理或化學方法進行處理,在填料表面包覆一層類似于表面活性劑的過渡層,起“分子橋”的作用,使填料與基體樹脂間形成一個良好的粘接界面。常用的填料表面處理技術(shù)有:表面活性劑或偶聯(lián)劑處理技術(shù)、低溫等離子體技術(shù)、聚合填充技術(shù)和原位乳液聚合技術(shù)等。PE中填充木粉、淀粉、廢紙粉、滑石粉、碳酸鈣等一類填料,不僅可以改善PE的性能,同時也具有十分重要的健康環(huán)保意義。2.化學改性化學改性的方法主要有接枝改性、共聚改性、交聯(lián)改性、氯化及氯磺化改性和等離子體改性處理等方法。其原理是通過化學反應(yīng)在PE分子鏈上引入其他鏈節(jié)和功能基團,由此提高材料的力學性能

45、、耐侯性能、抗老化性能和粘接性能等。(1)接枝改性 接枝改性是指將具有各種功能的極性單體接枝到PE主鏈上的一種改性方法。接枝改性后的PE不但保持了其原有特性,同時又增加了其新的功能。常用的接枝單體有丙烯酸(AA)、馬來酸酐(MA)、馬來酸鹽、烯基雙酚A醚和活性硅油等。接枝改性的方法主要有溶液法、固相法、熔融法、輻射接枝法、光接枝法等。(2)共聚改性 共聚改性是指通過共聚反應(yīng)將其他大分子鏈或官能團引入到PE分子鏈中,從而改變PE的基本性能。主要改性品種有乙烯-丙烯共聚物(塑料)、EVA、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其他烯烴(如辛烯POE、環(huán)烯烴)共聚物、乙烯-不飽和酯共聚物(EAA、 EMAA 、EEA、EMA、EMMA、EMAH)等。通過共聚反應(yīng),可以改變大分子鏈的柔順性或使原來的基團帶有反應(yīng)性官能團,可以起到反應(yīng)性增容劑的作用。(3

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