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文檔簡介
1、17/17某車站主體地下連續(xù)墻施工方案20080807 1:087。1.1 概述車站主體(含盾構起吊井)與區(qū)間明挖段均以地下連續(xù)墻為圍護結構,施工方法采用明挖順做法.本工程基坑開挖很深,有的部位開挖深度超過了5m,因此支撐布置得較密,支撐體系采用鋼支撐.施工現場因受交通疏解而劃分為A、B兩區(qū)(見施工總平面布置圖),地墻先施工A區(qū)(嘉賓路北側),待區(qū)地下連續(xù)墻施工完畢,再開始施工B區(qū)地墻(嘉賓路南側)。施工流程:地下連續(xù)墻施工基坑降水基坑開挖支撐安裝明挖段、車站主體結構施工土方回填7.12 地下連續(xù)墻施工地下連續(xù)墻結構剛度大,整體性好,防滲性能好,結構安全可靠,同時具有施工速度快,對臨近建筑物、
2、地下管線影響小,適用于各種復雜的地質條件和較深的基坑.車站主體與明挖段均采用800厚地下連續(xù)墻為圍護結構,墻身砼采用C25S8水下砼,導墻砼為C20,冠梁為C25。車站主體地下連續(xù)墻深度約5。92.29m,共08。延長米,被劃分為73個槽段.其中一字型槽段6個,“L 型槽段9個,“Z”型槽段1個。地下砼方量為894m3.明挖段地下連續(xù)墻深度約6.28。m,共130.8延長米,被劃分為23個槽段。其中一字型槽段1個,“L”型槽段2個,“Z”型槽段2個。“L”型、“Z”型均出現在端頭井的工作井,槽地下砼方量為821m.一、施工方案工藝流程:測量放線導墻施工地下墻成槽清基鋼筋籠吊放砼澆注墻后注漿(工
3、藝流程詳見后頁附圖:地下連續(xù)墻施工工藝流程圖)1.測量放線 由業(yè)主提供正確的基點、導線和水準點,基點不少于個,導線不少于條,水準點不少于2個,辦好移交手續(xù)。我司根據基點和導線在施工場地內設立測量導線網和水準點,施工前進行復核以確保放線的準確性.2導墻施工導墻砼標號C2,導墻形式采用“型,部分地質條件較差部位,導墻可采用“”復合型,并相應加深導墻,確保地墻施工中的安全.(導墻圖詳見后頁附圖:導墻施工圖)。 導墻施工要精心施工,其質量的好壞直接影響地下墻的施工質量,它控制了地下墻的軸線和標高,對挖出槽設備進行導向,保證存儲泥漿的穩(wěn)定水位,維護上部土體穩(wěn)定,防止土體塌落,因此施工中應注意以下事項:放
4、線要正確,導墻之間距離比成槽設備大4cm。導墻頂面比地面高出0m。模板、鋼筋工程要符合施工規(guī)范要求。導墻在拆模后及時將左右導墻之間支撐起來,并且在導墻達到強度以前禁止重型機械在旁邊行走,以防導墻變形。導墻尺寸需滿足以下要求以保證成槽垂直度:中心軸線累計誤差值為10mm,導墻頂標高誤差為1,導墻內側墻面應垂直,墻面不平整度小于5mm。3.循環(huán)泥漿泥漿配合比 在地下墻施工中,泥漿的優(yōu)劣將直接影響地下墻成槽施工,根據地質資料及施工經驗初擬如下:陶土粉1%純堿 0。5CMC 0。030。05% 新漿指標 循環(huán)漿指標粘度 185S 18S0S比重1。0105g/c31025/c3失水量 20ml/30i
5、n 30ml/3min泥皮厚度 .51.0/3mn.03。mm30minPH值 79 8-0含砂率 4 為防止泥漿滲漏及土體失穩(wěn),破壞槽壁穩(wěn)定,在成槽施工前,試配幾種性能指標不同的泥漿,根據施工成槽中實際泥漿護壁效果取樣測試后予以調整選用,從而改善和保證泥漿的護壁性能。泥漿攪拌系統(tǒng)及拌制方法.泥漿攪拌系統(tǒng)由601型高速回轉的泥漿攪拌機,2螺旋輸送機等設備組成,工作出漿量8m/小時,泥漿制作時應確保水壓和水量.b。泥漿攪拌作業(yè)棚的搭建要求和水泥庫相同,嚴禁陶土粉受潮,地面需填高,泥漿攪拌機作業(yè)區(qū)的凈空需保證5米以上。c。泥漿攪拌直接影響泥漿的質量。必須嚴格按照操作規(guī)程辦事,即先拌制1.%M均勻溶
6、液,靜置5小時,按配合比0L的攪拌池內加水、純堿,陶土粉,攪拌3分鐘以后能加入MC溶液,繼續(xù)攪拌數分鐘,存放4小時后方可使用.泥漿循環(huán)系統(tǒng) 由于受現場場地限制,采用20只22米6。0米2.米泥漿箱代替泥漿池,布置在地下連續(xù)墻西側。泥漿管理泥漿在成槽施工中,會受到各種因素的污染而降低質量,為確保護壁效應及質量,應對每批制作新漿及槽段中被置換后的泥漿進行測試,指標控制如下: 比重 1。051.5cm 粘度 1830S 失水量 30m/30min 泥皮厚度 13mm/30min H值9廢漿處理 一般為嚴重被水泥浸污及大比重泥漿即作廢漿處理,廢漿處理方法采用全封閉式的車輛將廢漿外運到指定地點,保證城市
7、環(huán)境的清潔。.成槽施工 采用法國索萊唐日公司的“H00”銑削式成槽機及日本“真砂繩索式液壓抓斗成槽機,挖土成槽施工。(單元成槽順序見下頁附圖:單元槽段成槽順序圖)測量放線 在導墻面及槽內做好槽段及每一幅的記號,按槽段施工順序進行施工。成槽抓土成槽機導桿垂直于槽段,抓斗張開,照準油漆標志徐徐入槽抓土,嚴禁快速下斗,快速提升,終槽時應輕放慢提,以防破壞槽壁引發(fā)坍塌。成槽機成槽時應及時補漿,防止塌方,泥漿液面應高于地下水位0。米,設備在工作前必須操平對中,正確無誤。垂直度由成槽機糾偏裝置自行控制,垂直度1/0。 槽段深度欠深誤差 10m(如由于地質狀況變化例外). 如實際施工時地質狀況同地質資料有較
8、大差異而地下墻底標高需作調整時,應征得設計及業(yè)主同意。清基及接頭處理 根據我公司長期地墻施工經驗,槽段清基采用二次清基即可完全滿足地下連續(xù)墻底部沉渣要求。清基先利用成槽機撩抓法初步清淤,再用壓縮空氣法(空吸法)吸泥清基,如清基后澆灌混凝土間隔時間較長,可利用混凝土導管在頂部加蓋,用泵壓入清水稀釋或壓入小的新鮮泥漿將槽底密度和含砂量大的泥渣置換出來,以保證墻體混凝土質量.清基結束后,要測定距槽底(設計標高)20c處泥漿比重不大于.,淤泥厚度20cm,砼接頭上的淤泥要認真細致的清刷干凈,用吊車起吊接頭刷緊貼混凝土接頭面,垂直上下的清刷,時間控制在30分鐘左右,其次數應在30次以上。5鋼筋籠的制作與
9、吊放鋼筋籠必須在平整的路面上制作,保證尺寸規(guī)范標準。鋼筋籠采用電焊成型,按規(guī)范和設計圖紙制做.鋼筋籠采用一部100t吊車和一部50t吊車聯(lián)合起吊,起吊時主鉤起吊鋼筋籠頂部,副鉤起吊鋼筋籠中部,采用多組葫蘆平衡起吊,使鋼筋籠逐漸起高轉而垂直,慢慢地入槽,鋼筋籠不允許發(fā)生不可恢復的變形,吊放時應垂直,并按設計要求將8槽鋼焊接擱于導墻面上,控制其標高,入槽過程中,應禁止強行放置鋼筋籠以及任何割短結構鋼筋的現象.(見下頁附圖:鋼筋籠起吊示意圖)主鉤扁擔采用I32型鋼制作,副鉤扁擔采用I28型鋼,鋼筋籠桁架豎直筋上端和14槽鋼雙焊牢,擱置在導墻面上。鋼筋籠應在泥漿置換和清淤合格后及時入槽,入槽后至澆砼時
10、的總停置時間不應超過小時.為保證轉角槽段鋼筋籠起吊時的整體穩(wěn)定,不發(fā)生變形,轉角鋼筋籠夾角間均采用槽鋼斜撐進行支撐.6.導管布置和水下砼澆注導管布置 澆注水下砼采用導管法施工,鋼筋籠入槽后,放置兩根或一根(根據槽段長度設置)導管于鋼筋籠中,砼導管選用F50的圓形螺旋快速接頭型,長度每節(jié)22。5米,用吊車依次將接長的導管吊入槽段的規(guī)定位置,直至槽底5m左右的標高,然后設置混凝土機架,導管頂端安上方形漏斗,準備澆注混凝土。導管安裝要求:a。導管不變形,接頭處螺旋絲良好,便于導管拆裝;.導管連接牢固,并安放防滲橡膠圈,防止接頭漏泥漿,污染砼;c.導管安放位置準確、垂直,防止在澆注砼的過程中導管提升碰
11、到鋼筋籠,而發(fā)生下放提升困難的不良現象;d.檢查導管的安放長度,并做好記錄。水下砼澆注(見下頁附圖:水下砼澆注示意圖) a.砼的質量要求砼坍落度控制到82cm,澆注混凝土前必須有混凝土配合比報告,并應現場測試坍落度。.保證砼的和易性,砼到現場后應及時澆灌入槽。做好砼澆注,導管拆除記錄,宜每6m填寫一次。水下砼澆注為保證砼在導管內的流動性,防止出現砼裂縫,夾泥現象,槽段砼澆注應保持砼面均勻上升,且連續(xù)澆注。.導管埋入砼內4米,以免使砼頂面的沉渣或泥漿卷入砼內,影響砼質量。槽內砼面上升速度,不應小于米小時,否則無法保證砼的質量。.在砼澆注時,不能將砼灑落槽內,污染泥漿。澆注后砼面超高305cm。
12、7冠梁施工 地下連續(xù)墻頂層冠梁的作用是將各槽段地下墻頂部聯(lián)成整體,以改善基坑土方開挖時地下墻的受力狀況。 冠梁施工順序為:拆導墻、挖土放坡墻頂廢砼鑿除墊層明溝鋼筋制作安裝模板安裝澆筑砼拆模養(yǎng)護 地下墻墻頂應伸入冠梁底面內cm,頂層冠梁施工前應將地下墻頂部砼鑿除至設計標高,若砼強度仍達不到C2,應繼續(xù)鑿除至滿足C2強度要求,然后接高地下墻至設計標高。地墻接頭墻后注漿 為改善地下連續(xù)墻各槽段連接處的防滲性能,保證基坑土體的順利開挖,擬在部分地下連續(xù)墻接頭外側施作品字型壓密灌漿(如下圖),使水泥漿在土層中起到填充、擠塞、滲透等效應,從而切斷接頭處地下水的滲流路線,徹底改善地墻接頭的防滲功能. 墻后接
13、縫注漿采用品字型壓密注漿,注漿孔徑100,孔間距0.8m,內側孔中心距地墻外緣線0.6m,注漿孔深18m。注漿用水泥采用普通硅酸鹽水泥,標號45,注漿用水采用清潔自來水。 地墻施工完畢后,在地墻接縫外側鉆孔,并插入注漿管注漿,灌漿應根據地層特點,調節(jié)漿液濃度,控制漿液流向和范圍,在承壓水處應增加漿液深度和縮短初凝時間;對滲漏水嚴重地段,在接頭縫墻外側封堵后,可在地墻接頭內再采用化學注漿進行第二道封堵(該處注漿利用混凝土澆注前預先埋設的注漿管進行壓漿),無漏水現象后并用水泥砂漿封口。二、地下連續(xù)墻入巖措施 本工程所處施工區(qū)域地質條件復雜,依據招標設計文件提供的地質資料和地墻的初始設計深度,地墻底
14、部需穿越強、中風化巖層,進入微風化巖層,局部進入微風化層厚達8m,這對成槽施工造成了相當大的困難.選擇何種入巖手段,其施工的成敗又將直接關系到地墻的施工進度和質量.而目前國內地墻成槽施工專用的國產和進口成槽機,其抓斗只能完成對強風化的初步抓取,對中風化和微風化的抓取幾乎是無能為力.根本不能滿足本工程地墻成槽入巖的施工要求. 如果采用傳統(tǒng)的沖錘沖巖法和鉆抓混合入巖法成槽施工,雖有可能滿足地墻深度要求,但施工進度、成槽垂直度和墻體的砼質量則無法保證.并且在施工中因入巖處理時間過長容易引起槽壁坍塌,而危及周圍建筑物和管線的安全.故上述兩種方法也不能滿足本工程地墻成槽入巖要求. 我司本著對工程負責的敬
15、業(yè)精神,并結合對目前國際上最新成槽工藝和特種設備的掌握了解.擬在本工程地墻入巖施工中采用從法國索萊唐日公司進口的H40型銑削式成槽機,來滿足本工程地墻入巖施工的質量和工期要求。該型成槽機適應巖石地層的施工,在國外使用十分普遍,具有工效強、精度高、適用范圍廣(所有土層)、成槽寬度大、深度深、施工振動小的特點。其主要技術參數和成槽施工原理如下:1銑消式成槽機工作原理銑削式成槽機利用液壓馬達驅動導向架底部設置的兩套鑲有合金刀頭的鼓輪組成的刀盤破碎巖土,兩鼓輪工作時旋轉方向相反,經兩個銑削鼓輪破碎的巖土,由吸泥泵、輸送管組成的泵吸反循環(huán)系統(tǒng)排入地面的泥漿處理裝置內,碎渣經沉淀后外運.成槽機銑削量由導向
16、架。上的油缸控制,該機還配有自動糾偏測量儀來確保成槽精度。2技術參數銑削深度() 30100銑削寬度(m) 601200巖層、土層銑削能力(m3/h) 1(巖層)、20(土層)垂直度 7055600217410022.50540646735015080103.熱性能E受熱后,隨溫度的升高,結晶部分逐漸熔化,無定形部分逐漸增多。其熔點與結晶度和結晶形態(tài)有關。HDP的熔點約為12537,MDPE的熔點約為12634,P的熔點約為101PE的玻璃化溫度(Tg)隨相對分子質量、結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。P在一般環(huán)境下韌性良好,耐低溫性(耐寒性)優(yōu)良,的脆
17、化溫度(Tb)約為-5,隨相對分子質量增大脆化溫度降低,如超高相對分子質量聚乙烯的脆化溫度低于140P的熱變形溫度(TH)較低,不同PE的熱變形溫度也有差別,LD約為380(0。45MP,下同),MPE約為5075,HPE約為6080.PE的最高連續(xù)使用溫度不算太低,LP約為820,MPE約為0511,E為21,均高于和PV。P的熱穩(wěn)定性較好,在惰性氣氛中,其熱分解溫度超過E的比熱容和熱導率較大,不宜作為絕熱材料選用.PE的線脹系數約在(1)0-K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12。表12幾種E熱性能性能LDPELPEHDP超高相對分子質量聚乙烯熔點/熱降解溫度(氮氣
18、)熱變形溫度(0。5Pa)脆化溫度/線性膨脹系數/(10K-1)比熱容/(kgK)1熱導率/ (mK)110511500350-8050621823010。351201230007-100-52537306080-1071161925230421901030075510-7-4電性能P分子結構中沒有極性基團,因此具有優(yōu)異的電性能,幾種PE的電性能見表1。PE的體積電阻率較高,介電常數和介電損耗因數較小,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(質量分數),電性能不受環(huán)境濕度的影響.盡管P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
19、到Y級(工作溫度90)。表-3聚乙烯的電性能性能LDPLLDEDP超高相對分子質量聚乙烯體積電阻率/cm介電常數/Fm1(06H)介電損耗因數(06Hz)介電強度kVm1016225.35000006202。30。00547010162。302。500052802。30.00555?;瘜W穩(wěn)定性PE是非極性結晶聚合物,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.E在室溫下不溶于
20、任何溶劑,但溶度參數相近的溶劑可使其溶脹。隨著溫度的升高,PE結晶逐漸被破壞,大分子與溶劑的作用增強,當達到一定溫度后PE可溶于脂肪烴、芳香烴、鹵代烴等。如DP能溶于6的苯中,HDPE能溶于090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、產生裂紋,最終喪失使用性能。為了防止E的氧化降解,便于貯存、加工和應用,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
21、要求.如需進一步提高耐老化性能,可在E中添加抗氧劑和光穩(wěn)定劑等.衛(wèi)生性PE分子鏈主要由碳、氫構成,本身毒性極低,但為了改善P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。長期與脂肪烴、芳香烴、鹵代烴類物質接觸容易引起溶脹,PE中有些低相對分子質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生一種蠟味,影響食用效果.。1。2聚乙烯的分聚乙烯的生產方法不同,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(LDP)、線型低密度聚乙烯(LLDP)、中密度聚乙烯(
22、MDP)、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,是工業(yè)上常用的聚乙烯,其他分類法有時把MDP歸類于DPE或LDE。按相對分子質量可分為低相對分子質量聚乙烯、普通相對分子質量聚乙烯、超高相對分子質量聚乙烯。按生產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: o denty poythylen,簡稱LPE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.900。925g/m3,質輕,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。
23、分子結構不夠規(guī)整,結晶度較低(55%65),熔點1511D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:Hih Dsity Polytyln,簡稱DE高密度聚乙烯,又稱低壓聚乙烯。無毒、無味、無臭,白色顆粒,分子為線型結構,很少有支化現象,是典型的結晶高聚物。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-170,密度為
24、0。941.960gc3。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7HDPE可采用注射、擠出、吹塑、滾塑等成型方法,生產薄膜制品、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扎帶,繩纜、魚網和編織用纖維、電線電纜等。3.線性低密度聚乙烯英文名稱:iar Lw Dest olyehyen,簡稱LLDE線形低密度聚乙烯被認為是“第三代聚乙烯”的新品種,是乙烯與少量高級-烯烴(如丁烯1、己烯-、辛烯、四甲基戊烯1等)在催化劑作用下,經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。18.935g/cm3.與LDPE相比,具有強度大
25、、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.LLPE可通過注射、擠出、吹塑等成型方法生產農膜、包裝薄膜、復合薄膜、管材、中空容器、電線、電纜絕緣層等。由于不存在長支鏈,LDPE的6570用于制作薄膜.4.中密度聚乙烯英文名稱:diu densiy lyethyene,簡稱MDE中密度聚乙烯是在合成過程中用烯烴共聚,控制密度而成。MPE的密度為92.953g/c3,結晶度為70%0,平均相對分子質量為20萬,拉伸強度為4a,斷裂伸長率為5060,熔融溫度12613,熔體流動速率為。3g/m
26、in,熱變形溫度(.46MPa)9DP可用擠出、注射、吹塑、滾塑、旋轉、粉末成型加工方法,生產工藝參數與DPE和DF相似,常用于管材、薄膜、中空容器等.5.超高相對分子質量聚乙烯英文名稱:utahih moleclar wight pethyene,簡稱UMP超高相對分子質量聚乙烯沖擊強度高,耐疲勞,耐磨,是一種線型結構的具有優(yōu)異綜合性能的熱塑性工程塑料.其相對分子質量達到3060萬,密度9360.9g/cm3,熱變形溫度(。6Ma)8UHWPE因相對分子質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,廣泛應用于機械、運輸、紡織、造紙、礦業(yè)、農業(yè)、化工及體
27、育運動器械等領域,其中以大型包裝容器和管道的應用最為廣泛。另外,由于超高相對分子質量聚乙烯優(yōu)異的生理惰性,已作為心臟瓣膜、矯形外科零件、人工關節(jié)等在臨床醫(yī)學上使用,而且,超高相對分子質量聚乙烯耐低溫性能優(yōu)異,在-0時仍具有較高的沖擊強度,甚至可在26下使用。超高相對分子質量聚乙烯纖維的復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量聚乙烯熔融狀態(tài)的粘度高達1as,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,通過對普通加工設備的改造,已使超高相對分子質量聚乙烯由最初的壓制燒結成型發(fā)展為擠
28、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,其相對分子質量分布窄,分子鏈結構和組成分布均一,具有優(yōu)異的力學性能和光學性能,已被廣泛應用于包裝、電氣絕緣制品等。1。1.3聚乙烯的PE的熔體粘度比PV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注意的幾個問題.聚乙烯屬于結晶性塑料,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,內應力增大。注意選擇澆口
29、位置,防止產生縮孔和變形。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量、密度和結晶度。LDP在180左右, HE在20左右,最高成型加工溫度一般不超過20。熔融狀態(tài)下,PE具有氧化傾向,因而,成型加工中應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,易出現熔體破裂等流動缺陷。制品的結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,應盡量使制品各部分冷卻速率均勻一致,以免產生內應力,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。%),方向性明顯,
30、易變形翹曲,冷卻速度宜慢,模具設冷料穴,并有冷卻系統(tǒng)。軟質塑件有較淺的側凹槽時,可強行脫模。1。.4聚乙烯的聚乙烯屬非極性聚合物,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。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
31、。所謂自增強就是使用特殊的加工成型方法,使得材料內部組織形成伸直鏈晶體,材料內部大分子晶體沿應力方向有序排列,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構相同,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量聚乙烯(UMPE)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)點而得到廣泛應用。如采用經K50偶聯(lián)劑處理的長玻璃纖維(LGF)與PE復合制備的PELGF復合材料,當F加入量為O
32、(質量分數)、長度約為時,復合材料的拉伸強度和沖擊強度分別為52Ma和km.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力使復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E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LDPE-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合,當填充質量分數為2%時,拉伸強度、斷裂伸長率分別提高了13。7MP和174。9。(2)共混改性 共混改性主要目的是改善P的
33、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.共混改性主要是向E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E之間進行共混。PE系列的共混改性.單一組分的E往往很難滿足加工要求,而通過不同種類P之間的共混改性可以獲得性能優(yōu)良的PE材料。如通過LDP與LDPE共混,解決了LP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HDE共混后可以提高產品的綜合性能。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E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E。如LPE聚烯烴彈性
34、體(O)共混物,當E的質量分數為O%時,共混體系的拉伸強度達到最大值,為21.5 MPa。P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合體系的綜合力學性能。但E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E的功能性,如電性能、阻燃性能等,但同時對復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E基體的相容性和界面粘接強度是E填充改性必須面臨的問題,
35、而PE是非極性化合物,與填料相容性差,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有:表面活性劑或偶聯(lián)劑處理技術、低溫等離子體技術、聚合填充技術和原位乳液聚合技術等。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E的性能,同時也具有十分重要的健康環(huán)保意義.2?;瘜W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在PE分子鏈上引入其他鏈節(jié)和功能基團,由此提
36、高材料的力學性能、耐侯性能、抗老化性能和粘接性能等。()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E主鏈上的一種改性方法。接枝改性后的E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。()共聚改性 共聚改性是指通過共聚反應將其他大分子鏈或官能團引入到PE分子鏈中,從而改變E的基本性能。主要改性品種有乙烯丙烯共聚物(塑料)、EV、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其他烯烴(如辛烯P、環(huán)烯烴)共聚物、乙烯不飽和酯共聚物(、 MAA 、EEA、EMA、
37、EA、MAH)等.通過共聚反應,可以改變大分子鏈的柔順性或使原來的基團帶有反應性官能團,可以起到反應性增容劑的作用。(3)交聯(lián)改性 交聯(lián)改性是指在聚合物大分子鏈間形成了化學共價鍵以取代原來的范德華力,由此極大地改善了諸如耐熱性、耐磨性、彈性形變、耐化學藥品性及耐環(huán)境應力開裂性等一系列物理化學性能,適于作大型管材、電纜電線以及滾塑制品等。聚乙烯的交聯(lián)改性方法包括過氧化物交聯(lián)(化學交聯(lián))、高能輻射交聯(lián)、硅烷接枝交聯(lián)、紫外光交聯(lián).()氯化及氯磺化改性 氯化聚乙烯是聚乙烯分子中的仲碳原子被氯原子取代后生成的一種高分子氯化物,具有較好的耐候性、耐臭氧性、耐化學藥品性、耐寒性、阻燃性和優(yōu)良的電絕緣性。主要用作聚氯乙烯的改性劑,以改善聚氯乙烯抗沖擊性能
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