土木工程材料建筑塑料

土木工程材料建筑塑料第1頁/共97頁概述1.塑料

是以聚合物(或樹脂)為主要成分，在一定的溫度、壓力等條件下可塑制成一定形狀，且在常溫下能保持其形狀不變的有機材料。2.塑料的應(yīng)用現(xiàn)狀自20世紀(jì)50年代開始用做建筑材料，在發(fā)達國家建筑上用的塑料已占塑料總產(chǎn)量的30％，已經(jīng)成為繼混凝土、鋼材、木材之后的第四種主要建筑材料。第2頁/共97頁塑料在建筑的應(yīng)用第3頁/共97頁

各種塑料管道衛(wèi)生設(shè)備

塑料裝飾板建筑塑料應(yīng)用范圍

塑料門窗

塑料廚具

泡沫塑料復(fù)合墻體等第4頁/共97頁塑料管道第5頁/共97頁塑鋼門窗第6頁/共97頁塑鋼門窗第7頁/共97頁3.塑料的主要優(yōu)點(3).可加工性好(1).表現(xiàn)密度小(2).比強度高只有0.8—2.2g/cm3，是鋼的1/8—1/4，混凝土的1/3，與木材相近接近或超過鋼材，是一種輕質(zhì)高強材料(4).耐化學(xué)腐蝕性好制成板、管、門窗異型材等，還可切割和“焊接”(5).抗振、吸聲和保溫性好第8頁/共97頁(6).耐水性和耐水蒸氣性強(7).裝飾性強

(8).電絕緣線性好塑料的主要缺點吸水率和透氣性很低易老化、不耐高溫和易燃燃燒后產(chǎn)生大量有毒煙霧可制成各種鮮艷的顏色，可進行印刷、電鍍、壓花等加工，呈現(xiàn)豐富的裝飾效果第9頁/共97頁塑料定義

塑料----以有機合成樹脂(或聚合物)為基礎(chǔ)，再加入添加劑所組成的。塑料分類依據(jù)：組分?jǐn)?shù)目、樹脂性質(zhì)、用途

8.1塑料的組成第10頁/共97頁

單組分塑料聚合物聚乙烯塑料、聚丙稀塑料聚甲基丙稀甲酯塑料（有機玻璃）少量輔助物染料潤滑劑1.塑料根據(jù)其所含的組分?jǐn)?shù)目可分為第11頁/共97頁

如酚醛塑料

聚合物

聚氯乙烯塑料2.多組分塑料

增塑劑、穩(wěn)定劑

大量輔助劑

改性劑、填料

多組分塑料第12頁/共97頁

(1)熱塑性塑料2.按樹脂性質(zhì)分類

(2)熱固性塑料

受熱后形態(tài)性能表現(xiàn)第13頁/共97頁(1)熱塑性塑料受熱后軟化，冷卻后又變硬，軟化和變硬可重復(fù)進行，如聚氯乙烯塑料、聚乙烯塑料等。(2)熱固性塑料加工時受熱軟化，產(chǎn)生化學(xué)變化，逐漸硬化成型，再受熱后不能回復(fù)可塑性狀態(tài)。如酚醛樹脂、不飽和聚酯、有機硅等。第14頁/共97頁(1)通用塑料

應(yīng)用范圍廣、生產(chǎn)量大的塑料品種(2)工程塑料

綜合工程性能良好的各種塑料(3)耐熱塑料能在高溫下工作（100℃～200℃以上）聚氯乙烯、聚苯乙烯聚烯烴、酚醛塑料氨基塑料等聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯ABS等四種聚四氟乙烯聚三氟氯乙烯有機硅樹脂、環(huán)氧樹脂等.3.按使用范圍分類第15頁/共97頁

1.合成樹脂—塑料組成部分,有粘結(jié)劑作用

填充料—塑料中起增強作用增塑劑---提高樹脂塑性和柔性

2.添加劑

固化劑---提高堅硬和穩(wěn)定性

著色劑穩(wěn)定劑—提高抗老化能力建筑塑料基本組成目的：改善塑料的某些性能。不同塑料所加入的添加劑不同。第16頁/共97頁

8.1.1聚合物1.什么是聚合物?

又稱高聚物，或高分子化合物，指的是分子量很大的天然或合成的有機物質(zhì)，由這些物質(zhì)組成的材料又稱為聚合物材料或高分子材料，包括塑料、橡膠和纖維。2.合成高分子材料的分子特征

高分子化合物的分類線型聚合物體型聚合物線型支鏈型第17頁/共97頁圖7-1聚合物分子形狀示意圖

第18頁/共97頁線型結(jié)構(gòu)的合成樹脂----可反復(fù)加熱軟化，冷卻硬化，故稱為熱塑性樹脂。體型結(jié)構(gòu)的合成樹脂-----僅在第一次加熱時軟化，并且分子間產(chǎn)生化學(xué)交聯(lián)而固化，以后再加熱不會軟化，故稱為熱固性樹脂。

第19頁/共97頁聚合物是塑料中的基本組分，一般含量40％－100％，成型后在制品中成為均一的連續(xù)相，聚合物的性能在很大程度上決定了塑料的性能，因此，塑料的名稱也按其所包含的聚合物的名稱來命名。

第20頁/共97頁聚合物分子構(gòu)型聚合物由一種或多種有機小分子通過主價鍵鏈接鏈狀或網(wǎng)狀分子高分子由氯乙烯(分子量為44)聚氯乙烯分子量在50000－150000聚合即:聚合物的合成---是將小的有機單體，通過聚合反應(yīng)，連接成分子量很大的聚合物。第21頁/共97頁

①.改善材料力學(xué)性能的填料劑、增強劑、增塑劑②.改善加工性能的潤滑劑和熱穩(wěn)定劑③.提高耐燃性能的阻燃劑

④.防老化的各種穩(wěn)定劑添加劑的作用8.1.2添加劑第22頁/共97頁8.2常用建筑塑料

塑料在土木工程中常用于制作塑料門窗、管材和型材等。①塑料門窗

全塑門窗----多采用改性聚氯乙烯樹脂

塑料門窗

復(fù)合塑料門窗---如塑鋼門窗

塑料門窗的優(yōu)點：具有隔熱、隔音、氣密性好、耐腐蝕、維護費用較低等優(yōu)點，但其線膨脹系數(shù)較高，硬度較低，不耐磨。第23頁/共97頁②.塑料管材和型材

塑料管有熱塑性塑料管和熱固性塑料管兩大類。

硬質(zhì)聚氯乙烯(UPVC)塑料管聚乙烯（PE）塑料管聚丙烯（PP）塑料管

PPR塑料管聚丁烯（PB）塑料管玻璃鋼（GRP)塑料管的種類第24頁/共97頁8.2.1熱塑性塑料

熱塑性塑料較熱固性塑料一般有質(zhì)輕、耐磨、潤滑性好、著色力強、加工方法多等特點，但耐熱性差、尺寸穩(wěn)定性差、易變形、易老化。

(1).聚氯乙烯(PVC)塑料

(2).聚乙烯(PE)塑料

(3).聚丙烯(PP)塑料

(4).聚苯乙烯(PS)塑料熱塑性塑料第25頁/共97頁8.2.2.1聚氯乙烯（PVC）塑料及其建筑制品

是由乙炔氣體和氯化氫合成氯乙烯，再聚合而成。具有較高的機械強度和較好的耐蝕性。

優(yōu)點：它成本低、產(chǎn)量大，耐久性較好，加入不同添加劑可加工成軟質(zhì)和硬質(zhì)的多種產(chǎn)品。第26頁/共97頁聚氯乙烯（PVC）塑料應(yīng)用：(1).硬質(zhì)PVC(2).PVC塑料管道(3).硬質(zhì)PVC壓力管道(4).塑鋼窗一般采用PVC塑料(5).軟質(zhì)PVC(6).PVC加入一定量的發(fā)泡劑第27頁/共97頁建筑上常用塑料的性能

性能熱塑性塑料熱固性塑料聚氯乙烯(硬)PVC聚氯乙烯(軟)聚乙烯PE聚苯乙烯PS聚丙烯PP酚醛有機硅密度/(g?cm-3)1.35～1.451.3～1.70.921.04～1.07０.90～0.911.25～1.361.65～2.00拉伸強度／ＭPa35～657～2511～1335～6330～6349～56＿伸長率/%20～40200～400200～5501～1.3>2001.O～1.5＿抗壓強度/MPa55～907～12.5＿80～11039～5670～210110～170抗彎強度／ＭPa70～110＿＿55～11042～5685～10548～54彈性模量/GPa２５００～４２００＿130～250２８００～４２００＿５３００～７０００＿線膨脹系數(shù)10－５/℃－１5～18.5＿16～186～810.8～11.25～6.O5～5.8耐熱/℃50～7065～8010065～95100～120120300耐溶劑性溶于環(huán)己酮溶于環(huán)己酮室溫下無溶劑溶于芳香族溶劑室溫下無溶劑不溶于任何溶劑溶于芳香族溶劑第28頁/共97頁(1).硬質(zhì)PVC是建筑上最常用的一種塑料，力學(xué)強度較高，適于做給排水管道、瓦樓板、門窗、裝飾板、建筑零配件等。(2).PVC塑料管道較金屬管道具有質(zhì)量輕、耐腐蝕、不易結(jié)垢、不生銹、輸送效率高、安裝維修簡便等特點。(3).硬質(zhì)PVC壓力管道可用于民用住宅室內(nèi)供水系統(tǒng)，非壓力管道主要用于排水排污系統(tǒng)。(4).塑鋼窗一般采用PVC塑料，塑鋼窗有良好的隔熱性、氣密性，而且不必用油漆維修。第29頁/共97頁PVC管材第30頁/共97頁(5).軟質(zhì)PVC可擠壓、注射成薄板、薄膜、管道、壁紙、墻布、地板磚等，還可磨細懸浮于增塑劑中制成低粘度的增塑溶膠，作為噴塑或涂刷于屋面、金屬構(gòu)件上的防水防蝕材料。(6).PVC加入一定量的發(fā)泡劑可制成PVC泡沫塑料，是一種新型軟質(zhì)保溫隔熱、吸聲防振材料。第31頁/共97頁從美國引進的塑料門窗組裝設(shè)備第32頁/共97頁第33頁/共97頁PVC管道第34頁/共97頁PVC塑料拉鏈及單壁波紋管第35頁/共97頁

PVC薄片（用于包裝、雨衣）第36頁/共97頁PVC硬板（廣泛用于化工電子工業(yè)）冷卻塔第37頁/共97頁聚氯乙烯(PVC)塑鋼門窗第38頁/共97頁聚氯乙烯

(PVC)管材第39頁/共97頁PVC下水管破裂原因分析廣東某企業(yè)生產(chǎn)硬聚氯乙烯下水管，在廣東省許多建筑工程中被使用，由于其質(zhì)量優(yōu)良而受到廣泛的好評，當(dāng)該產(chǎn)品外銷到北方時，施工隊反應(yīng)在冬季進行下水管安裝時，經(jīng)常發(fā)生水管破裂的現(xiàn)象。

分析：

經(jīng)技術(shù)專家現(xiàn)場分析，認為主要是由于水管的配方所致，因為該水管主要是在南方建筑工程上使用，由于南方常年的溫度都比較高，該PVC的抗沖擊強度可以滿足實際使用要求，但到北方的冬天，溫度會下降到零下幾十度，這時PVC材料變硬、變脆，抗沖擊強度已達不到要求。北方市場的PVC下水管需要重新進行配方，生產(chǎn)廠家經(jīng)改進配方，在PVC配方中多加抗沖擊改性劑，解決了水管易破裂的問題。第40頁/共97頁8.2.1.2.聚乙烯（PE）塑料及其建筑制品

聚乙烯是一種結(jié)晶性聚合物，是由乙烯聚合而成。

PE為白色蠟狀半透明材料，柔而韌，比水輕，無毒。

PE生產(chǎn)的建筑塑料制品有管道、冷水箱，制成柔軟薄膜可用于防水工程。

PE塑料主要用于噴涂金屬表面作為防蝕耐磨層。第41頁/共97頁用聚乙烯制成的各種打包帶第42頁/共97頁聚乙烯塑澆地管或消防軟管第43頁/共97頁吹膜機(聚乙烯塑料薄膜)第44頁/共97頁各種聚乙烯塑料接頭第45頁/共97頁平開塑鋼門、

推拉門系列(聚乙烯)第46頁/共97頁高密度聚乙烯塑料管低密度聚乙烯塑料管第47頁/共97頁8.2.1.3聚丙烯（PP）塑料及其建筑制品

聚丙烯(PP)為白色蠟狀材料，外觀與聚乙烯相近，但密度比PE?。s為0.9g/cm3，透明度也大一些。

PP的拉伸強度高于PE(聚乙烯)、聚苯乙烯(PS)．且其耐熱性優(yōu)于PE，在100℃時抗拉強度仍保留50％以上。

PP常用來生產(chǎn)管道、容器、建筑零件、耐腐蝕襯板等。第48頁/共97頁PP塑料杯第49頁/共97頁聚丙烯塑料通風(fēng)機第50頁/共97頁聚丙烯冷卻塔第51頁/共97頁8.2.1.4聚苯乙烯（PS）塑料及其建筑制品

聚苯乙烯是非結(jié)晶聚合物，透明度高達88％－90％，有光澤。

PS的機械性能較高，但脆性大。

PS導(dǎo)熱系數(shù)不隨溫度變化，具有高的絕熱性能，所以主要用于制作泡沫隔熱材料。第52頁/共97頁分子結(jié)構(gòu)第53頁/共97頁聚苯乙烯泡沫塑料夾心板

廣泛應(yīng)用于建筑物的墻體、屋面、裝飾及組合冷庫等。第54頁/共97頁

廣泛用于制冷設(shè)備和冷藏設(shè)備中，如冷凍機、冷風(fēng)機、冷風(fēng)管道、冷凍車間、冷藏車、冷藏庫、冷藏船艙等等。鋼絲網(wǎng)架聚苯乙烯泡沫塑料夾芯板第55頁/共97頁用于冷藏庫的PS泡沫塑料夾心板廣泛用于制冷設(shè)備和冷藏設(shè)備中，如冷凍機、冷風(fēng)機、冷風(fēng)管道、冷凍車間、冷藏車、冷藏庫、冷藏船艙等等。第56頁/共97頁用于包裝PS材料廣泛用于各種精密儀器、儀表、貴重物品、水產(chǎn)品、水果等的包裝第57頁/共97頁用于建筑物外墻保溫建筑物外墻保溫，由阻燃聚苯乙烯泡沫板材，膠粘劑及罩面材料組成，可以起到保溫節(jié)能作用。第58頁/共97頁用于裝璜造型聚苯乙烯泡沫塑料質(zhì)輕、極易進行切割、雕刻、粘結(jié)制成各種復(fù)雜開頭的模型。廣泛用于展覽、商店的裝璜、造型材料、也可用來制作各種教學(xué)模型。第59頁/共97頁用于管道保溫聚苯乙烯泡沫塑料無毒、無腐蝕性、吸水性小、體輕、保溫、模具成型、搞酸堿腐蝕，可用于各種用途的管道保溫。第60頁/共97頁用于地面保溫高密度的聚苯乙烯泡沫塑料板材具有很好的強度，可以承受一定荷載，保溫隔熱，價格便宜，可用于冷庫的鋪地材料。第61頁/共97頁用于屋面保溫聚苯乙烯泡沫板材與其它屋面材料結(jié)合在一起，組成屋面覆蓋系統(tǒng)，可以起到保溫隔熱、節(jié)約能源的作用。第62頁/共97頁聚苯乙烯夾心板屋面第63頁/共97頁8.2.2熱固性塑料熱固性塑料較熱塑性塑料耐熱好，剛性大，制品尺寸穩(wěn)定性好。

熱固性塑料（1）酚醛（PF）塑料（2）聚酯（UP）塑料（3）環(huán)氧（EP）塑料（4）有機硅（SI）塑料第64頁/共97頁8.2.2.1酚醛（PF）塑料及其建筑制品

酚類化合物和醛類化合物縮聚而成的聚合物稱為酚醛樹脂。

(1).將熱固性酚醛樹脂加入木粉填料可模壓成用于電工器材的“電木”。(2).將各種片狀填料(棉布、玻璃布、石棉布、紙等)浸以熱固性酚醛樹酯，可熱壓成各種層壓板和玻璃纖維增強塑料。第65頁/共97頁酚醛塑料成品適用于制造低壓電器、絕緣結(jié)構(gòu)件、日用制品等。

第66頁/共97頁第67頁/共97頁第68頁/共97頁第69頁/共97頁第70頁/共97頁8.2.2.2聚酯（UP）塑料及其建筑制品UP的優(yōu)點：加工方便，可以在室溫下固化，可在不加壓或低壓下成型。UP主要用途：可制作玻璃纖維增強塑料、涂料和聚酯裝飾板等。第71頁/共97頁聚酯薄膜帶上海吉亞國際貿(mào)易有限公司第72頁/共97頁瓶及紡織產(chǎn)品

將回收廢棄聚脂塑料瓶(可樂瓶、礦泉水瓶等)經(jīng)挑選、分離、粗碎、清洗、作為生產(chǎn)主原料。脫水、包裝等工序，成為聚脂瓶碎片第73頁/共97頁

聚脂粘合膠帶系列是根據(jù)變壓器線圈的隔層、外部絕緣等用途開發(fā)的膠帶。第74頁/共97頁聚酯帆布輸送帶第75頁/共97頁8.2.2.3環(huán)氧（EP）塑料及其建筑制品（1）環(huán)氧樹脂(EP)未固化時是高粘度液體或脆性固體，易溶于丙酮或二甲苯等溶劑。加入固化劑后可在室溫和高溫下固化，固化后具有堅韌、收縮率小、耐水、耐化學(xué)院蝕等特點。（2）EP最大的特點是與各種材料均有很強的