最新土木工程材料 第八章 建筑塑料幻灯片.ppt

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1、 是以聚合物是以聚合物(或树脂或树脂)为主要成分，在一定的温为主要成分，在一定的温度、压力等条件下可塑制成一定形状，且在常温下度、压力等条件下可塑制成一定形状，且在常温下能保持其形状不变的有机材料。能保持其形状不变的有机材料。 自自20世纪世纪50年代开始用做建筑材料，在发达国年代开始用做建筑材料，在发达国家建筑上用的塑料已占塑料总产量的家建筑上用的塑料已占塑料总产量的30，已经成已经成为继混凝土、钢材、木材之后的为继混凝土、钢材、木材之后的第四种第四种主要建筑材主要建筑材料料。(6).(6).耐水性和耐水蒸气性强耐水性和耐水蒸气性强(7).(7).装饰性强装饰性强(8).(8).电绝缘线性好

2、电绝缘线性好塑料定义塑料定义 以有机合成树脂以有机合成树脂(或聚合物或聚合物)为基础，再为基础，再加入添加剂所组成的。加入添加剂所组成的。塑料分类塑料分类 依据：依据：组分数目、组分数目、 树脂性质、用途树脂性质、用途8.18.1塑料的组成塑料的组成 (1) 热塑性塑料热塑性塑料 (2) 热固性塑料热固性塑料 (1) (1) 热塑性塑料热塑性塑料 受热后软化，冷却后又变硬，软化和变硬可重受热后软化，冷却后又变硬，软化和变硬可重复进行，如聚氯乙烯塑料、聚乙烯塑料等。复进行，如聚氯乙烯塑料、聚乙烯塑料等。(2) (2) 热固性塑料热固性塑料 加工时受热软化，产生化学变化，逐渐硬化成加工时受热软化，

3、产生化学变化，逐渐硬化成型，再受热后不能回复可塑性状态。型，再受热后不能回复可塑性状态。 如酚醛树脂、不饱和聚酯、有机硅等。如酚醛树脂、不饱和聚酯、有机硅等。(1)(1)通用塑料通用塑料 应用范围广、生应用范围广、生产量大的塑料品种产量大的塑料品种(2)(2)工程塑料工程塑料 综合工程性能综合工程性能良好的各种塑料良好的各种塑料(3)(3)耐热塑料耐热塑料 能在高温下工作能在高温下工作（100100200200以上）以上）聚氯乙烯、聚苯乙烯聚氯乙烯、聚苯乙烯聚烯烃、酚醛塑料聚烯烃、酚醛塑料氨基塑料等氨基塑料等聚甲醛、聚酰胺、聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯聚碳酸酯ABS等四种等四种聚四氟乙烯聚四氟乙烯

4、聚三氟氯乙烯聚三氟氯乙烯有机硅树脂、有机硅树脂、环氧树脂等环氧树脂等. 8.1.1 8.1.1 聚合物聚合物 又称高聚物，或高分子化合物，指的是分子量很大又称高聚物，或高分子化合物，指的是分子量很大的天然或合成的有机物质，由这些物质组成的材料又的天然或合成的有机物质，由这些物质组成的材料又称为聚合物材料或高分子材料，包括塑料、橡胶和纤称为聚合物材料或高分子材料，包括塑料、橡胶和纤维。维。 高分子化合物的分类高分子化合物的分类线型聚合物线型聚合物体型聚合物体型聚合物线型线型支链型支链型图图7-1 聚合物分子形状示意图聚合物分子形状示意图 线型结构的合成树脂线型结构的合成树脂-可反复加热软化，冷可

5、反复加热软化，冷却硬化，却硬化，故称为热塑性树脂。故称为热塑性树脂。 体型结构的合成树脂体型结构的合成树脂-仅在第一次加热时仅在第一次加热时软化，并且分子间产生化学交联而固化，以软化，并且分子间产生化学交联而固化，以后再加热不会软化，后再加热不会软化，故称为热固性树脂。故称为热固性树脂。是塑料中的基本组分，一般含是塑料中的基本组分，一般含量量40100，成型后在制品中成为均一，成型后在制品中成为均一的连续相，聚合物的性能在很大程度上决的连续相，聚合物的性能在很大程度上决定了塑料的性能，因此，塑料的名称也按定了塑料的性能，因此，塑料的名称也按其所包含的聚合物的名称来命名。其所包含的聚合物的名称来

6、命名。聚合物分子构型聚合物分子构型通过主价键链接通过主价键链接即即: :聚合物的合成聚合物的合成-是将小的有机单体，通过聚合反应，是将小的有机单体，通过聚合反应，连接成分子量很大的聚合物。连接成分子量很大的聚合物。 . .改善材料力学性能的填料剂、增强剂、增塑剂改善材料力学性能的填料剂、增强剂、增塑剂 . .改善加工性能的润滑剂和热稳定剂改善加工性能的润滑剂和热稳定剂 . .提高耐燃性能的阻燃剂提高耐燃性能的阻燃剂 . .防老化的各种稳定剂防老化的各种稳定剂添加剂添加剂的作用的作用 8.1.28.1.2添加剂添加剂8.28.2常用建筑塑料常用建筑塑料 塑料在土木工程中常用于制作塑料门窗、管材塑

7、料在土木工程中常用于制作塑料门窗、管材和型材等。和型材等。 塑料门窗塑料门窗全塑门窗全塑门窗-多采用改性聚氯乙烯树脂多采用改性聚氯乙烯树脂 复合塑料门窗复合塑料门窗-如塑钢门窗如塑钢门窗 塑料门窗的优点：塑料门窗的优点：具有隔热、隔音、气密性好、具有隔热、隔音、气密性好、耐腐蚀、维护费用较低等优点，但其线膨胀系数较耐腐蚀、维护费用较低等优点，但其线膨胀系数较高，硬度较低，不耐磨。高，硬度较低，不耐磨。 . .塑料管材和型材塑料管材和型材 塑料管有塑料管有热塑性塑料管热塑性塑料管和和热固性塑料管热固性塑料管两大类。两大类。 硬质聚氯乙烯硬质聚氯乙烯(UPVC)塑料管塑料管 聚乙烯（聚乙烯（PE）

8、塑料管）塑料管 聚丙烯（聚丙烯（PP）塑料管）塑料管 PPR塑料管塑料管 聚丁烯（聚丁烯（PB）塑料管）塑料管 玻璃钢（玻璃钢（GRP )8.2.18.2.1热塑性塑料热塑性塑料 热塑性塑料较热固性塑料一般有质轻、耐磨、热塑性塑料较热固性塑料一般有质轻、耐磨、润滑性好、着色力强、加工方法多等特点，但耐润滑性好、着色力强、加工方法多等特点，但耐热性差、尺寸稳定性差、易变形、易老化。热性差、尺寸稳定性差、易变形、易老化。 (1). 聚氯乙烯聚氯乙烯(PVC)塑料塑料 (2). 聚乙烯聚乙烯(PE)塑料塑料 (3). 聚丙烯聚丙烯(PP)塑料塑料 (4). 聚苯乙烯聚苯乙烯(PS)塑料塑料8.2.2

9、.18.2.2.1聚氯乙烯（聚氯乙烯（PVCPVC）塑料及其建筑制品）塑料及其建筑制品 是由乙炔气体和氯化氢合成氯乙烯，是由乙炔气体和氯化氢合成氯乙烯， 再聚合再聚合而成。具有较高的机械强度和较好的耐蚀性。而成。具有较高的机械强度和较好的耐蚀性。 它成本低、产量大，耐久性较好，加入不同添它成本低、产量大，耐久性较好，加入不同添加剂可加工成软质和硬质的多种产品。加剂可加工成软质和硬质的多种产品。聚氯乙烯（聚氯乙烯（PVCPVC）塑料应用）塑料应用：建筑上常用塑料的性能建筑上常用塑料的性能 聚氯乙烯聚氯乙烯( (硬硬)PVC)PVC聚氯乙烯聚氯乙烯( (软软) )聚乙烯聚乙烯P EP E聚苯乙烯聚

10、苯乙烯P SP S聚丙烯聚丙烯P PP P酚醛酚醛有机硅有机硅密度密度/(/(g gcmcm-3-3) )1.351.351 1.45.451.31.31.71.70.920.921.041.041.071.07.90.900.910.911.251.251.361.361.651.652.002.00拉伸强度拉伸强度PaPa353565657 7252511111313353563633030636349495656伸长率伸长率/%/%202040402002004004002002005505501 11.31.32002001.O1.O1.51.5抗压强度抗压强度/MPa/MPa5555

11、90907 712.512.58080110110393956567070210210110110170170抗弯强度抗弯强度PaPa7070110110555511011042425656858510510548485454弹性模量弹性模量/GPa/GPa130130250250线膨胀系线膨胀系数数1010/ /5 518.518.5161618186 68 810.810.811.211.25 56.O6.O5 55.85.8耐热耐热/ /505070706565808010010065659595100100120120120120300300耐溶剂性耐溶剂性溶于环己溶于环己酮酮溶于环己

12、溶于环己酮酮室温下室温下无无溶剂溶剂溶于芳香溶于芳香族溶剂族溶剂室温下无室温下无溶剂溶剂不溶于任不溶于任何溶剂何溶剂溶于芳香溶于芳香族溶剂族溶剂是建筑上最常用的一种塑料，力学强是建筑上最常用的一种塑料，力学强度较高，适于做给排水管道、瓦楼板、门窗、装度较高，适于做给排水管道、瓦楼板、门窗、装饰板、建筑零配件等。饰板、建筑零配件等。较较金属管道具有质量轻、耐腐蚀、金属管道具有质量轻、耐腐蚀、不易结垢、不生锈、输送效率高、安装维修简便不易结垢、不生锈、输送效率高、安装维修简便等特点。等特点。可用于民用住宅室内供水系可用于民用住宅室内供水系统，非压力管道主要用于排水排污系统。统，非压力管道主要用于排

13、水排污系统。，塑钢窗有良好的隔塑钢窗有良好的隔热性、气密性，而且不必用油漆维修。热性、气密性，而且不必用油漆维修。PVCPVC管材管材可可挤压、注射成薄板、薄膜、挤压、注射成薄板、薄膜、管道、壁纸、墙布、地板砖等，还可磨细悬管道、壁纸、墙布、地板砖等，还可磨细悬浮于增塑剂中制成低粘度的增塑溶胶，作为浮于增塑剂中制成低粘度的增塑溶胶，作为喷塑或涂刷于屋面、金属构件上的防水防蚀喷塑或涂刷于屋面、金属构件上的防水防蚀材料。材料。可制成可制成PVC泡泡沫塑料，是一种新型软质保温隔热、吸声防沫塑料，是一种新型软质保温隔热、吸声防振材料。振材料。从美国引进的塑料门窗组装设备从美国引进的塑料门窗组装设备PV

14、CPVC管道管道PVCPVC塑料拉链及单壁波纹管塑料拉链及单壁波纹管 PVCPVC薄片（用于包装、雨衣）薄片（用于包装、雨衣）PVCPVC硬板（广泛用于化工电子工业）硬板（广泛用于化工电子工业）聚氯乙烯聚氯乙烯(PVC)(PVC)塑钢门窗塑钢门窗聚氯乙烯聚氯乙烯(PVC)(PVC)管材管材PVCPVC下水管破裂原因分析下水管破裂原因分析 广东某企业生产硬聚氯乙烯下水管，在广东省许多建筑广东某企业生产硬聚氯乙烯下水管，在广东省许多建筑工程中被使用，由于其质量优良而受到广泛的好评，当工程中被使用，由于其质量优良而受到广泛的好评，当该产品外销到北方时，施工队反应在冬季进行下水管安该产品外销到北方时，

15、施工队反应在冬季进行下水管安装时，经常发生水管破裂的现象。装时，经常发生水管破裂的现象。 经技术专家现场分析，认为主要是由于水管的配经技术专家现场分析，认为主要是由于水管的配方所致，因为该水管主要是在南方建筑工程上使用，由方所致，因为该水管主要是在南方建筑工程上使用，由于南方常年的温度都比较高，该于南方常年的温度都比较高，该PVCPVC的抗冲击强度可以的抗冲击强度可以满足实际使用要求，但到北方的冬天，温度会下降到零满足实际使用要求，但到北方的冬天，温度会下降到零下几十度，这时下几十度，这时PVCPVC材料变硬、变脆，抗冲击强度已达材料变硬、变脆，抗冲击强度已达不到要求。北方市场的不到要求。北方

16、市场的PVCPVC下水管需要重新进行配方，下水管需要重新进行配方，生产厂家经改进配方，在生产厂家经改进配方，在PVCPVC配方中多加抗冲击改性剂，配方中多加抗冲击改性剂，解决了水管易破裂的问题解决了水管易破裂的问题8.2.1.2.8.2.1.2.聚乙烯（聚乙烯（PEPE）塑料及其建筑制品）塑料及其建筑制品 是一种结晶性聚合物，是由乙烯聚合而成。是一种结晶性聚合物，是由乙烯聚合而成。 PE为白色蜡状半透明材料，柔而韧，比水轻，无为白色蜡状半透明材料，柔而韧，比水轻，无毒。毒。 PE生产的建筑塑料制品有管道、冷水箱，制成柔生产的建筑塑料制品有管道、冷水箱，制成柔软薄膜可用于防水工程。软薄膜可用于防

17、水工程。 PE塑料主要用于喷涂金属表面作为防蚀耐磨层。塑料主要用于喷涂金属表面作为防蚀耐磨层。用聚乙烯制成用聚乙烯制成的各种打包带的各种打包带 聚乙烯塑聚乙烯塑 浇地管或消防软管浇地管或消防软管吹膜机吹膜机( (聚乙烯塑料薄膜聚乙烯塑料薄膜) ) 各各种种聚聚乙乙烯烯塑塑料料接接头头平开塑钢门、平开塑钢门、推拉门系列推拉门系列( (聚乙烯聚乙烯) )高密度聚乙烯塑料管高密度聚乙烯塑料管低密度聚乙烯塑料管8.2.1.38.2.1.3聚丙烯（聚丙烯（PPPP）塑料及其建筑制品）塑料及其建筑制品 为白色蜡状材料，外观与聚乙为白色蜡状材料，外观与聚乙烯相近，但密度比烯相近，但密度比PE小约为小约为0.

18、9g/cm3，透，透明度也大一些。明度也大一些。 的拉伸强度高于的拉伸强度高于、且其耐热性优于且其耐热性优于，在，在100时抗拉时抗拉强度仍保留强度仍保留50以上。以上。 常用来生产管道、容器、建筑零件、常用来生产管道、容器、建筑零件、耐腐蚀衬板等。耐腐蚀衬板等。PPPP塑料杯塑料杯聚丙烯塑料通风机聚丙烯塑料通风机聚聚丙丙烯烯冷冷却却塔塔8.2.1.48.2.1.4聚苯乙烯（聚苯乙烯（PSPS）塑料及其建筑制品）塑料及其建筑制品 聚苯乙烯聚苯乙烯是非结晶聚合物是非结晶聚合物，透明度高达，透明度高达8890，有光泽。，有光泽。 PS的机械性能较高，但脆性大。的机械性能较高，但脆性大。 PS导热系

19、数不随温度变化，具有高的绝热导热系数不随温度变化，具有高的绝热性能，所以主要用于制作性能，所以主要用于制作泡沫隔热材料泡沫隔热材料。分子结构分子结构聚苯乙烯泡沫塑料夹心板聚苯乙烯泡沫塑料夹心板 广泛应用于建筑物的墙体、屋面、装饰及组合冷库等。广泛应用于建筑物的墙体、屋面、装饰及组合冷库等。 广泛用于制冷设备和冷藏设备中，如冷冻机、冷风广泛用于制冷设备和冷藏设备中，如冷冻机、冷风机、冷风管道、冷冻车间、冷藏车、冷藏库、冷藏机、冷风管道、冷冻车间、冷藏车、冷藏库、冷藏船舱等等。船舱等等。钢丝网架聚苯乙烯泡沫塑料夹芯板钢丝网架聚苯乙烯泡沫塑料夹芯板用于冷藏库的用于冷藏库的PSPS泡沫塑料夹心板泡沫塑

20、料夹心板 广泛用于制冷设备和冷藏设备中，如冷冻机、冷风机、广泛用于制冷设备和冷藏设备中，如冷冻机、冷风机、冷风管道、冷冻车间、冷藏车、冷藏库、冷藏船舱等冷风管道、冷冻车间、冷藏车、冷藏库、冷藏船舱等等。等。用于包装用于包装PSPS材料材料 广泛用于各种精密仪器、仪表、贵重物品、广泛用于各种精密仪器、仪表、贵重物品、水产品、水果等的包装水产品、水果等的包装 用于建筑物外墙保温用于建筑物外墙保温 建筑物外墙保温，由阻燃聚苯乙烯泡沫板材，建筑物外墙保温，由阻燃聚苯乙烯泡沫板材，胶粘剂及罩面材料组成，可以起到保温节能作用。胶粘剂及罩面材料组成，可以起到保温节能作用。 用于装璜造型用于装璜造型 聚苯乙烯

21、泡沫塑料质轻、极易进行切割、雕刻、粘结制聚苯乙烯泡沫塑料质轻、极易进行切割、雕刻、粘结制成各种复杂开头的模型。广泛用于展览、商店的装璜、成各种复杂开头的模型。广泛用于展览、商店的装璜、造型材料、也可用来制作各种教学模型。造型材料、也可用来制作各种教学模型。 用于管道保温用于管道保温 聚苯乙烯泡沫塑料无毒、无腐蚀性、吸水性小、体轻、聚苯乙烯泡沫塑料无毒、无腐蚀性、吸水性小、体轻、保温、模具成型、搞酸碱腐蚀，可用于各种用途的管道保温、模具成型、搞酸碱腐蚀，可用于各种用途的管道保温。保温。 用于地面保温用于地面保温 高密度的聚苯乙烯泡沫塑料板材具有很好的强度，可以高密度的聚苯乙烯泡沫塑料板材具有很好

22、的强度，可以承受一定荷载，保温隔热，价格便宜，可用于冷库的铺承受一定荷载，保温隔热，价格便宜，可用于冷库的铺地材料。地材料。 用于屋面保温用于屋面保温 聚苯乙烯泡沫板材与其它屋面材料结合在一起，组聚苯乙烯泡沫板材与其它屋面材料结合在一起，组成屋面覆盖系统，可以起到保温隔热、节约能源的成屋面覆盖系统，可以起到保温隔热、节约能源的作用。作用。 聚苯乙烯夹心板屋面聚苯乙烯夹心板屋面8.2.28.2.2热固性塑料热固性塑料 热固性塑料较热塑性塑料耐热好，刚性大，热固性塑料较热塑性塑料耐热好，刚性大，制品尺寸稳定性好。制品尺寸稳定性好。 （1）酚醛（）酚醛（PF）塑料）塑料（2）聚酯（）聚酯（UP）塑料

23、）塑料（3）环氧（）环氧（EP）塑料）塑料（4）有机硅（）有机硅（SI）塑料）塑料8.2.2.18.2.2.1酚醛（酚醛（PFPF）塑料及其建筑制品）塑料及其建筑制品酚类化合物和醛类化合物缩聚而成的聚合物酚类化合物和醛类化合物缩聚而成的聚合物l (1).将热固性酚醛树脂加入木粉填料可模压成用于将热固性酚醛树脂加入木粉填料可模压成用于电工器材的电工器材的“电木电木”。l (2).将各种片状填料将各种片状填料(棉布、玻璃布、石棉布、纸等棉布、玻璃布、石棉布、纸等)浸以热固性酚醛树酯，可热压成各种层压板和玻璃浸以热固性酚醛树酯，可热压成各种层压板和玻璃纤维增强塑料。纤维增强塑料。酚醛塑料成品酚醛塑料

24、成品适用于制造低压电适用于制造低压电器、绝缘结构件、器、绝缘结构件、日用制品等。日用制品等。 8.2.2.28.2.2.2聚酯（聚酯（UPUP）塑料及其建筑制品）塑料及其建筑制品 加工方便，可以在室温下固化，可在不加加工方便，可以在室温下固化，可在不加压或低压下成型。压或低压下成型。 可制作玻璃纤维增强塑料、涂料和聚酯装可制作玻璃纤维增强塑料、涂料和聚酯装饰板等。饰板等。聚聚酯酯薄薄膜膜带带上上海海吉吉亚亚国国际际贸贸易易有有限限公公司司瓶及纺织产品瓶及纺织产品 将回收废弃聚脂塑料瓶将回收废弃聚脂塑料瓶(可乐可乐瓶、矿泉水瓶等瓶、矿泉水瓶等)经挑选、经挑选、分离、粗碎、清洗、作为生分离、粗碎、

25、清洗、作为生产主原料。脱水、包装等工产主原料。脱水、包装等工序，成为聚脂瓶碎片序，成为聚脂瓶碎片 聚脂粘合胶带系列是根据变压器线圈的隔层、外聚脂粘合胶带系列是根据变压器线圈的隔层、外部绝缘等用途开发的胶带。部绝缘等用途开发的胶带。聚酯帆布输送带聚酯帆布输送带8.2.2.38.2.2.3环氧（环氧（EPEP）塑料及其建筑制品）塑料及其建筑制品未固化时是高粘度液体或脆性固未固化时是高粘度液体或脆性固体，易溶于丙酮或二甲苯等溶剂。加入固化剂后可在体，易溶于丙酮或二甲苯等溶剂。加入固化剂后可在室温和高温下固化，固化后具有坚韧、收缩率小、耐室温和高温下固化，固化后具有坚韧、收缩率小、耐水、耐化学院蚀等特

26、点。水、耐化学院蚀等特点。EP最大的最大的是与各种材料均有很强的粘结力。是与各种材料均有很强的粘结力。 制作玻璃纤维增强塑料，更重要是用于做粘合剂。制作玻璃纤维增强塑料，更重要是用于做粘合剂。环环氧氧地地坪坪 水性环氧地平涂料水性环氧地平涂料环氧防腐涂料环氧防腐涂料环氧配制导弹上涂料环氧配制导弹上涂料 8.2.2.48.2.2.4有机硅（有机硅（SiSi）塑料及其建筑制品）塑料及其建筑制品有机硅塑料的主要特点：有机硅塑料的主要特点：。有有机机硅硅布布8.2.38.2.3玻璃纤维增强塑料玻璃纤维增强塑料 密度小，强度大，比强度很高，接近甚至超过密度小，强度大，比强度很高，接近甚至超过高级合金钢，因此得名高级合金钢，因此得名“玻璃钢玻璃钢”。玻璃钢的比强。玻璃钢的比强度为钢的度为钢的45倍，这对于高层建筑和空间结构有特倍，这对于高层建筑和空间结构有特别重要的意义。别重要的意义。玻玻璃璃钢钢系系列列 运运动动系系列列休休闲闲系系列列游乐设施游乐设施玻玻璃璃钢钢冷冷却却塔塔97 结束语结束语