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文本内容:
模块8高分子聚合物材料思考与练习
1.什么是高分子聚合物材料主要品种有哪些?高分子聚合物也称高分子化合物,是指分子量很大一般可达几万、几十万,甚至上百万并由共价键连接的一类化合物,简称高聚物
2.高聚物材料的性能特点有哪些?在道路工程中如何对其进行应用?工程用高分子聚合物材料具有如下性质1质轻工程用高聚物材料的密度只有钢材的1/8〜1/4,铝的1/2,可以大大减轻劳动强度,提高安装工效,而且能够很大程度上减轻工程结构物自重用高聚物制成的复合材料,其比强度甚至超过钢材,是极好的轻质高强材料2优异的耐腐蚀性能高聚物材料能够承受多种腐蚀性介质的侵蚀,不霉不蛀,防腐蚀性能优于金属和无机材料,特别适合于潮湿、腐蚀环境或有白蚁的地区3具有优良的使用功能高聚物材料的种类本来就很多,还可以通过配方和改性改变它们的性能,因此应用很广泛如利用其憎水的特性,可以做成很好的防水材料;利用其导热率小的特性,可以制成很好的绝热、保温材料又如,隧道、矿坑发生裂缝、渗漏时,注入高聚物灌浆材料,即可形成隔断屏障,及时止水;道路或铁路路基地基下陷,向土壤中灌注高聚物材料也能使地基加固,从而解决施工上的难题4优良的加工性能高聚物材料可以用各种方法成形,且加工性能优良其可以加工成纤维、薄膜、板材、管材,尤其是易加工成断面复杂的异型板材和管材高聚物材料除了具有上述优点外,还存在如下缺点1易老化高聚物材料不可避免地会发生老化现象其可以通过适当的配方技术和加工技术,在应用过程中采取适当措施来提高其使用寿命2具有可燃性大部分高聚物材料不仅可燃,而且在燃烧时放烟量大,甚至产生有害气体其可以通过特殊的配方技术,如加入阻燃剂、无机填料等可使其符合防火要求3刚性较小由于高聚物材料是一种黏弹性材料,在应力作用下会发生蠕变其必须选择合适的材料制成特殊结构的复合材料才能作为结构构件使用
3.什么是土工布其性能特点是什么?在道路工程中如何对其进行应用?土工布是以高分子聚合物为原料的新型建筑材料,是具有透水性的布状织物织物的成分是人造高聚物,常用的有聚丙烯丙纶、聚酯涤纶、聚乙烯、聚酰胺锦纶、尼龙和聚偏二氯乙烯等土工布的特点1抗拉强度高由于使用塑料纤维,所以在干湿状态下都能保持充分的抗拉强度和伸长量2耐腐蚀土工布在不同酸碱度的泥土及水中能长久地耐腐蚀3透水性好土工布在纤维间有空隙,故有良好的渗水性能4抗微生物性好土工布遇微生物、虫蛀均不受损害5施工方便由于土工布材质轻、柔,故运送、铺设、施工均很方便6规格齐全土工布的幅宽可达9m,是目前国内最宽的产品,单位面积质量为100—1000g/m20土工布的应用1土工布用作挡土墙回填中的加筋,用于锚固挡土墙的面板或修筑包裹式挡土墙或桥台2土工布加固柔性路面,修补道路上的裂缝,防止路面反射裂缝3土工布增加碎石边坡及加筋土的稳定性,防止水土流失和低温时土体的冻害4公路包括临时道路、铁路、堤岸、土石坝、机场、运动场等工程中用以加强软弱地基5土工布用在人工填土、堆石或材料场与地基的隔离层,起不同冻土层之间的隔离、反滤和加固作用6土工布用于储灰坝或尾矿坝的初期上游坝面的滤层,挡土墙回填土中排水系统的滤层7土工布用于排水暗管周边或碎石排水暗沟周边的滤层8土工布用于水利工程中水井、减压井或斜压管的滤层9土工布用于公路、机场、铁路道渣和人工堆石等与地基之间的土工织物的隔离层10土工布用于土坝内部垂直或水平排水,埋入土体中消散空隙水压力11土工布用于土坝或土堤中的防渗土工膜后面或混凝土护面下部的排水12土工布用于排除隧洞周边渗水,减轻衬砌所承受的外水压力及各建筑物周围渗水13土工布用于人工填土地基运动场地基的排水
4.高聚物改性水泥混凝土有哪几种其在道路工程中应用范围是什么?
1.高聚物浸渍混凝土PIC高聚物浸渍混凝土是以已硬化的水泥混凝土为基材,将高聚物填充其孔隙而成的一种混凝土一高聚物复合材料,其中高聚物含量为复合体重量的5%〜15%其工艺为先将基材做不同程度的干燥处理,然后在不同压力下浸泡在以苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯等有机单体为主的浸渍液中,使之渗入基材孔隙,最后用加热、辐射或化学等方法,使浸渍液在其中聚合固化在浸渍过程中,浸渍液深入基材内部并遍及全体者,称完全浸渍工艺其一般应用于工厂预制构件,各道工序在专门设备中进行浸渍液仅渗入基材表面层者,称表面浸渍工艺,一般应用于路面、桥面等现场施工由于高聚物填充了水泥混凝土中的孔隙和微裂缝,可提高它的密实度,增强水泥石与骨料间的黏结力,并缓和裂缝尖端的应力集中,改变普通水泥混凝土的原有性能,使之具有高强度、抗渗、抗冻、抗冲击、耐磨、耐化学腐蚀、抗射线等显著优点,可作为高效能结构材料应用于特种工程例如,腐蚀介质中的管、桩、柱、地面砖、海洋构筑物和路面、桥面板,以及水利工程中对抗冲击、耐磨、抗冻要求高的部位;也可应用于现场修补构筑物的表面和缺陷,以提高其使用性能高聚物浸渍混凝土的制备技术,还可推广到不以水泥混凝土为基材和不以有机单体为浸渍液的材料,如高聚物浸渍石膏和硫黄浸渍混凝土
2.高聚物水泥混凝土PCC高聚物水泥混凝土是以高聚物或单体和水泥共同作为胶凝材料的高聚物混凝土其制作工艺与普通混凝土相似,在加水搅拌时掺入一定量的有机物及其辅助剂,经成形、养护后,其中的水泥与高聚物同时固化而成高聚物掺加量一般为水泥重量的5%〜20%使用的高聚物一般为合成橡胶乳液,如氯丁胶乳、丁苯胶乳、丁睛胶乳或热塑性树脂乳液,如聚丙烯酸酯类乳液、聚乙酸乙烯乳液等此外环氧树脂及不饱和聚酯一类的树脂也可应用由于高聚物的引入,高聚物水泥混凝土改进了普通混凝土的抗拉强度、耐磨、耐蚀、抗渗、抗冲击等性能,并改善混凝土的和易性,可应用于现场浇筑构筑物、路面及桥面修补,混凝土储罐的耐蚀面层,新老混凝土的黏结及其他特殊用途的预制品
3.高聚物胶结混凝土(PC)高聚物胶结混凝土是以高聚物(或单体)全部代替水泥,作为胶结材料的高聚物混凝土常用一种或几种有机物及其固化剂、天然或人工骨料(石英粉、辉绿岩粉等)混合、成形、固化而成常用的有机物有不饱和聚酯树脂、环氧树脂、吠喃树脂、酚醛树脂等,或用甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯等单体高聚物在此种混凝土中的含量为重量的8%〜25%与水泥混凝土相比,它具有快硬、高强和显著改善抗渗、耐蚀、耐磨、抗冻融及黏结等性能,可现场应用于混凝土工程快速修补、地下管线工程快速修建、隧道衬里等,也可在工厂预制。