高分子材料工艺-压制成型 - 百度文库
高分子材料工艺-压制成型
高分子材料加工工艺
第十章 二次成型
教学目的：掌握二次成型的定义，二次成型与一次成型的差异，二次成型的原理，常见的二次成型工艺；中空吹塑及工艺分类；拉幅薄膜成型及特点；热成型特点及基本分类。
重点内容：二次成型的特点及成型原理；常见二次成型工艺。
难点内容：二次成型的工艺原理；常见二次成型工艺的工艺特点。
熟悉内容：二次成型的分类及在各行业中的应用。
主要英文词汇：
forming---二次成型
hollow blow molding---中空吹塑
tentering forming---拉幅薄膜成型
stretch forming,draw forming---拉伸成型
thermoforming---热成型
参考教材或资料：
1、《高分子材料成型加工》，周达飞，唐颂超主编，中国轻工业出版社，2005年第2版。
2、《橡胶及塑料加工工艺》，张海，赵素合主编，化学工业出版社，1997年第1版。
3、《高分子材料加工工艺》讲义，青岛科技大学印刷厂，2000年。
二次成型是指在一定条件下将高分子材料一次成型所得的型材通过再次成型加工，以获得制品的最终型样的技术。
二次成型是相对于一次成型而言的。有些高分子材料制品由于技术上和经济上的原因，不能够或不适于经过一次成型即取得制品的最终形状，因而需要以一次成型技术的产物为对象，经过再次成型来获得最终制品。
二次成型技术与一次成型技术相比，除成型对象不同外，二者的主要区别在 1
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建筑九大员施工员考点：合成高分子卷材冷粘贴施工
【导读】建筑九大员 施工员考点：合成高分子卷材冷粘贴施工 1.胶粘剂的调配与搅拌及胶粘带准备 胶粘剂一般由厂家配套供应，对单组分胶粘剂只需开桶搅拌均匀后即可使用；而双组分胶粘剂...
　　施工员考点：合成高分子卷材冷粘贴施工
　　1.胶粘剂的调配与搅拌及胶粘带准备
　　胶粘剂一般由厂家配套供应，对单组分胶粘剂只需开桶搅拌均匀后即可使用；而双组分胶粘剂则必须严格按厂家提供的配合比和配制方法进行计算、掺合、搅拌均匀后才能使用。同时有些卷材的基层胶粘剂和卷材接缝胶粘剂为不同品种，使用时不得混用，以免影响粘贴效果。搭接缝采用胶粘带时，应选择与卷材匹配的胶粘带，并按需要量备足。
　　2.涂刷胶粘剂
　　（1）卷材表面的涂刷
　　某些卷材要求底面和基层表面均涂胶粘剂。卷材表面涂刷基层胶粘剂时，先将卷材展开摊铺在旁边平整干净的基层上，用长柄滚刷蘸胶粘剂，均匀涂刷在卷材的背面，不得涂刷得太薄而露底，也不得涂刷过多而产生聚胶。还应注意在搭接部位不得涂刷胶粘剂，此部位留作涂刷接缝胶粘剂，或粘贴胶粘带，留置宽度即卷材搭接宽度。
　　（2）基层表面的涂刷
　　涂刷基层胶粘剂的重点和难点与基层处理剂相同，即阴阳角、平立面转角处、卷材收头处、排水口、伸出屋面管道根部等节点部位。这些部位有附加增强层时应用接缝胶粘剂或配套涂料处理，涂刷工具宜用油漆刷。涂刷时，切忌在一处来回涂滚，以免将底胶&咬起&，形成凝胶而影响质量。条粘法、点粘法应按规定的位置和面积涂刷胶粘剂。
　　3.卷材的铺贴
　　各种胶粘剂的性能和施工环境不同，有的可以在涂刷后立即粘贴卷材，有的得待溶剂挥发一部分后才能粘贴卷材，尤以后者居多，因此要控制好胶粘剂涂刷与卷材铺贴的间隔时间。一般要求基层及卷材上涂刷的胶粘剂达到表干程度，其间隔时间与胶粘剂性能及气温、湿度、风力等因素有关，通常为10~30min，施工时可凭经验确定，用指触不粘手时即可开始粘贴卷材。间隔时间的控制是冷粘贴施工的难点，这对粘结力和粘结的可靠性影响甚大。
　　卷材铺贴时应对准已弹好的粉线，并且在铺贴好的卷材上弹出搭接宽度线，以便第二幅卷材铺贴时，能以此为准进行铺贴。
　　平面上铺贴卷材时，一般可采用以下两种方法进行。一种是抬铺法，在涂布好胶粘剂的卷材两端各安排1人，拉直卷材，中间根据卷材的长度安排1~4人，同时将卷材沿长向对折，使涂布胶粘剂的一面向外，抬起卷材，将一边对准搭接缝处的粉线，再翻开上半部卷材铺在基层上，同时拉开卷材使之平服。操作过程中，对折、抬起卷材、对粉线、翻平卷材等工序，几人均应同时进行。
　　另一种是滚铺法，将涂布完胶粘剂并达到要求干燥度的卷材用&50~100mm的塑料管或原来用来装运卷材的筒芯重新成卷，使涂布胶粘剂的一面朝外，成卷时两端要平整，不应出现笋状，以保证铺贴时能对齐粉线，并要注意防止砂子、灰尘等杂物粘在卷材表面。成卷后用1根&30&1500mm的钢管穿入中心的塑料管或筒芯内，由两人分别持钢管两端，抬起卷材的端头，对准粉线，固定在已铺好的卷材顶端搭接部位或基层面上，抬卷材两人同时匀速向前，展开卷材，并随时注意将卷材边缘对准粉线，同时应使卷材铺贴平整，直到铺完一幅卷材。铺贴合成高分子卷材要尽量保持其松弛状态，但不能有皱折。
　　每铺完一幅卷材，应立即用干净而松软的长柄压辊从卷材一端顺卷材横向顺序滚压一遍，彻底排除卷材粘结层间的空气。
　　排除空气后，平面部位卷材可用外包橡胶的大压辊滚压（一般重30~40kg），使其粘贴牢固。滚压应从中间向两侧边移动，做到排汽彻底。
　　平面立面交接处，则先粘贴好平面，经过转角，由下往上粘贴卷材，粘贴时切勿拉紧，要轻轻沿转角压紧压实，再往上粘贴，同时排出空气，最后用手持压辊滚压密实，滚压时要从上往下进行。
　　4.搭接缝的粘贴
　　卷材铺好与基层压粘后，应将搭接部位的结合面清除干净，可用棉纱沾少量汽油擦洗。然后采用油漆刷均匀涂刷接缝胶粘剂，不得出现露底、堆积现象。涂胶量可按产品说明书控制，待胶粘剂表面干燥后（指触不粘）即可进行粘合。粘合时应从一端开始，边压合边驱除空气，不许有气泡和皱折现象，然后用手持压辊顺边认真仔细辊压一遍，使其粘结牢固。3层重叠处最不易压严，要用密封材料预先加以填封，否则将会成为渗水通道。搭接缝来用密封粘胶带时，应对搭接部位的结合面清除干净，掀开隔离纸，先将一端粘住，平顺地边掀隔离纸边粘胶带于一个搭接面上，然后用手持压辊顺边认真仔细滚压一遍，使其粘结牢固。
　　搭接缝全部粘贴后，缝口要用密封材料封严，密封时用刮刀沿缝刮涂，不能留有缺口，密封宽度不应小于10mm。用单面粘胶带封口时，可直接顺接缝粘压密封。
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塑料是以合成树脂为主要成分，在一定条件（温度、压力等）下，可塑成一定形状并在常温下保持其形状的高分子材料。塑料按组成成分分为单一组分塑料和多组分塑料。单一组分塑料基本上为合成树脂，只含少量助剂（如染料、润滑剂等），如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯塑料等。多组分塑料除含有合成树脂外，还含有较多的助剂（如填料、增塑剂、稳定剂等），如聚氯乙烯、酚醛塑料等。根据用途，塑料可分为通用塑料和工程塑料。根据其受热后性能的不同，塑料还可分为热固性塑料和热塑性塑料。
塑料由于其质轻、比强度高、化学稳定性好、导热系数小、装饰性和加工性能好及耗能较低的特点，已广泛应用土木工程中，作为结构材料和功能材料。
1.塑料的基本组成
塑料是由合成树脂和各种添加剂所组成。合成树脂是塑料的主要成分，其质量占塑料的40%以上。塑料的性质主要取决于所采用的合成树脂的种类、性质和数量，因此，塑料常以所用合成树脂命名，如聚乙烯
(PE) 塑料，聚氯乙烯 (PVC)
1)、合成树脂
合成树脂的种类很多，而且随着有机合成工业的发展和新聚合方法的不断出现，合成树脂的品种还在继续增加。工程中获得广泛应用的合成树脂大约20种。合成树脂按其可否进行二次加工可分为热塑性树脂和热固性树脂，热塑性树脂可反复加热软化、冷却硬化，热固性树脂初次加热时软化，但固化后再加热时不会软化。根据加入树脂性能的不同，常将塑料分为热固性塑料和热塑性塑料。
填料又称为填充料、填充剂或体质颜料，其种类很多。按外观形态，可分为粉状、纤维状和片状三类。一般来说，粉状填料有助于提高塑料的热稳定性，降低可燃性，而片状和纤维状填料，则可明显提高塑料的抗拉强度、抗磨强度和大气稳定性等。
填料一般都比合成树脂便宜，它不仅能是提高塑料的强度、硬度和耐热性，还能减少收缩和降低成本。常用的填料主要有木粉、滑石粉、硅藻土、石灰石粉、铝粉、碳黑及玻璃纤维等。
3）、增塑剂
增塑剂是能使聚合物塑性增加的物质。它可降低树脂的粘流温度Tf，使树脂具有较大可塑性，以利于塑料的加工，少量的增塑剂还可降低塑料的硬度和脆性，使塑料具有较好的柔韧性。增塑剂主要为酯类及酮类。
4）、稳定剂
稳定剂是指抑制或减缓老化的破坏作用的物质。塑料在加工和使用过程中，由于受热、光、氧的作用，可能发生降解、氧化断链及交联等，使塑料老化。为了提高塑料的耐老化性能，延长使用寿命，通常要加入各种稳定剂，如抗氧剂、光屏蔽剂、紫外光吸收剂及热稳定剂等。
5）、固化剂
固化剂又称为硬化剂，主要作用是使某些合成树脂的线型结构交联成体型结构，从而使树脂具有热固性，不同品种的树脂应采用不同品种的固化剂。
6）、着色剂
着色剂是使塑料制品具有特定的色彩和光泽的物质，常用的着色剂是一些有机和无机颜料，颜料不仅对塑料具有着色性，同时也兼有填料和稳定剂的作用。
此外，根据建筑塑料使用及成型加工的需要，有时还加入润滑剂、抗静电剂、发泡剂、阻燃剂及防霉剂等。
2.土木工程常用的塑料制品
1）、塑料管
塑料管是以合成高分子树脂为主要原料，经挤出、注塑、焊接等工艺成型的管材和管件。与传统的钢管和铁管相比，塑料管具有耐腐蚀、不生锈、不结垢、质量轻、施工方便和供水效率高等优点，已成为当今土木工程中取代铸铁、陶瓷和钢管的主要材料。
按所用的聚合物划分，常用的塑料管包括硬质聚氯乙烯(PVC)管、聚乙烯(PE)、 聚丙烯(PP)、 聚丁烯(PB)、玻璃钢（FRP）管以及铝塑等复合塑料管。
2）、装饰装修制品
塑料的装饰性和加工性能好，常用来生产装饰装修材料。主要有：
(1)、塑料面砖&
塑料面砖以PS、PVC、PP等为原料制造，模仿传统陶瓷面砖，具有美观适用、厚度小、重量轻、施工方便的特点。是一种较为理想的超薄型墙面装饰材料。可用于室内墙面、柱面装饰。
(2)、塑料壁纸&
塑料壁纸是用纸或玻璃纤维布做基材，以聚氯乙烯为主要成分，加入添加剂和颜料等，经涂塑、压花或印花、发泡等工艺制成的塑料卷材。塑料壁纸的花色品种多，可制成仿丝绸、仿织锦缎、仿木纹等花纹图案。塑料壁纸具有美观、耐用、易清洗、施工方便的特点，发泡塑料壁纸还具有较好的吸声性能，因而广泛地应用于室内墙面、顶棚等的装饰。塑料壁纸的缺点是透气性较差。
(3)、塑料地面卷材&
塑料地面卷材是经混炼、热压或压延等工艺制成的卷材。主要为聚氯乙烯(PVC)塑料地面卷材，有无基层卷材和有基层卷材两种。
无基层卷材质地柔软，有一定弹性，适合于家庭地面装饰。有基层卷材一般由两层或多层复合而成，常见的是三层结构。基层为无纺布、玻璃纤维布，中层为印花的不透明聚氯乙烯塑料，面层为透明的聚氯乙烯塑料。若中层为聚氯乙烯泡沫塑料，则称为发泡塑料地面卷材。塑料地面卷材具有脚感舒适、耐磨、耐腐蚀、隔声和保温等特点。
(4)、塑料地板
塑料地板采用聚氯乙烯、重质碳酸钙和添加剂为原料，经混炼、热压或压延等工艺制成。有硬质、半硬质和软质三种；塑料地板制作的图案丰富，颜色多样，并具有耐磨、耐燃、尺寸稳定、价格低等优点，适合于人流不大的办公室、家庭等的地面装饰。
3）、隔热保温材料&&
(1)、泡沫塑料
泡沫塑料是在聚合物中加入发泡剂，经发泡、固化或冷却等工序而制成的多孔塑料制品。泡沫塑料的孔隙率高达95%～98%，且孔隙尺寸小，因而具有优良的隔热保温性能，常用的有聚苯乙烯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、脲醛泡沫塑料等。
聚苯乙烯泡沫塑料是应用最广的泡沫塑料，其体积密度为10~20kg／m3，导热系数为0.031～0.045W／(m·K)，使用温度范围为-100～+70℃。主要用作墙体和屋面、地面、楼板等的隔热保温，也可与纤维增强水泥、纤维增强塑料或铝合金板等制成复合墙板。
建筑上使用的聚氯乙烯泡沫塑料体积密度为60~200kg／m3，导热系数为0.035～ 0.052W／(m·K)，使用温度范围为-60～+60℃。聚氯乙烯泡沫主要用作吸声材料、装饰构件，也可作墙体、屋面等的保温材料，也可作为夹层板的芯材。
聚氨酯泡沫塑料，以硬质型应用较多。其体积密度为20~200kg／m3，使用温度范围为-160～+150℃。与其它泡沫塑料相比，其耐热性好，强度较高。此外，这种泡沫塑料还可采用现场发泡的方法形成整体的泡沫绝热层，绝热效果好。
脲醛塑料是最轻的泡沫塑料之一，建筑中应用的脲醛泡沫塑料的体积密度为10～20kg／m3，导热系数为0.030～0.035W／(m·K)，使用温度范围为-200～+l00℃，但强度低，吸湿性大，应用时需注意防潮。脲醛塑料价格低廉，主要用作空心墙和夹层墙板的芯材。也可在现场发泡成为整体泡沫塑料。
(2)、蜂窝塑料板
蜂窝塑料板是在蜂窝状的芯材上粘合面板的多孔板材，其孔隙较大(5～20mm)，孔隙率很高。蜂窝状的芯材是由浸渍聚合物(酚醛树脂等)的片状材料(牛皮纸、玻璃布、木纤维板)经加工粘合成的形状似蜂窝的六角形空心板材。蜂窝塑料板的抗压强度的抗折强度高，导热系数低，一般为0.046~0.056W／(m·K)。主要用作隔热保温和隔声材料。
4）、塑料门窗
塑料门窗是改性后的硬质聚氯乙烯(PVC)，加入适量的添加剂，经混炼、挤出等工艺制成的异形材加工而成。改性后的硬质聚氯乙烯具有较好的可加工性、稳定性、耐热性和抗冲击性。制成的塑料门窗外观平整美观，色泽鲜艳，经久不褪，装饰性好，并具有良好的耐水性、耐腐蚀性、隔热保温性、隔声和气密性，使用寿命可达30年以上。
5）、纤维增强塑料
纤维增强塑料是一种树脂基复合材料。添加纤维的目的是为了提高塑料的弹性模量和强度。常用纤维材料除玻璃纤维、碳纤维外，还有石棉纤维、天然植物纤维、合成纤维和钢纤维等，目前用得最多的是玻璃纤维和碳纤维。常用的合成树脂有酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂等，用量最大的为不饱和聚酯树脂。
纤维增强塑料的性能主要取决于合成树脂和纤维的性能、相对含量以及它们之间的粘结情况。合成树脂及纤维的强度越高，特别是纤维的强度越高，则纤维增强塑料的强度越高。&&&&&&&
玻璃纤维增强塑料(GRP)，俗称玻璃钢，是由合成树脂胶结玻璃纤维或玻璃纤维布 (带、束等)而成的。玻璃纤维增强塑料在性能上的主要优点是轻质高强、耐腐蚀，主要缺点是弹性模量小，变形较大。在土木工程中主要用于结构加固、防腐和管道等。
碳纤维增强塑料是由合成树脂胶结碳纤维而成。具有强度和弹性模量高，耐疲劳性能好，耐腐蚀性好的特点。在土木工程中，碳纤维增强塑料主要用于结构加固，制作碳纤维筋或索用于有腐蚀的结构。
11.2.2 土木工程涂料
涂料是涂布在物体表面，能形成具有保护和装饰作用膜层的材料。涂料除了具有保护和装饰功能外，还能具有一些特殊作用，如用作色彩标志、润滑、防滑、绝缘、导电、隔热、防潮等。
1.涂料的基本组成
涂料的基本组成包括：成膜物质、颜料、溶剂(分散介质) 以及辅料(助剂)。
1）、成膜物质
成膜物质也称基料，是涂料最主要的成分，其性质对涂料的性能起主要作用。成膜物质分为两大类，一类是转化型（或反应型）成膜物质，另一类是非转化型（或挥发型）成膜物质。前者在成膜过程中伴有化学反应，形成网状交联结构，因此，此类成膜物质相当于热固型聚合物，如环氧树脂、醇酸树脂等；后者在成膜过程未发生任何化学反应，仅靠溶剂挥发成膜，成膜物质为热塑性聚合物，如纤维素衍生物、氯丁橡胶、热塑性丙烯酸树脂等。
建筑涂料常用树脂有聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、丙烯酸树脂、环氧树脂、醋酸乙烯—丙烯酸酯共聚物(乙—丙乳液)、聚苯乙烯—丙烯酸酯共聚物(苯—丙乳液)、聚氨酯树脂等。
颜料主要起遮盖和着色作用，有的颜料还有增强、改善流变性能、降低成本的作用。按所起作用不同，颜料又分为着色颜料和体质颜料（又称填料）两类。
建筑涂料中使用的着色颜料一般为无机矿物颜料。常用的有氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁绿、氧化铁棕、氧化铬绿、钛白、锌钡白、群青蓝等。
体质颜料，即填料，主要起到改善涂膜的机械性能，增加涂膜的厚度，降低涂料的成本等作用，常用的填料为重晶石粉、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、高岭土及各种彩色小砂粒等。
溶剂通常是用以溶解成膜物质的易挥发性有机液体。涂料涂敷于物体表面后，溶剂基本上应挥发尽，不是一种永久性的组分，但溶剂对成膜物质的溶解力决定了所形成的树脂溶液的均匀性、粘度和贮存稳定性，溶剂的挥发性影响涂膜的干燥速度、涂膜结构和涂膜外观。常用的溶剂有：甲苯、二甲苯、丁醇、丁酮、醋酸乙酯等。溶剂的挥发会对环境造成污染，选择溶剂时，还应考虑溶剂的安全性和对人体的毒性。
涂料按溶剂及其对成膜物质作用的不同分为溶剂型涂料、水溶性涂料和水乳型涂料。其中，水溶性涂料和水乳型涂料称为水性涂料。
辅料（又称助剂或添加剂）是为了进一步改善或增加涂料的某些性能，而加入的少量物质。通常使用的有增白剂、防污剂、分散剂、乳化剂、稳定剂、润湿剂、增稠剂、消泡剂、流平剂、固化剂、催干剂等。
2.常用的土木工程涂料
土木工程涂料的品种繁多，性能各异，按用途有建筑涂料和公路涂料，建筑涂料包括外墙、内墙及地面涂料。
1）、建筑外墙涂料
(1)、苯乙烯—丙烯酸酯乳液涂料
苯乙烯—丙烯酸酯乳液涂料是以苯—丙乳液为基料的乳液型涂料，简称苯―丙乳液涂料。苯—丙乳液涂料具有优良的耐水性、耐碱性、耐湿擦洗性，外观细腻，色彩艳丽，质感好，与水泥混凝土等大多数建筑材料的粘附力强，并具有高耐光性和耐候性。
(2)、丙烯酸酯涂料
丙烯酸酯涂料是以热塑性丙烯酸酯树脂为基料的外墙涂料，分为溶剂型和乳液型。丙烯酸酯涂料的耐水性、耐高低温性和耐候性良好，不易变色、粉化或脱落，具有多种颜色，可以刷涂、喷涂或滚涂。丙烯酸酯涂料的装饰性好，寿命可达10年以上，是目前国内外应用最多的外墙涂料。丙烯酸酯涂料主要用于外墙复合涂层的罩面涂料。溶剂型涂料在施工时需注意防火、防爆。丙烯酸酯涂料主要用于商店、办公楼等公用建筑。
&(3)、聚氨酯涂料
聚氨酯涂料是以聚氨酯树脂或聚氨酯与其它树脂复合物为主要成膜物质，加入填料、助剂组成的优质溶剂涂料。该涂料的弹性和抗疲劳性好，并具有极好的耐水、耐碱、耐酸性能。其涂层表面光洁度高，呈陶瓷质感，耐候性、耐玷污性能好，使用寿命可达15年以上。聚氨酯涂料价格较贵，主要用于办公楼、商店等公用建筑。
&(4)、砂壁状涂料
砂壁状涂料是以合成树脂乳液为成膜物质，加入彩色骨料以及其它助剂配制而成的粗面厚质涂料，又称彩砂涂料。
彩色骨料可用粒径小于2mm的高温烧结彩色砂粒、彩色陶粒或天然带色石屑。彩砂涂料采用喷涂法施工，涂层具有丰富的色彩和良好质感，保色性、耐热性、耐水性及耐化学腐蚀性能良好，使用寿命可达10年以上。砂壁状涂料主要用于办公楼、商店等公用建筑的外墙面等。
2)、建筑内墙涂料
&(1)、聚醋酸乙烯涂料
聚醋酸乙烯涂料是以聚醋酸乙烯乳液为基料的乳液型内墙涂料。该涂料无毒、不燃、涂膜细腻、平滑、色彩鲜艳、装饰效果良好、价格适中、施工方便。但是，耐水性及耐候性较差。
&(2)、醋酸乙烯—丙烯酸酯涂料
醋酸乙烯—丙烯酸酯涂料是以乙—丙共聚乳液为基料的乳液型内墙涂料。该涂料的耐水性、耐候性和耐碱性优于聚醋酸乙烯乳液涂料，并且有光泽，是一种中高档的内墙装饰涂料。。
(3)、多彩涂料
多彩涂料是以合成树脂及颜料等为分散相，以含有乳化剂和稳定剂的水为分散介质的乳液型涂料，按其介质特性分为水中油型和油中水型。以水中油型的贮存稳定性最好，通常所用的多彩涂料均为水中油型。
多彩涂料具有良好的耐水性、耐油性、耐化学药品性、耐刷洗性，并具有较好的透气性。多彩涂料对基层的适应性强，可在各种建筑材料上涂刷使用。
3）、建筑地面涂料&&&
(1)、聚氨酯地面涂料&&&
聚氨酯地面涂料是以聚氨酯为基料的双组分常温固化型橡胶类涂料。其整体性好，色彩多样，装饰性好，并具有良好的耐油性、耐水性、耐酸碱性和耐磨性，有一定的弹性，脚感舒适。该涂料主要适用于水泥砂浆或水泥混凝土地面。
&(2)、环氧树脂厚质地面涂料
环氧树脂厚质地面涂料是以环氧树脂为基料的双组分常温固化涂料。环氧树脂厚质地面涂料与水泥混凝土等基层材料的粘结性能优良，涂膜坚韧、耐磨，具有良好的耐化学腐蚀、耐油、耐水等性能，以及优良的耐老化和耐候性，装饰性良好。
4）公路涂料
公路涂料包括路面、桥梁、隧道使用的防水涂料和交通设施使用的反光涂料等。
& (1)、合成高分子防水涂料
合成高分子防水涂料是以合成橡胶或合成树脂为主要成膜物质制成的单组分或多组分的防水涂料。这类涂料具有高弹性、高耐久性及优良的耐高、低温性能，品种有聚氨酯防水涂料、丙烯酸酯防水涂料和有机硅防水涂料等。通常是一种流态或半流态物质，涂布在基层表面，经溶剂或水分挥发或各组分间的化学反应，形成有一定弹性和一定厚度的连续薄膜，使基层表面与水隔绝，起到防水、防潮作用。
防水涂料固化成膜后的防水涂膜具有良好的防水性能，特别适合于各种复杂不规则部位的防水，能形成无接缝的完整防水膜。它大多采用冷施工，便于施工操作，施工进度较快，还可减少环境污染，改善劳动条件。防水涂料既是防水层的主体，又是粘结剂，因而施工质量容易保证，维修也较简单。防水涂料既可采用刷子、刮板等逐层涂刷（刮），也可采用机械喷涂。
防水涂料要满足防水工程的要求，应具有良好的施工性能，成膜后必须具有良好的防水性、机械力学性能、温度稳定性、大气稳定性、柔韧性和粘结力等性能。
（2）反光涂料
反光涂料是运用微棱镜晶体回归反射原理，在其它远距离的光源照射下也能产生强烈的反光效果并反射回发光处,无需外加电源，就达到了在黑暗中如同灯光的功效。汽车牌照以及道路指示牌采用高折射率玻璃微珠后半表面镀铝作为后向反射器，具有极强的逆向回归反射性能，能将85％的光线直接反射回光源处，回归反射所造成的反光亮度，可使驾驶人员和带光源的夜间或视野不佳的情况下清楚地看见行人或障碍目标，确保双方安全。
道路反光涂料，是由高分子合成树脂、碳五树脂、酞白粉、填充料、玻璃珠、助剂等组成。它具有施工方便、白度好、抗冲击、柔韧性好等特点，是高速公路及高等级公路最理想的路标涂料。
反光涂料包括道路标志反光涂料、回归反光涂料。传统的标志材料（热熔漆、冷喷漆）不仅需要调拨大量人工投入工作，且容易产生掉漆现象，不具备反光性能，在雾雨天隐逝于地面，需强烈照射才勉强可辨，而回归反光涂料是指在普通涂料表面喷覆一层玻璃微珠，它的使用不仅克服了上述缺陷，而且司机安全行车有了保障。
&回归反光涂料具有以下主要特征：（1）高强度的反光性：夜间经车灯的照射，在200米以外即可发现前车反光放大号，100米以外即可清楚辨认。（2）用途广泛：可大面积施工涂敷在复杂的曲面物体上，如：交通岗亭、安全岛、指挥台、路口标志、水泥护栏、车体广告等不宜用反光膜粘贴的物体。（3）粘贴强度高：可与各种厢体粘接，可保持2年以上。（4）目视回归反光角性好：即在±45°范围内都能保持良好的反光效果，极易引起人们的注意。（5）成本低廉，操作简洁，操作与普通油漆喷制放大号施工方法相同。
11.2.3胶粘剂
1.胶粘剂的基本概念
胶粘剂又称粘合剂，是通过粘附作用使被粘物结合在一起的物质。
胶粘剂一般由基料和多种辅助成分组成。基料是胶粘剂的主要成分，起粘接作用，要求有良好的粘附性和润湿性。合成树脂、合成橡胶、天然高分子以及无机化合物等都可做基料。辅助成分主要包括固化剂、溶剂、增塑剂、填料、偶联剂、引发剂、促进剂、防老剂、稳定剂等。固化剂用以使粘合剂交联固化，提高粘合剂的粘合强度、化学稳定性、耐热性等，是以热固性树脂为主要成分的粘合剂所必不可少的成分；溶剂溶解主料以及调节粘度便于施工；填料具有降低固化时的收缩率、提高尺寸稳定性、耐热性和力学强度、降低成本等作用；增塑剂用于提高韧性。
按受力情况胶粘剂分为结构胶粘剂和非结构胶粘剂。结构胶粘剂用于能承受荷载或受力结构件的粘接，粘合接头具有较高的粘接强度。非结构胶粘剂用于不受力或受力不大的各种应用场合。
胶粘剂能够将材料牢固地粘接在一起，是因为胶粘剂与材料间存在有粘附力以及胶粘剂本身具有内聚力。粘附力和内聚力的大小，直接影响胶粘剂的粘接强度。当粘附力大于内聚力时，粘接强度主要取决于内聚力；当内聚力高于粘附力时，粘接强度主要取决于粘附力。一般认为粘附力主要来源于以下几个方面：
1)、机械粘接力& 胶粘剂渗入材料表面的凹陷处和孔隙内，在固化后如同镶嵌在材料内部，靠机械锚固力将材料粘接在一起。对非极性多孔材料，机械粘接力常起主要作用。
2)、物理吸附力& 胶粘剂和被粘材料靠分子间的物理吸附力产生粘结。
3)、化学键力& 胶粘剂与材料间能发生化学反应，靠化学键力将材料粘接为一个整体。
不同的胶粘剂和被粘材料，粘附力的主要来源不同，当机械粘附力、物理吸附力和化学键力共同作用时，可获得很高的粘接强度。
就实际应用而言，一般认为影响粘接强度的因素主要有：胶粘剂性质，被粘材料的性质，被粘材料的表面粗糙度，被粘材料的表面处理方法，胶粘剂对被粘材料物表面的浸润程度，被粘材料的表面含水状况，粘结层厚度，粘结工艺等。
2.土木工程常用的胶粘剂
1）、结构胶粘剂
(1)环氧树脂胶粘剂
环氧树脂胶粘剂是当前应用最广泛的胶粘剂，因环氧树脂胶粘剂中含有环氧基、羟基、氨基和其它极性基团，对大部分材料有良好的粘接能力，有万能胶之称。其抗拉强度和抗剪切强度高，固化收缩率小，耐油和多种溶剂、耐潮湿，抗蠕变性好，是较好的结构胶粘剂。环氧树脂胶粘剂根据固化剂类型的不同可室温固化或高温固化，固化时间有明显的温度依赖性。环氧树脂胶粘剂在土木工程中的应用很多，主要用于裂缝修补、结构加固和表面防护等。
(2)不饱和聚酯树脂胶粘剂
不饱和聚酯树脂胶粘剂的特点是粘结强度高，抗老化性及耐热性较好，可在室温和常压下固化，固化速度快，但固化时的收缩大，耐碱性较差。适于粘接陶瓷、玻璃、木材、混凝土和金属结构构件。
2）、非结构胶粘剂
(1)、聚醋酸乙烯胶粘剂
聚醋酸乙烯胶粘剂是由醋酸乙烯单体聚合而成，俗称白乳胶。其特性是使用方便、价格便宜、润湿能力强，有较好的粘附力，适用于多种粘接工艺。但其耐热性、对溶剂作用的稳定性及耐水性较差，只能作为室温下使用的非结构胶。
（2）、聚氨酯胶粘剂
聚氨酯胶粘剂是分子链中含有异氰酸酯基(—NCO)及氨基甲酸酯基(—NH—COO—)具有很强的极性和活泼性的一类粘合剂。其品种很多，有单组份和双组份两类。聚氨酯胶粘剂有良好的粘接强度，可用于金属、玻璃、陶瓷、橡胶、塑料、织物、木材、纸张等各种材料的粘合；有良好的耐超低温性能，而且粘接强度随着温度的降低而提高，是超低温环境下理想的粘接材料和密封材料；具有良好的耐磨、耐油、耐溶剂、耐老化等性能；可通过调节分子链中软段和硬段比例结构，制成满足各种行业、各种性能要求的高性能粘合剂。但是，在高温和高湿条件下，易水解，会降低粘结强度。
（3）、氯丁橡胶胶粘剂
氯丁橡胶胶粘剂是以氯丁橡胶为主要组成，加入氧化锌、氧化镁、填料、抗老化剂和抗氧化剂等制成，是目前应用最广的一种橡胶型胶粘剂。氯丁橡胶胶粘剂对水、油、弱酸、弱碱、醇和脂肪烃有良好的抵抗力，可在-50~+80℃的温度下工作，但是，徐变较大，且容易老化。
11.2.4 土工合成材料
土工合成材料是土木工程应用的合成材料的总称。作为一种新型的土木工程材料，它以人工合成的聚合物，如塑料、化纤、合成橡胶等为原料，制成各种类型的产品，置于土体内部、表面或各种土体之间，发挥加强或保护土体的作用。
1.土工合成材料种类
关于土工合成材料的分类，至今尚无统一准则。《土工合成材料应用技术规范》（GB50290-98）将土工合成材料分为土工织物、土工膜、特种土工合成材料和复合型土工合成材料等类型。特种土工合成材料包括：土工格栅，土工网，土工垫，土工格室，土工泡沫塑料等。复合型土工合成材料是由上述各种材料复合而成，如复合土工膜、土工复合排水材料等。目前这些材料已广泛地用于水利、水电、公路、建筑、海港、采矿、军工等工程的各个领域。
(1)、土工织物
土工织物为透水性土工合成材料。土工织物的制造一般要经过两个步骤：首先把聚合物原料加工成丝、短纤维、纱或条带，然后再制成平面结构的土工织物。许多不同的高分子聚合物已经用于不同土工织物产品的原料。按制造方法分为针织型、无纺或非织造型和机织或有纺型三类土工织物。针织型目前已很少应用。有纺土工织物由两组平行的呈正交或斜交的经线和纬线交织而成。其主要缺点是沿经线和纬线的强度高，而与经纬线斜交方向的强度低。无纺土工织物是把纤维作定向的或随意的排列，再经过加工而成。按照联结纤维的方法不同，可分为化学（粘结剂）联结、热力联结和机械联结三种。其主要优点是强度没有显著的方向性，对变形的适应性较大。当前世界上80％的土工织物属于这种类型。
土工织物突出的优点是：重量轻，整体连续性好（可作成较大面积的整体），施工方便，抗拉强度较高，耐腐蚀和抗微生物侵蚀性好。缺点是未经特殊处理，则抗紫外线能力低，如暴露受到紫外线直接照射容易衰化，但如不直接暴露，抗老化及耐久性能仍是较高的。土工织物的性能与其聚合物原料、土工织物的种类及加工制造方法密切相关。
(2)、土工膜
土工膜一般分为沥青和聚合物（合成高聚物）两大类。也有采用天然橡胶制作的。为了适应工程应用中不同强度和变形的需要，两类中各又有不加筋和加筋或组合的类型。土工膜的制造方法一般分为工厂制成的和现场制成两种。
沥青土工膜目前主要为复合性的（含编织型或无纺型的土工织物），沥青作为浸润粘结剂。聚合物土工膜根据不同的主材料分为塑性土工膜、弹性土工膜和组合型土工膜。
土工膜的一般特性包括物理性能、力学性能、化学性能、热学性能和耐久性等。工程应用中更重视其防水（渗透性和透气性）、抗老化的能力及耐久性。大量工程实践表明，土工膜有很好的不透水性，很好的弹性和适应变形的能力，能承受不同的施工条件和工作应力，具有良好的耐老化能力（处于水下和土中的土工膜的耐久性尤为突出）。总之可以认为土工膜具有突出的防渗和防水性能。土工膜的特性随其类别、制作方法、产品类型的不同而变化较大。
(3)、特种土工合成材料
① 土工格栅
土工格栅是一种主要的土工合成材料，与其它土工合成材料相比，它具有独特的性能与功效。土工格栅常用作加筋土结构的筋材或土工复合材料的筋材等，国内外工程中大量采用土工格栅加筋路基路面。分为两类土工格栅：塑料类和玻璃纤维类。
塑料类土工格栅是经过拉伸形成的具有方形或矩形格栅的聚合物网材，按其制造时拉伸方向分为单向拉伸和双向拉伸两种。它是在经挤压制出的聚合物板材（原料目前多为聚丙烯或高密度聚乙烯）上冲孔，孔的形状、大小及布置按最终制成的土工格栅产品确定。然后在加热条件下施行定向拉伸。单向拉伸格栅只沿板材长度方向拉伸制成，双向拉伸格栅则是继续将单向拉伸的格栅再在与其长度垂直的方向拉伸制成。由于这种格栅制造中聚合物的高分子随加热延伸过程而重新排列定向，加强了分子链间的联结力，从而达到提高其强度的目的，但其延伸率却只有原板材的10～15%。土工格栅的强度随温度的升高而降低，变形增大；反之则相反。由于土工格栅中加入了炭黑等抗老化材料，使它具备了较好的耐酸、耐碱、耐腐蚀和抗老化等耐久性能。
玻璃纤维类土工格栅是以高强度玻璃纤维为材质，有的配合自粘感压胶和表面沥青浸渍处理，使得格栅可和沥青路面紧密结合成一体。如加拿大贝密斯有限公司生产的自粘式玻璃纤维增强网栅具有易建性、符合环保要求、熔点高和耐腐蚀等优点。由于土石料在格栅网格内互锁力增高，它们之间的摩擦系数显著增大（可达0.8～1.0），土工格栅埋入土中的抗拔力由于格栅与土体间的摩擦咬合力较强而显著增大，因此它是一种很好的路用加筋材料。同时土工格栅是一种重量轻，具有一定柔性的塑料平面网材。易于现场裁剪和连接，也可重叠搭接，施工简便，不需要特殊的施工机械和专业技术人员。
② 土工膜袋
土工膜袋是一种双层聚合化纤织物制成的连续（或单独）袋状材料。它可以代替模板用高压泵把混凝土或砂浆灌入膜袋中，最后形成板状或其它形状结构。用于护坡或其它地基处理工程。膜袋根据其材质和加工艺的不同，分为机制和简易膜袋两大类。机制膜袋按其有无反滤排水点和充胀后的形状又可分为反滤排水点膜袋、无反滤排水点膜袋、无排水点混凝土膜袋、铰链块型膜袋及框格型膜袋.反滤点的作用是为了排除土中渗水,而又不让充填的砂浆侵入。
③ 土工网
土工网是合成材料条带、粗股条编织或合成树脂压制的具有较大孔眼、刚度较大的平面结构或三维结构的网状土工合成材料，用于软基加固垫层、坡面防护、植草以及制造组合土工材料的基材。
土工网特性随网孔形状、大小、厚度以及制造方法的不同差别很大，特别是力学性能。国内及国外许多土工网产品的抗拉强度和模量较低，特别是延伸率较大，作为加筋用时应慎重考虑。
④ 土工垫和土工格室
土工垫和土工格室都是合成材料特制的三维结构。前者多为长丝结合而成的三维透水聚合物网垫，后者由土工织物、土工格栅或土工膜、条带聚合物构成的蜂　状或网格状三维结构，常用作防冲蚀和保土工程，刚度大的、侧限能力高的多用于地基加筋垫层或支挡结构中。
(4)、复合型土工合成材料
土工织物、土工膜和某些特种土工合成材料，以其两种或两种以上的材料互相组合起来，成为复合型的土工合成材料。复合型土工合成材料可将不同构成材料的性质结合起来，更好地满足具体工程的需要，能起到多种功能的作用。如复合土工膜，将土工膜和土工织物按要求制成土工膜－土工织物组合物，称复合土工膜。土工膜主要用来防渗，土工织物起加筋、排水和增加土工膜与土面之间的摩擦力的作用。又如土工复合排水材，它是以无纺土工织物和土工网、土工膜或不同形状的合成材料芯材组成的排水材料，用于软基排水固结处理、路基纵向横向排水、建筑地下排水管道、集水井、支挡建筑物的墙后排水、隧道排水、堤坝排水设施等。道路工程中常用的塑料排水板就是一种土工复合排水材。
2.土工合成材料的主要用途
在公路工程中，土工合成材料的主要用途可以概括为：工程过滤，工程排水，工程隔离，工程加筋，工程防渗和防护。
(1) 工程过滤
把土工织物置于土体表面或相邻土层之间，可以有效地阻止土颗粒通过，从而防止由于土颗粒的过量流失而造成土体的破坏。同时允许土中的水或气体通过织物自由排出，以免由于孔隙水压力的升高而造成土体的失稳等不利后果。
土工织物可适用于：土石坝粘土心墙或粘土斜墙的滤层，土石坝或堤坝内的各种排水体的滤层，储灰坝或尾矿坝的初期坝上游坝面的滤层，堤、坝、河、渠及海岸块石或混凝土护坡的滤层，水闸下游护坡下部的滤层，挡土墙回填土中排水系统的滤层，排水暗道周边或碎石排水暗沟周边的滤层，水利工程中水井、减压井或测压管的滤层等。
(2) 工程排水
有些土工合成材料可以在土体中形成排水通道，把土中的水分汇集起来，沿着材料的平面排出体外。较厚的针刺型无纺织物和某些具有较多孔隙的复合型土工合成材料都可以起排水作用。
它们可适用于：土坝内垂直或水平排水，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，埋入土体中消散孔隙水压力，软基处理中垂直排水，挡土墙后面的排水，各种建筑物后面的排水，排除隧洞周边渗水、减轻周边所承受的外水压力，人工填土地基或运动场地基的排水等。
(3) 工程隔离
有些土工合成材料能够把两种不同粒径的土、砂、石料，或把土、砂、石料与地基或其他建筑物隔离开来，以免相互混杂，失去各种材料和结构的完整性，或发生土粒流失现象。土工织物和土工膜都可以起隔离作用。可用于：道路基层与路基之间或路基与地基之间的隔离层，在土石混合坝中隔离不同的筑坝材料，用作坝体与地基之间的隔离体，堆场与地基间的隔离层等。
(4) 工程加筋
很多土工合成材料埋在土体中，可以分布土体的应力，增加土体的模量,传递拉应力，限制土体侧向位移；还增加土体和其它材料之间的摩阻力，提高土体及有关建筑物的稳定性。土工织物、土工格栅、土工网及一些特种或复合型的土工合成材料,都具有加筋作用。可用于：加强软弱地基，加强边坡稳定性，用作挡土墙回填土中的加筋，或锚固挡土墙的面板，修筑包裹式挡土墙或桥台，加固柔性路面、防止反射裂缝的发展等。
(5) 工程防渗
土工膜和复合型土工合成材料，可以防止液体的渗漏、气体的挥发，保护环境或建筑物的安全。可用于：土石坝和库区的防渗，渠道防渗，隧道和涵管周围防渗，防止各类大型液体容器或水池的渗漏和蒸发，屋顶防漏，用于修筑施工围堰等。
(6) 工程防护
多种土工合成材料对土体或水面,可起防护作用。主要用于：防止河岸或海岸被冲刷，防止垃圾、废料或废液污染地下水或散发臭味，防止水面蒸发或空气中灰尘污染水面，防止土体冻害等。
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