高分子材料的主要性能特點

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高分子材料的主要性能特點范文第1篇

關鍵詞：建筑;防水工程;新材料;選擇;應用

目前新型防水材料主要可以分為五大類別：高聚物改性瀝青類防水卷材；合成高分子防水卷材；防水涂料；密封材料；剛性防水材料。各種防水材料分別具有不同的性能特點，將其用于它所適宜的防水部位，可有效的解決工程防水問題。

1.高聚物改性瀝青類防水卷材；

傳統的紙胎石油瀝青類防水卷材是由原紙作為胎體以石油瀝青作涂蓋層構成的厚度約1mm左右的卷材，這種因以石油瀝青為涂蓋物而造成低溫易脆裂、耐高溫能力差的卷材，因以紙為胎基而造成強度較低、無延伸率、吸油率低而胎基易腐爛、厚度過薄而只能采用多層熱油施工作業，不但施工手段落后，生產效率低，勞動強度大，而且還污染環境，由紙胎石油瀝青防水卷材的綜合性能更決定了它的使用壽命一般只能有2～5年左右，因此使防水工程經常處于反復翻修狀態。

選擇、應用高聚物改性瀝青防水卷材應注意下述方面：采用熱熔施工的方法施工的高聚物改性瀝青防水卷材的厚度必須達到4mm、3mm，3mm厚以下的卷材和自粘型橡膠瀝青卷材一般采用冷粘法施工；表面覆PE膜的高聚物改性瀝青防水卷材在以冷粘法進行搭接縫處理時，應消除PE膜對冷粘劑的隔離作用；在地下室等長期泡水的環境中應用的高聚物改性瀝青防水卷材不易使用以含棉、麻等易腐爛的植物纖維為胎體的卷材。

2.合成高分子防水卷材品種和特點

合成高分子防水卷材具有傳統的紙基石油瀝青油氈無可比擬的高強度和高延伸率，很好的高低溫性能，有的合成高分子防水卷材還具有很好的彈性，很好的耐久性，幾乎所有的合成高分子防水卷材都有很輕的質量，并可采用單層冷粘工法施工，改善了施工環境，因此合成高分子防水卷材具有較強的生命力。

合成高分子卷材的品種繁多，目前在國內最有影響的品種為三元乙丙橡膠防水卷材，氯化聚乙烯――橡膠共混防水卷材，聚氯乙烯卷材，氯化聚乙烯防水卷材，聚乙烯防水卷材等。防水卷材按原材料的區別可分為兩大類，合成橡膠類防水卷材、合成樹指類防水卷材，根據防水卷材的應用特點，防水卷材又被分別設計為纖維增強型和非增強型等品種。(1)合成橡膠類防水卷材：是以合成橡膠或以熱塑性彈性體改性合成橡膠形成的高分子合金為主體材料，并配以適量的硫化劑、硫化促進劑、防老劑以及增塑劑、補強劑及其他加工助劑等多種材料經塑煉、密煉、混煉、壓延或擠出成型，經過硫化等工藝，加工而成的硫化型或不經硫化工藝的非硫化型合成橡膠防水卷材。(2)合成樹脂類防水卷材：是以合成樹脂或以合成橡膠改性合成樹脂形成的高分子合金為主體材料，并配以適量的增塑劑、穩定劑、劑、填料及其他加工助劑等多種材料經捏合、密煉、擠出成型或吹塑成型而成的熱塑型的防水卷材。

3.防水涂料

建筑防水涂料是建筑防水工程中應用范圍最廣泛的另一大類重要的防水材料，防水涂料在應用前是可流動或粘稠的液體，經現場涂刷后固化形成防水層。防水涂料具有防水卷材所不具有的一些特點，如：防水性能好，固化后可形成無接縫的防水層；操作方便，可適應各種形狀復雜的防水基面；與基層粘結強度高；有良好的溫度適應性；施工速度快，易于維修等。

防水涂料的品種較多，按成膜物的成分分類，、可以分為合成高分子涂料和改性瀝青類涂料。合成高分子涂料中包括聚氨酯系列涂料、丙烯酸酯類系列涂料，硅橡膠系防水涂料以及合成橡膠系防水涂料按涂料的溶劑類型分類。又可分為水乳型涂料和溶劑型涂料、聚合物水泥基復合涂料等。這些涂料各具特色的性能，決定了防水涂料有非常寬闊的應用范圍，最適于使用防水涂料解決的防水工程是：構造復雜，穿墻管道多，防水要求高面積狹小的工程。采用涂料防水的廚房、廁浴間，可將各衛生潔具、穿墻管道與基層結合部位，包封嚴密、形成無接縫的整體防水層，達到很好防水效果。防水涂料還可應用于地下防水工程，以及屋面防水工程中的一道防線，墻面防水、屋面防水層的保護層、卷材防水的輔助材料，以及防水工程的維修材料。

4.建筑密封材料

隨著建筑形式的多樣化，及新型墻體材料的大量應用，建筑密封材料在防水密封工程中的作用越來越重要。建筑密封材料按產品形式分類，可分為三大類：定型密封材料；半定型密封材料；無定形密封材料。在建筑防水工程中應用最多的是各種建筑密封膏，近幾年來，密封膏的應用范圍還在不斷擴大。

建筑密封膏類非定型密封材料有很好的粘結力，并能長期保持不出現剝離現象；有隨動性，能承受一定的接縫位移；具有一定的內聚力，自身不會破壞。耐疲勞性能好，反復變形仍能充分恢復原有性能和狀態。有很好的高低溫性能，高溫不下垂和流淌，低溫下不會脆裂，還有良好的施工性能，擠注性能，貯存穩定性，無毒和低毒性。外露使用的密封膏，應有優良的耐候性。一般采用嵌縫槍施工。建筑密封帶一般以合成橡膠為主體材料。在工廠預制成為有一定厚度的粘性條狀物。外覆隔離紙。在現場按預制形狀或任何需要的形狀填封。

5.剛性防水材料

剛性防水材料主要可分為兩大類防水混凝土和防水砂漿。主要原理是將外加劑或合成高分子材料經合理摻配加入水泥砂漿或混凝土中，起到減少或抑制孔隙率，堵塞毛細孔，增加密實性作用，而形成的具有一定抗滲能力的防水砂漿或防水混凝土。

防水混凝土是建筑物地下防水設防中的重要防水措施。地下工程防水技術規范中已明確規定：建筑物主體結構的地下防水應以防水混凝土結構為主防水層。

防水砂漿是將防水劑或合成高成子乳液等以一定量摻加到水泥砂漿中去，起到生成不溶物、堵塞毛細孔的作用。防水砂漿的防水能力與防水劑的種類、防水劑摻入量、防水砂漿的施工工藝有很大關系，尤其防水砂漿層與基層的粘結性能極為關鍵，防水砂漿只有和基層結合為一體共同作用才可能產生預期的防水效果。

6.結束語

總之,在每種材料的選擇上,根據工程的部位、條件、所處的環境、建筑的等級、功能需要,選用適當的材料,因為每種材料都各有其特性,因建筑物的不同,才能讓各類材料的特性發揮好,才能獲得最佳的防水效果。■

參 考 文 獻

高分子材料的主要性能特點范文第2篇

關鍵詞：材料性能；調研；現狀；建議

作者簡介：張騁（1963-），男，山東萊蕪人，上海應用技術學院材料科學與工程學院，教授；丁學強（1989-），男，山東青島人，上海應用技術學院材料科學與工程學院碩士研究生。（上海 201418）

基金項目：本文系上海市教委2011年度重點課程建設項目——材料性能的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）02-0133-02

“材料性能”是材料科學與工程專業的核心專業課程，同時也是一門技術性實用性很強的專業基礎課。[1]課程講授內容涉及材料的各種性能，包括力學性能、熱性能、光性能、磁性能、電性能等。課程旨在讓學生通過學習掌握各種主要性能的基本概念、物理本性、影響因素及主要性能指標；了解生產過程、材料結構與材料性能之間的關系；基本掌握改善或提高材料性能指標、充分發揮材料性能潛力的主要途徑。同時使學生對材料性能的測試原理、方法及相關儀器設備有所了解，以培養學生具有合理的選材用材、開發新材料的必要的基礎知識和基本技能。[2]本文通過對全國部分高校進行調查研究，比較當前我國主要工科院校本科“材料性能”相關課程的開課現狀、分析存在的問題并提出相應的建議，推進上海應用技術學院（以下簡稱“我?！保┑摹安牧闲阅堋闭n程建設工作。

一、調研對象與方法

1.調研對象

共調研了59所國內高校，包括部分985院校和一些材料類專業開設較好的高校，比如：清華大學、上海交通大學、華中科技大學、吉林大學、四川大學、中南大學、西北工業大學、北京科技大學、武漢理工大學、南京理工大學、上海大學、昆明理工大學、青島科技大學等。

2.調研方法

（1）資料搜集。采用網上信息采集和詢問在校師生并用的方法。網上信息采集主要是訪問各高校網頁，查找本科生培養計劃和課程表，獲取各高校此類課程的開課專業、課程名稱、開課學期、學時、使用教材。

（2）數理統計。將調查數據進行歸納，完成相關的統計分析。

二、結果與分析

1.“材料性能”相關課程的開課情況

從圖1可以看出，在調查的高校中有49所高校開設相關課程，占總數的83.05%，未開設相關課程的高校占16.95%。其中985高校占開設相關課程總數的44.07%；其余高校占開設相關課程總數的38.98%。由此可以看出，國內高校大多都開設“材料性能”相關課程。

2.“材料性能”相關課程開課學期

從表1可以看出，在通過調研獲得開課學期的高校中，有84.85%的高校選擇在大三學年開設此類課程，只有15.15%的高校選擇在第四學期或第七學期開設此類課程。在985高校中有81.82%的高校在大三學年開設此類課程，其余高校中有90.91%的高校選擇在大三學年開設此類課程。由此可以看出，大多數高校對于此類課程建設的設想是相同的，即在充分學習基礎大類專業課的基礎上學習材料性能相關課程。只有很少的高校在第四學期或第七學期開課。在第四學期開課，學生要同時學習幾門專業基礎課，學習任務較重，可能對于大量知識的掌握不牢固，不能很好地運用。在大三學年開課是大多數學校的選擇。此時，剛剛授完“材料科學基礎”和“材料力學”等基礎大類課程，為學生學習材料性能相關課程做好了知識的鋪墊。但是在大三學年學生的上課積極性和學習主動性下降，課上學習效率不高，特別是在第六學期開課時學生面臨考研復習的壓力，上課效果不好。

3.課程面向專業及開設課程種類

在開設材料性能相關課程的高校中，有32所學校將相關課程作為材料科學與工程大類專業的基礎課程，占開課學校的54.24%，其余學校開設的課程具有針對性，是特定方向的相關課程，比如廈門大學無機及金屬方向的“材料物理與力學性能”；上海大學金屬材料工程專業的“金屬物理性能”和“金屬力學性能”等。有8所學校開設“材料性能”，其余開課高校大多將此門課程分成材料物理性能和材料力學性能分別授課，或者只講授其中之一。由此可以看出，雖然材料性能相關課程基本每所學校都上，但是并不是每所學校將兩種性能都看重。比如有的學校的材料專業前身是金屬材料專業，那么在建設材料性能學相關課程時會突出或者只講材料的力學性能。

4.“材料性能”相關課程的開課學時

在開設相關課程的高校中只有4所高校的相關某一課程的學時少于32學時，都是實驗課。其余高校的相關課程都不少于32學時，材料的物理和力學性能全部授課的總學時不少于54學時?！安牧闲阅堋笔且婚T理論性和實踐性很強的課程，其內容寬泛，知識抽象，難懂難記。只有在保證充足學時的前提下，老師才能講解清楚，學生才能很好地掌握。

三、結論和建議

1.結論

“材料性能”屬于材料科學與工程一級學科主干專業課。它的任務是讓學生通過學習“材料性能學”，進一步掌握材料的各種性能及其與成分和結構的關系，掌握改善或提高材料性能指標、充分發揮材料性能潛力的方法，掌握材料或機件失效的基本分析方法，從而使學生具備必要的材料類知識和技能。此類課程是材料類學生的必修課程，可以為學生以后的進修打下牢固的基礎，對于各高校建設好材料專業不可或缺。但是從調查的結果看，我國高校此類課程建設還存在一些問題，比如：大多數學校只對定向專業的學生講授此類課程；實驗內容單調，不能及時開設相對應的性能測試實驗項目，影響教學效果。

2.建議

（1）對教學大綱進行修訂。對于一部分高校，材料性能的講授往往注重于某一性能或某一特定專業方向（無機非金屬材料、金屬材料等），不能涵蓋所有的材料性能。為了滿足大類教學的需求，選定的教材應既能包含所有材料性能的基本知識、基本理論，又能起到拋磚引玉、引導提高的作用。[3]同時各高校要結合本校材料專業的傳統優勢和特點，合理分配各性能的授課學時。另外，“材料性能”中涉及到高分子材料相關性能的較少，為了提高這個方向的學生的學習積極性，可以在本課程中相應增加高分子材料相關基礎內容或者預先開設高分子材料的基礎課程。

（2）更新和完善教學課件。近些年，材料科學與工程發展迅速，表現為：傳統材料不斷改進和完善，新材料競相問世。[4]此時如果還一味的按照教材的知識講授相關性能將不能滿足教學要求，這就要求授課老師關注材料發展動向，將出現的最新進展和各種先進性能引入課堂。此外，將材料性能學的授課內容與與歷史上的重大事件和事故相結合，與任課老師的科研生產經歷相結合，激發學生的學習興趣。[5]

（3）合理組織教學隊伍。一支職稱、學位、專業方向及年齡結構合理的教學隊伍是教學成果和課程建設質量的重要保證。[2]“材料性能”課程所涉及的知識廣泛，只靠一位教師教授已不能滿足教學需求，因此需要建設一支由各個專業教師組成的教學團隊，在授課內容上各自發揮所長。

（4）改進實驗教學。實驗教學的目的是使學生能夠更好地理解和鞏固所學知識，對于理工科的專業尤為重要。[6]課程建設中要不斷完善實驗教學內容，使之與學生所學知識相對應。各高校的實驗條件不盡相同，可以根據學校實驗中心所擁有的實驗設備對所開設的實驗項目進行優化，以求盡可能地包括“材料性能”教學內容所涉及的全部“性能”。

參考文獻：

[1]李逸泰.《材料性能學》課程教學方法探討[J].廣西大學學報，

2006，（28）：225-226.

[2]田中青，李暉.“材料性能學”課程建設中存在的問題及應對措施[J].科學文匯，2009，（10）：50.

[3]李新梅.《復合材料學》課程教學內容與教學方法探索[J].科技創新導報，2011，（15）：137-139.

[4]馬向東.《材料物理性能》課程建設與教學改革研究[J].科技創新導報，2011，（19）：193.

高分子材料的主要性能特點范文第3篇

關鍵詞：外墻內保溫外墻外保溫保溫節能材料

{TE867}

建筑節能是執行國家環境保護和節約能源政策的主要內容，是貫徹國民經濟可持續發展的重要組成部分。國家建設部在1995年頒布了《城市建筑節能實施細則》等文件，把《民用建筑節能設計標準〈采暖居住建筑部分〉》JGJ26-95列為強制性標準，同時建設部又于2000年10月1日了第76號令《民用建筑節能管理規定》，對不符合節能標準的項目，不得批準建設。

在這樣一系列的節能政策、法規、標準和強制性條文的指導下，我國住宅建設的節能工作不斷深入，節能標準不斷提高，引進開發了許多新型的節能技術和材料，在住宅建筑中大力推廣使用。但我國目前的建筑節能水平，還遠低于發達國家，我國建筑單位面積能耗仍是氣候相近的發達國家的3倍~5倍。北方寒冷地區的建筑采暖能耗已占當地全社會能耗的20%以上，且絕大部分都是采用火力發電和燃煤鍋爐，同時給環境帶來嚴重的污染。所以建筑節能還是本世紀我國建筑業的一個重要的課題。

在建筑中，護結構的熱損耗較大，護結構中墻體又占了很大份額。所以建筑墻體改革與墻體節能技術的發展是建筑節能技術的一個最重要的環節，發展外墻保溫技術及節能材料則是建筑節能的主要實現方式。

1 外墻保溫技術

節能保溫墻體施工技術主要分為外墻內保溫和外墻外保溫兩大類。

1.1 內保溫技術及其特點

外墻內保溫施工，是在外墻結構的內部加做保溫層。內保溫施工速度快，操作方便靈活，可以保證施工進度。內保溫應用時間較長，技術成熟，施工技術及檢驗標準是比較完善的。在2001年外墻保溫施工中約有90%以上的工程應用內保溫技術。

被大面積推廣的內保溫技術有：增強石膏復合聚苯保溫板、聚合物砂漿復合聚苯保溫板、增強水泥復合聚苯保溫板、內墻貼聚苯板抹粉刷石膏及抹聚苯顆粒保溫料漿加抗裂砂漿壓入網格布的做法。

但內保溫會多占用使用面積，“熱橋”問題不易解決，容易引起開裂，還會影響施工速度，影響居民的二次裝修，且內墻懸掛和固定物件也容易破壞內保溫結構。內保溫在技術上的不合理性，決定了其必然要被外保溫所替代。

1.2 外保溫技術及其特點

外保溫是目前大力推廣的一種建筑保溫節能技術。外保溫與內保溫相比，技術合理，有其明顯的優越性，使用同樣規格、同樣尺寸和性能的保溫材料，外保溫比內保溫的效果好。外保溫技術不僅適用于新建的結構工程，也適用于舊樓改造，適用于范圍廣，技術含量高；外保溫包在主體結構的外側，能夠保護主體結構，延長建筑物的壽命；有效減少了建筑結構的熱橋，增加建筑的有效空間；同時消除了冷凝，提高了居住的舒適度。

目前比較成熟的外墻保溫技術主要有以下幾種。

2 外墻保溫節能材料

節能材料屬于保溫絕熱材料。絕熱材料是指用于建筑圍護或者熱工設備、阻抗熱流傳遞的材料或者材料復合體，既包括保溫材料，也包括保冷材料。絕熱材料的意義，一方面是為了滿足建筑空間或熱工設備的熱環境，另一方面是為了節約能源。隨著世界范圍內能源的日趨緊張，絕熱材料在節能方面的意義日顯突出。僅就一般的居民采暖的空調而言，通過使用絕熱圍護材料，可在現有的基礎上節能50% ~80%。據日本的節能實踐證明，每使用1噸絕熱材料，可節約標準煤3噸/年，其節能效益是材料生產成本的10倍。因此，有些國家將絕熱材料看作是繼煤炭、石油、天然氣、核能之后的第五大“能源”。

外墻保溫主要是靠保溫絕熱材料作為建筑圍護，開發和應用高效的保溫絕熱材料是保證建筑節能的有效措施。目前世界各發達國家，均對絕熱材料的生產和應用十分重視，之所以建筑節能工作做得好，與他們重視和發展保溫材料是分不開的。

2.1 絕熱材料的性能

絕熱，就是要最大限度地阻抗熱流的傳遞，因此要求絕熱材料必須具有大的熱阻和小的導熱系數。

從材料的組成上看，一般有機高分子的導熱系數都小于無機材料；非金屬的導熱系數小于金屬材料；氣態物質的導熱系數小于液態物質，液態物質小于固體。所以在條件允許的情況下，應盡量使用有機高分子材料或無定形的無機材料，這對于保溫絕熱是有利的。

從材料的結構上看，當材料的表觀密度降低、孔隙率增大，材料內部的孔隙為大量封閉的微小孔時，材料的導熱系數是比較小的。對于泡沫塑料制品，要滿足保溫絕熱材料的要求其最佳的表觀密度為16~40kg/m3。

由于孔隙的存在，材料在潮濕的環境下，不可避免地要吸水，而水的導熱系數（0.5815W/m•K）比靜止空氣的導熱系數（0.0233 W/m•K）要大很多，因此，當環境濕度增大時，材料的平衡含水率增大，材料的導熱系數將會降低。所以作為保溫絕熱材料，材料自身的吸濕率要盡量低，如不可避免時，要對材料進行憎水處理或用防水材料包覆。

另外，保溫絕熱材料還必須能抵抗一定的沖擊荷載，具有與使用環境相一致的機械強度。其粘結性能要好，還得有小的收縮率及與環境相適應的耐久性。

2.2 常用的保溫絕熱材料

能滿足上述性能要求而用于建筑外保溫的節能材料主要有：聚苯乙烯泡沫塑料板（EPS及XPS）、巖（礦）棉板、玻璃棉氈以及超輕的聚苯顆粒保溫料漿等。以上各種材料所具有一個共同的特點就是在材料內部都有大量的封閉孔，它們的表觀密度都較小，這也是作為保溫隔熱材料所必備的。它們的性能對比見表1。

巖（礦）棉和玻璃棉有時統稱為礦物棉，它們都屬于無機材料。巖棉不燃燒，價格較低，在滿足保溫隔熱性能的同時還能夠具有一定的隔聲效果。但巖棉的質量優劣相差很大，保溫性能好的密度低，其抗拉強度也低，耐久性比較差。

玻璃棉與巖棉在性能上有很多相似之處，但其手感好于巖棉，可改善工人的勞動條件。但它的價格較巖棉為高。

聚苯乙烯泡沫塑料是以聚苯乙烯樹脂為主要原料，經發泡劑發泡而制成的內部具有無數封閉微孔的材料。其表觀密度小，導熱系數小，吸水率低，隔音性能好、機械強度高，而且尺寸精度高，結構均勻。因此在外墻保溫中其占有率很高。

硬質聚氨酯泡沫塑料具有非常優越的絕熱性能，它的導熱系數之低（0.025 W/(m2•K)）是其他材料所無法與之相比的。

同時其特有的閉孔結構使其具有更優越的耐水汽性能，由于不需要額外的絕緣防潮，簡化了施工程序，降低工程造價。但因其價格較高、而且易燃，這就限制了它的使用。

聚苯顆粒保溫料漿是由聚苯顆粒和保溫膠粉料分別按配比包裝組成。

常用保溫絕熱材料的主要性能

材料名稱 表觀密度（kg/m3） 最高使用溫度（℃） 抗壓強度（MPa） 導熱系數[W/(m•K)] 吸水率（%）

巖棉保溫板 80~150, -268~350 ,— ,0.047~0.052, —

玻璃棉氈 40~60, -120~400 ,— ,≤0.035, —

聚苯乙烯泡沫塑料板 16~30, -80~75 ,0.12~0.18, 0.033~0.044, ＜0.1

聚苯顆粒保溫料漿 ≤220 ,-50~75, ≥0.01, ＜0.07

料采用預混干拌技術在工廠將水泥與高分子材料、引氣劑等各種添加劑混均后包裝，使用時按配比加水在攪拌機中攪拌成漿體后再加入聚苯顆粒，充分攪拌后形成塑性良好的膏狀體，將其抹于墻體干燥后便形成保溫性能優良的隔熱層。此種材料施工方便，保溫性能良好。其中聚苯顆粒可以采用工業品，也可以采用廢舊聚苯保溫板經機械破碎后的顆粒，這對于防制白色污染、保護環境十分有益的。但此種保溫材料吸水率較其他材料為高，使用時必須加做抗裂防水層?？沽逊浪Ｗo層材料由抗裂水泥砂漿復合玻纖網組成，可長期有效控制防護層裂縫的產生。

3 結語

高分子材料的主要性能特點范文第4篇

關鍵詞電纜保護管性能分析使用條件 力學計算

中圖分類號： TM247 文獻標識碼： A

隨著城市建設步伐加快，城市形象和環境保護問題越來越受到人們的關注，越來越多的地區已經不宜采用架空線路送電，電纜入地得到了政府部門的青睞。目前電纜下地在城市電網建設和改造中大范圍使用，使得電纜保護管得到了越來越廣泛的應用。電纜保護管的使用，對電纜起到了較好的保護作用，大大減少了因外力破壞而引起的電纜故障，還避免了電纜之間相互影響以及地下其他管線對電纜本身的影響，提高電纜運行的可靠性和安全性，延長電纜的使用壽命。

電纜下地工程使得保護管得到了順速的發展，保護管由原先的預制混凝土套管、鋼管發展到現在的PE管、PVC 管、玻璃鋼管等。然而，一方面電纜保護管種類繁多，性能也各異，而且各個廠家原材料、生產工藝、設備千差萬別，市場競爭加劇，產品質量良莠不齊。另一方面，工程人員對電纜保護管在電纜工程的設計、應用運行經驗也顯不足，對各種電纜保護管的性能、使用條件了解不夠，使用常常出現偏差，甚至帶來電纜線路隱患。

電纜保護管的材料分析

目前市場上主要有幾類：有機高分子材料類保護管，如PVC管、碳素管；樹脂纖維增強復合材料類保護管，如玻璃鋼管；水泥基纖維增強復合材料類保護管，如低摩擦纖維水泥管、維綸水泥管；金屬材料類保護管，如鍍鋅鋼管、涂塑鋼管等。

PVC塑料管

U-PVC管為硬聚氯乙烯管，是以聚氯乙烯為主要原料，并填加各種不同的填料改性而成的擠出成型管材，生產UPVC管材的原料：主要有聚氯乙烯樹脂、穩定劑、內外劑、填充劑、著色劑等。由于聚氯乙烯樹脂在聚合過程中不是完全按照頭-尾結構聚合，而是存在許多結構缺陷。這些缺陷是導致降解和熱穩定性下降的引發點，所以在PVC樹脂加工過程中要加入多種助劑進行改善。U-PVC管外觀光滑，內壁摩擦系數小，電纜敷設施工時不損傷電纜，具有質量輕、強度高、便于運輸、投資省、施工方便、應用廣泛。

C-PVC為氯化聚氯乙烯管材，CPVC樹脂是聚氯乙烯（PVC）樹脂的氯化產物，一般PVC的氯含量為56～59%，CPVC為64～75%，隨著氯含量的增加，相應地CPVC的熔融粘度增加，軟化點升高，耐熱性能提高，密度增大，拉伸強度提高，具有優異的耐熱性、阻燃性和較好的剛性，這使它的應用領域越來越廣泛，其市場潛力難以估量。但是CPVC的擠出加工難度很大，經常因工藝控制不當而產生氯化氫氣體大量釋放使得加工設備和模具受到嚴重腐蝕。氯化聚氯乙烯（CPVC）是一種耐熱、耐老化及綜合性能優良的高性能塑料材料。同時脆性增大，沖擊強度下降，加工難度也增大；只有通過配方及工藝的調整，才能增加CPVC制品的韌性，提高其抗沖性。

PE管

PE材料是聚乙烯，是塑料材料中用量最大的品種，它是由聚乙烯合成的高分子材料?；痉譃閮深悾旱兔芏染垡蚁㎜DPE（強度較低）；高密度聚乙烯HDPE。PE材料按照國際上統一的標準劃分為五個等級：PE32級、PE40級、PE63級、PE80級和PE100級。聚乙烯管道系統之間采用電熱熔對接、承插熱熔連接、活絡接口、承插柔性接口。HDPE雙壁波紋管是由高密度聚乙烯同時擁擠出的波紋外壁和一層光滑內壁一次溶結擠壓成型的。因采用了特殊的中空環形結構，所以還具有優異的環形剛度和良好的強度與韌性，重量輕、不易破損等特點。實踐已證明，在滿足同樣的強度、剛度要求下，采用雙壁波紋管可比普通塑料管節約材料30%～50%，并且運輸安裝方便，降低了施工人員的勞動強度。管道的優點是長久的使用壽命、卓越的耐腐蝕性能、較好的耐沖擊性、容易彎曲，施工方便。HDPE管重量輕，只有鋼管的1/7，壽命卻是鋼管的8倍左右，安裝時不需防腐，可節省大量費用，綜合經濟效益是鋼管的5-6倍以上。

1.3 玻璃鋼管

玻璃鋼管是以中堿或低堿玻璃纖維無捻粗紗布作為增強材料，不飽和聚酯樹脂作為基材，而組成的有機化合物，通過纏繞在芯模層疊所需厚度，固化后脫模而成。具有強度高、耐腐蝕、耐老化，絕緣性能好、使用壽命長等特點，內壁光滑摩擦系數小，電纜敷設施工時不損傷電纜。但玻璃鋼管的性能取決于原材料，如果原材料選擇不當，比如采用高堿玻璃纖維，它的化學性能和力學性能穩定性差，老化速度非?？?，用于電纜敷設的隱蔽工程將給工程質量留下極大隱患。目前市場上開發出新一代產品HBB-E無堿玻璃鋼電纜保護管，完成了從手糊中堿產品到機制無堿產品的過渡，成為新一代保護管產品。

1.4 水泥纖維管

低摩擦纖維水泥管采用水泥材料為基材，用抄取工藝加壓卷制，并在管內側涂一層薄膜層的保護管。由于管子的材料主要為水泥，它同纖維形成堅硬的水泥石，不存在軟化、變形的問題，具有良好的散熱性能、耐腐蝕性和耐久性，它是一種耐熱、防火材料，在300度的高溫下結構不破壞。

維綸水泥管采用水泥和維綸纖維為主要原料，經抄取制管機卷制的非金屬保護管。性能與低摩擦纖維水泥管類似，由于采用維綸纖維，具有較好的力學性能，具有良好的散熱性能、耐腐蝕性和耐久性。

1.5 涂塑鋼管

涂塑鋼管是由普通鋼管涂塑制成的新型管材，采用流動浸漬工藝將聚乙烯（或環氧樹脂、聚氯乙烯等）粉末均勻涂敷在內外表面上，具有鋼管所具有的機械性能和良好的耐熱、防火和散熱性能，克服了鋼管不耐腐蝕的缺點。涂塑鋼管造價較高，比較適合于淺埋過路、超重載荷等特殊要求的情況下使用，另外，涂塑鋼管同鋼管一樣不能用于單芯電纜的穿越。

2. 電纜保護管的性能分析

電纜保護管的基本要求，在機械性能方面要有抗折、抗彎、抗壓、抗沖擊強度；在防火要求方面要阻燃，并且不能泄出大量有害氣體，由于電力電纜的持續電流時的纜芯溫度達到65-80度，塑料管要控制軟化點；在耐腐蝕要求方面，要有耐久性。

隨著各類電纜管的廣泛使用，摩擦系數越來越引起施工單位的重視。摩擦系數的大小直接影響施工單位的電纜敷設。另外，保護管的熱阻也引起設計和運行部門關注，熱阻系數過高，導致電纜產生的熱量散不出去，為了保證電纜的安全運行，從而降低電纜的載流量，一般而言，PE管、PVC管由于熱阻高，電纜的載流量要折減3%-7%。常用電纜保護管的主要性能指標見表1。

表1

種類

由于各種保護管的規格壁厚差異，電纜保護管國內規范的技術要求也不同，不同種類的電纜保護管應符合各自的產品標準。通過定性分析更能看出各種電纜保護管的性能差異，根據目前市場價格，綜合性能價格比較見表2。

表2

根據以上分析比較，結合大量工程應用，用戶可根據不同產品的技術性能指標和實際使用條件進行選擇。

直埋電纜線路應充分考慮埋深影響和外荷載大小，當埋深受限制、上部載荷較大時，應考慮用CPVC厚壁管、維綸管、涂塑鋼管等。

對于10kV低壓電纜線路，應綜合考慮技術、安全、造價等因素，一般可采用UPVC波紋管、維綸水泥管加混凝土包封；過路部分或遇障礙埋深不夠時，可采用CPVC厚壁管、維綸管、涂塑鋼管等；但考慮到未來可能有35kV以上單芯電纜混合線路路徑上不應采用鍍鋅鋼管和涂塑鋼管，可用CPVC厚壁管、維綸管。對于過橋等外露情況應考慮老化影響，UPVC波紋管、PE管、玻璃鋼管都不合適，玻璃鋼管防紫外線能力也差。

對于采用非開挖牽引技術的電纜保護管需要一定的彎曲度，可用改性聚乙烯管（HDPE-G）、PE碳素盤管。

對于35kV及以上電纜線路，費用相對許可，一般可采用CPVC管、維綸水泥管加混凝土包封，過路部分或遇障礙埋深不夠時，可采用CPVC厚壁管、維綸管。

無論采用何種保護管，應充分考慮熱阻的影響，如果電纜線路負荷大、載流量較大時，應優先選用熱阻系數小、散熱好的水泥纖維管、維綸水泥管、涂塑鋼管等。

對于玻璃鋼管而言，無論設計還是施工都應謹慎。目前市場競爭加劇和市場不規范，許多玻璃鋼管廠家以次充好，采用低廉的高堿玻璃纖維代替中堿或無堿玻璃纖維無捻粗紗布作為增強材料，老化、脆化嚴重，同時玻璃鋼管高含堿量對電纜的腐蝕影響也是生產運行部門反對的理由。

3. 電纜保護管的直埋計算

電纜保護管直埋電纜是比較常見的施工方法，在一定的埋深下，即使沒有混凝土包封，電纜保護管的強度也能承受而不破壞。

埋設在地下的電纜保護管承受載荷包括保護管上的土重荷載以及地面的動荷載，動荷載包括行人、設備、車輛等，見圖1。設：

Wz=We+Wt

We為垂直土重壓力，單位為kN/m2；

Wt為路面荷載，車輛時為車輛后軸重力，單位為kN/m2;

We=ns·γ·H；

ns為土壓系數,取1.1~1.2；

γ為回填土容重，單位為kN/m3；

H為覆土埋深，單位為m；

根據電力電纜線路的特點，一般不考慮多個輪壓的綜合影響，電纜保護管的所受外荷載可按下公式計算：

Wt=μP/(a+1.4H)(b+1.4H);

P為外部動荷載，對車輛而言為后軸重力，汽車-20級取P=130,單位為kN；

a為外部動荷載與地面的接觸長度，對車輛而言取600mm；

b為外部動荷載與地面的接觸寬度，對車輛而言取輪胎寬度200mm；

μ為為荷載的動力系數，它跟覆土深度有關，可按表3取值；

表3

根據以上公式及相關參數，考慮汽車-20的外荷載，計算出電纜保護管覆土深度與外壓荷載，可作為參考。見表4

表3

4. 結論

電纜保護管的材料繁多，由于擠塑成型方式不同產品規格也多，需要我們根據產品的技術性能和實際使用條件進行科學選擇，充分考慮產品的自身強度、摩擦系數、熱阻系數、熱變形溫度等關鍵指標，結合工程特點，合理采用直埋、鋼筋混凝土包封、素混凝土包封、溝管結合等多種形式，認真計算校驗，進行經濟技術比較，優選切實可行、經濟合理、安全可靠、施工方便的方案，確保電纜線路安全運行。

參考文獻

QB/T2479-2000《埋地式高壓電力電纜用氯化聚氯乙烯（PVC-C）套管》

高分子材料的主要性能特點范文第5篇

關鍵詞： 建筑材料 建筑節能

建筑節能是執行國家環境保護和節約能源政策的主要內容，是貫徹國民經濟可持續發展的重要組成部分。國家建設部在1995年頒布了《城市建筑節能實施細則》等文件，把《民用建筑節能設計標準〈采暖居住建筑部分〉》JGJ26-95列為強制性標準，同時建設部又于2000年10月1日了第76號令《民用建筑節能管理規定》，對不符合節能標準的項目，不得批準建設。

在這樣一系列的節能政策、法規、標準和強制性條文的指導下，我國住宅建設的節能工作不斷深入，節能標準不斷提高，引進開發了許多新型的節能技術和材料，在住宅建筑中大力推廣使用。但我國目前的建筑節能水平，還遠低于發達國家，我國建筑單位面積能耗仍是氣候相近的發達國家的3倍~5倍。北方寒冷地區的建筑采暖能耗已占當地全社會能耗的20%以上，且絕大部分都是采用火力發電和燃煤鍋爐，同時給環境帶來嚴重的污染。所以建筑節能還是本世紀我國建筑業的一個重要的課題。

在建筑中，外圍護結構的熱損耗較大，外圍護結構中墻體又占了很大份額。所以建筑墻體改革與墻體節能技術的發展是建筑節能技術的一個最重要的環節，發展外墻保溫技術及節能材料則是建筑節能的主要實現方式。

1 外墻保溫技術

節能保溫墻體施工技術主要分為外墻內保溫和外墻外保溫兩大類。

1.1 內保溫技術及其特點

外墻內保溫施工，是在外墻結構的內部加做保溫層。內保溫施工速度快，操作方便靈活，可以保證施工進度。內保溫應用時間較長，技術成熟，施工技術及檢驗標準是比較完善的。在2001年外墻保溫施工中約有90%以上的工程應用內保溫技術。

被大面積推廣的內保溫技術有：增強石膏復合聚苯保溫板、聚合物砂漿復合聚苯保溫板、增強水泥復合聚苯保溫板、內墻貼聚苯板抹粉刷石膏及抹聚苯顆粒保溫料漿加抗裂砂漿壓入網格布的做法。

但內保溫會多占用使用面積，“熱橋”問題不易解決，容易引起開裂，還會影響施工速度，影響居民的二次裝修，且內墻懸掛和固定物件也容易破壞內保溫結構。內保溫在技術上的不合理性，決定了其必然要被外保溫所替代。

1.2 外保溫技術及其特點

外保溫是目前大力推廣的一種建筑保溫節能技術。外保溫與內保溫相比，技術合理，有其明顯的優越性，使用同樣規格、同樣尺寸和性能的保溫材料，外保溫比內保溫的效果好。外保溫技術不僅適用于新建的結構工程，也適用于舊樓改造，適用于范圍廣，技術含量高；外保溫包在主體結構的外側，能夠保護主體結構，延長建筑物的壽命；有效減少了建筑結構的熱橋，增加建筑的有效空間；同時消除了冷凝，提高了居住的舒適度。

目前比較成熟的外墻保溫技術主要有以下幾種。

1.2.1外掛式外保溫

外掛的保溫材料有巖（礦）棉、玻璃棉

氈、聚苯乙烯泡沫板（簡稱聚苯板，EPS、XPS）、陶粒混凝土復合聚苯仿石裝飾保溫板、鋼絲網架夾芯墻板等。其中聚苯板因具有優良的物理性能和廉價的成本，已經在全世界范圍內的外墻保溫外掛技術中被廣泛應用。

該外掛技術是采用粘接砂漿或者是專用的固定件將保溫材料貼、掛在外墻上，然后抹抗裂砂漿，壓入玻璃纖維網格布形成保護層，最后加做裝飾面。

還有一種做法是用專用的固定件將不易吸水的各種保溫板固定在外墻上，然后將鋁板、天然石材、彩色玻璃等外掛在預先制作的龍骨上，直接形成裝飾面。由貝聿銘先生設計的中國銀行總行辦公樓的外保溫就是采用的這種設計。

這種外掛式的外保溫安裝費時，施工難度大，且施工占用主導工期，待主體驗收完后才可以進行施工。在進行高層施工時，施工人員的安全不易得到保障。

1.2.2聚苯板與墻體一次澆注成型

該技術是在混凝土框—剪體系中將聚苯板內置于建筑模板內，在即將澆注的墻體外側，然后澆注混凝土，混凝土與聚苯板一次澆注成型為復合墻體。該技術解決了外掛式外保溫的主要問題，其優勢是很明顯的。由于外墻主體與保溫層一次成活，工效提高，工期大大縮短，且施工人員的安全性得到了保證。而且在冬季施工時，聚苯板起保溫的作用，可減少外圍圍護保溫措施。但在澆注混凝土時要注意均勻、連續澆注，否則由于混凝土側壓力的影響會造成聚苯板在拆模后出現變形和錯茬，影響后序施工。

其中內置的聚苯板可以是雙面鋼絲網的，也可以是單面鋼絲網的。雙面鋼絲網聚苯板與混凝土的連接，主要是依靠內側鋼絲網架與墻體外側配筋相綁扎及混凝土與聚苯板的粘接力，其結合性能良好，具有較高的安全度。單面鋼絲網聚苯板與混凝土的連接，主要依靠混凝土與聚苯板的粘接力以及斜插鋼筋、L型鋼等與混凝土墻體的錨固力，結合性能也較好。與雙鋼絲網相比較，單面鋼絲網技術因取消了內側鋼絲網和安裝保溫板前的板外側抹灰，節省了工時和材料。

其造價可降低10%左右。

但此兩種做法都采用了鋼絲網架，造價較高，且鋼材是熱的良導體，直接傳熱，會降低墻體的保溫效果。

我們對于混凝土與無網架聚苯板一次成型復合墻體進行了試驗研究。試驗結果表明，在混凝土中水泥漿量合適的條件下，直接利用混凝土作為粘接劑來粘貼聚苯板，是完全可能的。當我們對聚苯板的背面進行處理之后，其與混凝土的粘接力進一步提高（其平均粘接強度可以達到0.07Mpa，而且破壞均發生在聚苯板內）。此技術取消了鋼絲網架，其保溫性能提高，而且板的成本再次降低。在經過對其長期耐久性論證之后，工程中可以推廣使用。

1.2.3聚苯顆粒保溫料漿外墻保溫

將廢棄的聚苯乙烯塑料（簡稱為EPS）加工破碎成為0.5~4mm的顆粒，作為輕集料來配制保溫砂漿。該技術包含保溫層、抗裂防護層和抗滲保護面層（或是面層防滲抗裂二合一砂漿層）。其中ZL膠粉聚苯顆粒保溫材料及技術在1998年就被建設部列為國家級工法。這種工法是目前被廣泛認可的外墻保溫技術。

該施工技術簡便，可以減少勞動強度，提高工作效率；不受結構質量差異的影響，對有缺陷的墻體施工時墻面不需修補找平，直接用保溫料漿找補即可，避免了別的保溫施工技術因找平抹灰過厚而脫落的現象。同時該技術解決了外墻保溫工程中因使用條件惡劣造成界面層易脫粘空鼓、面層易開裂等問題，從而實現外墻外保溫技術的重要突破。與別的外保溫相比較，在達到同樣保溫效果的情況下，其成本較低，可降低房屋建筑造價。例如與聚苯板外保溫相比較，每平方米可降低25元左右。在天津云瑯新居高層外墻保溫工程中采用的就是此種技術。

此外，節能保溫墻體技術中還有將墻體做成夾層，把珍珠巖、木屑、礦棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料（也可以現場發泡）等填入夾層中，形成保溫層。

2 外墻保溫節能材料

節能材料屬于保溫絕熱材料。絕熱材料是指用于建筑圍護或者熱工設備、阻抗熱流傳遞的材料或者材料復合體，既包括保溫材料，也包括保冷材料。絕熱材料的意義，一方面是為了滿足建筑空間或熱工設備的熱環境，另一方面是為了節約能源。隨著世界范圍內能源的日趨緊張，絕熱材料在節能方面的意義日顯突出。僅就一般的居民采暖的空調而言，通過使用絕熱圍護材料，可在現有的基礎上節能50% ~80%。據日本的節能實踐證明，每使用1噸絕熱材料，可節約標準煤3噸/年，其節能效益是材料生產成本的10倍。因此，有些國家將絕熱材料看作是繼煤炭、石油、天然氣、核能之后的第五大“能源”。

外墻保溫主要是靠保溫絕熱材料作為建筑圍護，開發和應用高效的保溫絕熱材料是保證建筑節能的有效措施。目前世界各發達國家，均對絕熱材料的生產和應用十分重視，之所以建筑節能工作做得好，與他們重視和發展保溫材料是分不開的。

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2.1 絕熱材料的性能

絕熱，就是要最大限度地阻抗熱流的傳遞，因此要求絕熱材料必須具有大的熱阻和小的導熱系數。

從材料的組成上看，一般有機高分子的導熱系數都小于無機材料；非金屬的導熱系數小于金屬材料；氣態物質的導熱系數小于液態物質，液態物質小于固體。所以在條件允許的情況下，應盡量使用有機高分子材料或無定形的無機材料，這對于保溫絕熱是有利的。

從材料的結構上看，當材料的表觀密度降低、孔隙率增大，材料內部的孔隙為大量封閉的微小孔時，材料的導熱系數是比較小的。對于泡沫塑料制品，要滿足保溫絕熱材料的要求其最佳的表觀密度為16~40kg/m3。

由于孔隙的存在，材料在潮濕的環境下，不可避免地要吸水，而水的導熱系數（0.5815W/m·K）比靜止空氣的導熱系數（0.0233 W/m·K）要大很多，因此，當環境濕度增大時，材料的平衡含水率增大，材料的導熱系數將會降低。所以作為保溫絕熱材料，材料自身的吸濕率要盡量低，如不可避免時，要對材料進行憎水處理或用防水材料包覆。

另外，保溫絕熱材料還必須能抵抗一定的沖擊荷載，具有與使用環境相一致的機械強度。其粘結性能要好，還得有小的收縮率及與環境相適應的耐久性。

2.2 常用的保溫絕熱材料

能滿足上述性能要求而用于建筑外保溫的節能材料主要有：聚苯乙烯泡沫塑料板（EPS及XPS）、巖（礦）棉板、玻璃棉氈以及超輕的聚苯顆粒保溫料漿等。以上各種材料所具有一個共同的特點就是在材料內部都有大量的封閉孔，它們的表觀密度都較小，這也是作為保溫隔熱材料所必備的。它們的性能對比見表1。

巖（礦）棉和玻璃棉有時統稱為礦物棉，它們都屬于無機材料。巖棉不燃燒，價格較低，在滿足保溫隔熱性能的同時還能夠具有一定的隔聲效果。但巖棉的質量優劣相差很大，保溫性能好的密度低，其抗拉強度也低，耐久性比較差。

玻璃棉與巖棉在性能上有很多相似之處，但其手感好于巖棉，可改善工人的勞動條件。但它的價格較巖棉為高。

聚苯乙烯泡沫塑料是以聚苯乙烯樹脂為主要原料，經發泡劑發泡而制成的內部具有無數封閉微孔的材料。其表觀密度小，導熱系數小，吸水率低，隔音性能好、機械強度高，而且尺寸精度高，結構均勻。因此在外墻保溫中其占有率很高。

硬質聚氨酯泡沫塑料具有非常優越的絕熱性能，它的導熱系數之低（0.025 W/(m2·K)）是其他材料所無法與之相比的。

同時其特有的閉孔結構使其具有更優越的耐水汽性能，由于不需要額外的絕緣防潮，簡化了施工程序，降低工程造價。但因其價格較高、而且易燃，這就限制了它的使用。

聚苯顆粒保溫料漿是由聚苯顆粒和保溫膠粉料分別按配比包裝組成。

常用保溫絕熱材料的主要性能

材料名稱 表觀密度（kg/m3） 最高使用溫度（℃） 抗壓強度（MPa） 導熱系數[W/(m·K)] 吸水率（%）

巖棉保溫板 80~150， -268~350 ，— ，0.047~0.052， —

玻璃棉氈 40~60， -120~400 ，— ，≤0.035， —

聚苯乙烯泡沫塑料板 16~30， -80~75 ，0.12~0.18， 0.033~0.044， ＜0.1

聚苯顆粒保溫料漿 ≤220 ，-50~75， ≥0.01， ＜0.07

料采用預混干拌技術在工廠將水泥與高分子材料、引氣劑等各種添加劑混均后包裝，使用時按配比加水在攪拌機中攪拌成漿體后再加入聚苯顆粒，充分攪拌后形成塑性良好的膏狀體，將其抹于墻體干燥后便形成保溫性能優良的隔熱層。此種材料施工方便，保溫性能良好。其中聚苯顆粒可以采用工業品，也可以采用廢舊聚苯保溫板經機械破碎后的顆粒，這對于防制白色污染、保護環境十分有益的。但此種保溫材料吸水率較其他材料為高，使用時必須加做抗裂防水層?？沽逊浪Ｗo層材料由抗裂水泥砂漿復合玻纖網組成，可長期有效控制防護層裂縫的產生。

3 結語

目前我國外墻保溫技術發展很快，是節能工作的重點。外墻保溫技術的發展與節能材料的革新是密不可分的，建筑節能必須以發展新型節能材料為前提，必須有足夠的保溫絕熱材料做基礎。節能材料的發展又必須與外墻保溫技術相結合，才能真正發揮其作用。正是由于節能材料的不斷革新，外墻保溫技術的優越性才日益受到人們重視。所以在大力推廣外墻保溫技術的同時，要加強新型節能材料的開發和利用，從而真正地實現建筑節能。

參考文獻

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