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1、第七章 新型建筑塑料,第一节 塑料的基础知识,塑料是以天然或合成高分子化合物为基体材料，加入适量的填料和添加剂，在高温、高压下塑化成型，且在常温、常压下保持制品形状不变的材料。常用的合成高分子化合物是各种合成树脂。塑料作为土木工程材料有着广阔的前途。如建筑工程常用塑料制品有塑料壁纸、壁布、饰面板、塑料地板、塑料门窗、管线护套等；绝热材料有泡沫塑料与蜂窝塑料等；防水和密封材料有塑料薄膜、密封膏、管道、卫生设施等；土工材料有塑料排水板、土工织物等；市政工程材料有塑料给水管、塑料排水管、煤气管等等。,一、塑料的组成（一）合成树脂：合成树脂是塑料的基本组成材料，在塑料中起粘结作用。塑料的性质主要决定于
2、合成树脂的种类、性质和数量。合成树脂在塑料中的含量约为30%60%，仅有少数的塑料完全由合成树脂所组成，如有机玻璃。用于塑料的热塑性树脂主要有聚乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲脂、聚苯乙烯、聚四氟乙烯等加聚高聚物；用于塑料的热固性树脂主要有酚醛树脂、脲醛树脂、不饱和树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂、有机硅树脂等缩聚高聚物。,（二）填充料 在合成树脂中加入填充料可以降低分子链间的流淌性，可提高塑料的强度、硬度及耐热性，减少塑料制品的收缩，并能有效地降低塑料的成本。常用的填充料有：木粉、滑石粉、硅藻土、石灰石粉、石棉、铝粉、碳黑和玻璃纤维等，塑料中填充料的掺率约为40%70%。,（三）增塑剂增塑剂可降
3、低树脂的流动温度Tf，使树脂具有较大的可塑性以利于塑料加工成型，由于增塑剂的加入降低了大分子链间的作用力，因此能降低塑料的硬度和脆性，使塑料具有较好的塑性、韧性和柔顺性等机械性质。增塑剂必须能与树脂均匀地混合在一起，并且具有良好的稳定性。常用的增塑剂有邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲酚酯、樟脑、二苯甲酮等。,（四）固化剂固化剂也称硬化剂或熟化剂。它的主要作用是使线性高聚物交联成体型高聚物，使树脂具有热固性，形成稳定而坚硬的塑料制品。酚醛树脂中常用的固化剂为乌洛托品（六亚甲基四胺），环氯树脂中常用的则为胺类（乙二胺、间苯二胺）酸酐类（邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐）及高分子类（聚酰胺树脂）。,（五）着色剂
4、着色剂的加入使塑料具有鲜艳的色彩和光泽，改善塑料制品的装饰性。常用的着色剂是一些有机染料和无机颜料。有时也采用能产生荧光或磷光的颜料。（六）稳定剂为防止塑料在热、光及其他条件下过早老化而加入的少量物质称为稳定剂。常用的稳定剂有抗氯化剂和紫外线吸收剂。,二、塑料的性质（一）物理力学性质1密度。一般为0.92.2g/cm3。2孔隙率。可在很大范围内加以控制。3吸水率。吸水率很小，一般不超过1%。4耐热性。温度一般为100200，仅个别塑料（氟塑料、有机硅聚合物等）的使用温度可达300500。5导热性。密实塑料的导热系数为0.230.70W/m k，泡沫塑料的导热系数则接近于空气。6强度。塑料的强度
5、较高。7弹性模量。约为混凝土的1/10，同时具有徐变特性。,（二）化学性质1耐腐蚀性。对酸、碱、盐等腐蚀性物质的作用都具有较高的化学稳定性。2老化。在使用条件下，塑料受光、热、大气等作用，内部高聚物的组成与结构发生变化，致使塑料失去弹性、变硬、变脆出现龟裂（分子交联作用引起）或变软、发粘、出现蠕变（分子裂解引起）等现象，这种性质劣化的现象称为老化。3可燃性。建筑工程用塑料应为阻燃塑料。4毒性。一般来说，液体状态的树脂几乎都有毒性，但完全固化后的树脂则基本上无毒。,三、常用塑料及其制品（一）塑料的常用品种1聚乙烯塑料（PE）。2聚氯乙烯塑料（PVC）。3聚苯乙烯塑料（PS）。4聚丙烯塑料（PP）
6、。5聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。6聚碳酸酯（PC）。7聚酯树脂（PR）。8酚醛树脂（PF）。9环氧树脂（EP）。10聚氨酯（PU）。11有机硅树脂（OR）。12脲醛树脂（UF）。13玻璃纤维增强塑料。,（一）塑料管材塑料管材与金属管材相比，具有质轻、不生锈、不生苔、不易积垢、管壁光滑、对流体阻力小，安装加工方便、节能等特点。近年来，塑料管材的生产与应用已得到了较大的发展，它在工程塑料制品中所占的比例较大。,第二节 工程塑料制品,建筑用塑料管材的分类1.建筑用塑料管按用途可分为如下几类：排水管 包括建筑排水管(室内下水管)和埋地排水管(室外排水管)。给水管(供水管)包括室外给水管(含城乡供水管
7、)和建筑给水管(室内冷水管和热水管)。其他 输气管(燃气管)、雨落管(建筑雨水管)和电工套管（如穿线管、通讯护套管、埋地输电线套管等）。,建筑用塑料管按材料可分为：硬聚氯乙烯(PVCU)管、软聚氯乙烯(PVCS)管、氯化聚氯乙烯(CPVC)管、增强或复合聚氯乙烯管、高密度聚乙烯(HDPE)管、中密度聚乙烯(MDPE)管、低密度聚乙烯(LDPE)管、交联聚乙烯(PEX)管、均聚丙烯PPH管、嵌段共聚聚丙烯(PPB)管、无规共聚聚丙烯(PPR)管、聚丁烯(PB)管、丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS）管、玻璃钢（GRP）管、衬塑或涂塑钢管、衬塑铝管、铝塑复合管、塑复铜管等。,建筑塑料用管材也可以其形状或结
8、构来分，可分为：单层塑料管(包括非圆形管)、多层塑料管(包括芯层发泡管、多层复合管管)、波纹管(包括中层、双层、三层管)、缠绕成型管、衬塑、涂塑或复塑金属管、夹泡沫塑料的金属塑料复合管、玻璃钢管、纤维增强塑料软管等。,硬聚氯乙烯排水管（PVC-U）,国家标准GB/T5836.192的规定，“建筑排水用硬聚氯乙烯管材”是指以聚氯乙烯树脂为基料，添加适量助剂，经挤出成型的硬聚氯乙烯管材。根据聚氯乙烯塑料中是否添加增塑剂及增塑剂添加数量不同分为软质聚氯乙烯和硬质聚氯乙烯。,硬聚氯乙烯排水管技术要求,图7.1 管材的公称外径和公称壁厚,GB/T5836.192建筑排水用硬聚氯乙烯管材规定了PVC-U管
9、材的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。产品规格 管材规格用dc(公称外径)e(公称壁厚)表示.管材长度为(4土0.01)m和(6土0.01)m。长度也可由供需双方协商确定。技术要求 a.颜色b.外观 c.物理力学性能,噪音 普通PVC排水管的噪音大于铸铁管，对于采用明装管道，这种情况则更为明显。目前解决该问题的两条途径是改变水流条件或提高管村材质的隔音效果。为此，内壁设有导流螺旋凸起的螺旋管、芯层发泡管和空壁管、芯层发泡螺旋管、空壁螺旋管等.,通用双壁管材、双壁螺旋管材,硬聚氯乙烯管材使用中存在的问题,水通量 水力学上，塑料管因内壁光滑、阻力小、水流速度大，其立管
10、通水能力大于铸铁管的观点正受到挑战。相反，认为这些“优点”恰为不利因素，水流速度大使管内空气压差、压力波动加大，最终导致通水能力下降的观点已得到更多人的认同，不少理论推证、试验测定甚于工程实例对此也提供了支持并提出应采取“消能”措施或增加管内壁的粗糙度等方法来提高通水能力。,防火 UPVC是难燃的，但难燃性的UPVC管并不意味着可以防火。在目前，国内几种建筑塑料管道的工程设计、施工规程里有关给水管中众多聚烯烃类的可燃材料尚未提出防火要求，但对在高层建筑中应用的PVC排水管确有明确的规定。其中塑料排水管管径较大的，遇热熔融塌落易造成管井或楼板贯穿，使火焰和PVC分解产生的烟毒气上串导致火灾蔓延。
11、为此设计规定，需在UPVC管外每一层穿楼板处再加装相当长度的防火套管及阻火圈防火抑烟。,硬聚氯乙烯管件,塑料管路通常由塑料管材、管配件两部分组成，塑料管件又称管配件，是指把管材与管材、管材与仪表、设备、阀门等相连接的管接件。,塑料管路的质量好坏与配套的管接件有着密切的关系，但管材的连接方式也是影响管材连接质量的重要因素。,pvcu-8法兰束节,法兰连接件,管箍,管卡,活接头,常用塑料给水管材,用于给水管材的第一个要求就是无毒、无味。1.硬聚氯乙稀管 2.交联聚乙烯（PEX）管交联聚乙烯管以高密度聚乙烯作为主要原料，通过高能射线或化学引发剂的作用，将线型大分子结构转变为空间网状结构，从而可使管材
12、的性能得到改善。交联聚乙烯管由于具有很好的卫生性和综合力学物理性能，被视为新一代的绿色管材。3.无规共聚聚丙烯（PPR）管 PPR管材是20世纪80年代末90年代初开发应用的新型塑料管道产品。此管材在输送70的热水、长期内压为1MPa条件下使用寿命可达50年，成为较理想的塑料冷热水管的专用料。,PPR管道自投入生产及应用以来得到了较大的发展，产品主要用于建筑物冷热水系统，饮用水系统及板式(包括地板)采暖系统。PPR在饮用水、热水的塑料管材中所占比例仅次于交联聚乙烯管材，是国家推广应用的三大管材(PEX管、PPR管和铝塑复合管)之一。,PP-R管材,铝塑复合管 铝塑复合管一般为五层复合结构(塑料
13、/粘结剂/铝/粘结剂/塑料)，即内外层是聚乙烯，中间层是铝材。内外层的聚乙烯或交联聚乙烯具有优异的耐高低温性、耐老化性、耐环境应力开裂性、无毒、无味、耐腐蚀、无污染、质轻、耐用及保温、隔热等优点，中间的铝层起加强作用，使管材具有很高的耐压、耐冲击及良好的弯曲性，可在许多领域取代金属管。,（二）塑料门窗塑料门窗主要采用改性硬质聚氯乙稀（PVC-U）经挤出机形成各种型材。型材经过加工，组装成建筑物的门窗。塑料门窗可分为全塑门窗、复合门窗和聚氨酯门窗，但以全塑门窗为主。它由PVC-U中空型材拼装而成，有白色、深棕色、双色、仿木纹等品种。塑料门窗与其他门窗相比，具有耐水、耐腐蚀、气密性、水密性、绝热性
14、、隔声性、耐燃性、尺寸稳定性、装饰好等特点，而且不需粉刷油漆，维护保养方便，同时还能显著节能，在国外已广泛应用。,塑料门窗是继木、钢、铝合金门窗之后兴起的新型节能门窗，是当前世界上所知的最佳的节能、保温、隔音且水密性、气密性和耐久性都很好的门窗。塑料门窗是以改性聚氯乙烯树脂为原料，经挤出成型为各种断面的中空异型材，再经定长切割并在其内腔加钢质型材加强筋，通过热熔焊接机焊接组装成门窗框、扇，最后装配玻璃、五金配件、密封条等构成的门窗成品。型材内腔以型钢增强而形成塑钢结合的整体，故这种门窗也称塑钢门窗。,木纹塑料型材,断桥塑料型材,塑料型材（表面是保护膜）,塑料型材,真假塑料型材产品（左边真，右边
15、假）,门的主要类型按开启方式分有平开门、推拉门、连窗门、折叠门、旋转门和弹簧门等。窗的主要类型有平开窗、推拉窗、中悬窗、立转窗、提拉窗、上悬窗、下悬窗及百叶窗等。,推拉窗,平开窗,百叶平开窗,中悬窗,提拉窗,上悬窗,上悬窗,下悬窗,下悬窗,百叶窗,旋转窗,立转窗,与钢、木、铝合金门窗比较，塑料门窗的技术经济优势主要体现在：1.节能保温性好 就生产型材的能耗而言，塑料门窗的能耗最低，生产1吨钢材的能耗为生产1吨UPVC型材的4.5倍；而生产1吨铝材的能耗为生产1吨UPVC型材的8倍。在实际使用中，塑料门窗的热损失最小，塑料型材为多腔式结构，具有良好的隔热性能，传热系数很小，仅为钢材的1/357，
16、铝材的1/1250。有关部门调查比较：使用塑料门窗的房间比使用木窗的房间冬季室内温度提高45；,塑料门窗的主要技术性能有：1.强度高、耐冲击。2.抗老化性能好。3.隔热保温性好，节约能源。4.气密性、水密性好。5.隔音性好。6.耐腐蚀性好。7.防火性能好。8.电绝缘性高。9.热膨胀系数低，能保证正常使用。,2.降低噪音 塑料型材本身具有良好的隔音效果，若采用双玻结构其隔音效果更理想，特别适用于闹市区噪音干扰严重，但需要安静的场所，如医院、学校、宾馆、写字楼等。塑料门窗的隔音性能符合GB8485建筑外窗隔音性能分级及其检测方法中的要求。,3.气密性好 塑料门窗在安装时所有缝隙处都装有橡塑密封条和
17、毛条，所以其气密性远远高于铝合金门窗。而塑料平开窗的气密性又高于推拉窗，一般情况下，平开窗的气密性可达一级，推拉窗可达二级。根据中国建筑科学研究院物理所检测，塑料门窗气密性高于铝、木、钢门窗510倍；塑料门窗的空气渗透性能一般为2级至1级，而木、钢门窗则为5级左右。因此，塑料门窗可用于一些有超净化要求的建筑上。,4.耐腐蚀性好 塑料型材具有独特的配方，具有良好的耐腐蚀性，因此塑料门窗的耐腐蚀性能主要取决于五金件的选择，如选防腐五金件，不锈钢材料，其使用寿命是钢窗的10倍左右。因此塑料门窗特别适合在盐雾大的沿海地区、湿度大的南方地区和带有腐蚀性介质的工业建筑中使用。而在强腐蚀、大气污染、海水和盐
18、雾、酸雨等恶劣环境下，钢窗难以适应，铝窗虽稍好，但耐久性差。,5.性能稳定、耐候性好 长期困扰塑料门窗推广的老化、变形、耐候性差、变色等质量问题已有改善。国产PVC窗工作环境温度已达5055，又由于改进了配方，提高了产品的耐寒性，因此其高温变形、低温脆裂的问题己得到解决。塑料门窗可长期使用于温差较大的环境中，烈日暴晒、潮湿都不会使其出现变质、老化、脆化等现象。最早的塑料门窗已使用30年，其材质还完好如初，照此推算，正常环境条件下塑料门窗使用寿命可达50年以上。,6.防火性能好 塑料门窗不易燃，不助燃，能自熄，安全可靠，经公安部上海科学研究所检测氧指数为47，符合GB8814门窗框用聚氮乙烯(P
19、VC)型材中规定的氧指数不低于38的要求。7.绝缘性好 塑料门窗使用的塑料型材为优良的电绝缘材料,不导电，安全系数高。7.水密性好 塑料型材具有独特的多腔式结构，有特有的排水腔，无论是框还是扇的积水都能有效排出。塑料平开窗的水密性又远高于推拉窗，一般情况下，平开窗的水密性可达2级，保持未发生渗透的最大压力为150Pa，符合GB7108建筑外墙雨水渗透性能分级及检测方法中2级的要求，推拉窗可达到3级。,8抗风压性好 在独特的塑料型腔内，可填加1.23mm厚的钢衬，根据当地的风压值、建筑物的高度、洞口大小、窗型设计来选择加强筋的厚度和型材系列，以保证建筑对门窗的要求。一般高层建筑可选用内平开窗或大
20、断面椎拉窗，抗风压强度可达1级或特1级；低层建筑可选用外平开窗或小断面推拉窗，抗风压强度一般在3级，都符合GB7106建筑外窗抗风压性能分级及其检测方法的要求。,10.产品尺寸精度高，不变形性好 塑料型材材质细腻平滑、质量内外一致，无需进行表面特殊处理。易加工、易切割，焊接加工后，成品的长、宽及对角线公差均能控制在2mm以内，加工精度高，焊角强度可达3500N以上，同时焊接处经清角除去旱瘤，保证型材表面平整。11.易防护性好 塑料门窗不受侵蚀，不易变黄褪色，不受灰、水泥及胶合剂影响，几乎不必保养，脏污时，可用任何清洗剂洗涤，清洗后光洁如新。12.价格适中 与达到同等性能的铝窗、木窗、钢窗相比，
21、塑料门窗的价格较经济实用。,（一）塑料壁纸。壁纸是当前使用较广泛的墙面装饰材料，尤其是塑料壁纸，其图案变化多样，色彩丰富多彩。通过印花、发泡等工艺，可仿制木纹、石纹、锦缎、织物，也有仿制瓷砖、普通砖等，如果处理得当，甚至能达到以假乱真的程度，为室内装饰提供了极大的便利。塑料壁纸可分为三大类：普通壁纸、发泡壁纸和特种壁纸。金属基壁纸是一种节能壁纸。近年来生产的静电植绒壁纸，带图案，仿锦缎，装饰性、手感性均好，但价格较高。,第三节 装饰塑料制品,普通壁纸,发泡壁纸,金属基壁纸,（二）墙面装饰织物墙面装饰织物主要是指以纺织物和编织物为原料制成的壁纸（或墙布），其原料可以是丝、羊毛、棉、麻、化纤等纤维
22、，也可以是草、树叶等天然材料。这种材料具有其独特装饰效果，可吸声保温、美化环境，常用于咖啡厅、宾馆等公共室内场所。常用的品种有织物壁纸和墙布。纸基织物壁纸是由天然纤维和化学纤维制成的各种色泽、花色的粗细纱或织物再与纸的基层粘合而成。适用于宾馆、饭店、办公大楼、家庭卧室等室内墙面装饰。麻草壁纸，适用于酒吧、舞厅、会议室、商店、饭店等室内墙面装饰。,织物壁纸,（三）塑料地板。塑料地板与传统的地面材料相比，具有质轻、美观、耐磨、耐腐蚀、防潮、防火、吸声、绝热、有弹性、施工简便、易于清洗与保养等特点，使用较为广泛。塑料地板种类繁多，目前绝大部分的塑料地板为聚氯乙烯塑料地板。按形状可分为块状与卷状，其中
23、块状占的比例大。块状塑料地板可以拼成不同色彩和图案，装饰效果好，也便于局部修补；卷状塑料地板铺设速度快，施工效率高。,按质地可分为半硬质与软质。由于半硬质塑料地板具有成本低，尺寸稳定，耐热性、耐磨性、装饰性好，容易粘贴等特点，目前应用最广泛；软质塑料地板的弹性好，行走舒适，有一定的绝热、吸声、隔潮等优点。按产品结构可分为单层与多层复合。单层塑料地板多属于低发泡地板，厚度一般为34mm，表面可压成凹凸花纹，耐磨、耐冲击、防滑，但此地板弹性、绝热性、吸声性较差；多层复合塑料地板一般分上、中、下三层，上层为耐磨、耐久的面层，中层为弹性发泡层，下层为填料较多的基层，上、中、下三层一般用热压粘结而成，此
24、地板的主要特点是具有弹性，脚感舒适，绝热、吸声。,（四）地毯的分类及特点1 按原材料分类（1）羊毛地毯：又称纯毛地毯。属高档铺地装饰织物。（2）混纺地毯：混纺地毯是以羊毛纤维与合成纤维混纺后编织而成的地毯。（3）化纤地毯：合成纤维制作的面料而制成，其外观和触感酷似羊毛，它耐磨而较富有弹性，为目前用量最大的中、低档地毯品种。（4）剑麻地毯：采用植物剑麻为原料，弹性较差，且手感十分粗糙。可用于公共建筑地面及家庭地面。,2 按编制工艺分类（1）手工编织地毯：地毯中的高档品。价格昂贵。（2）簇绒地毯：簇绒地毯又称裁绒地毯。生产化纤地毯的主要方式，属中档产品。（3）无纺地毯：无纺地毯是指无经纬编织的短毛
25、地毯。又称针刺地毯、针扎地毯或粘合地毯之称。这种地毯因生产工艺简单，故成本低、价廉，但其弹性和耐久性较差。,地毯构造示意图,3 按规格尺寸分类（1）块状地毯：纯毛地毯多制成方形及长方形块状地毯，铺设时可用以组合成各种不同的图案。门口毯、床前毯、茶几毯等小块地毯在室内的铺设，不仅使室内不同的功能有所划分，还装饰、保温、吸声，起到画龙点睛的效果。还可铺放在浴室或卫生间，可装饰防滑。（2）卷装地毯：一般为化纤地毯，其幅宽有14m,每卷长度一般为2025m，也可按要求加工。可提高地毯的整体性，平整性和观感效果，便于清洁整理，但损坏后不易更换。,4按使用场所不同分（1）轻度家用级。铺设在不常使用的房间或
26、部位；（2）中度家用级或轻度专业使用级。用于主卧室或家庭餐室等；（3）一般家用或中度专业使用级。用于起居室及楼梯、走廊等交通频繁的部位；（4）重度家用或一般专业使用级。中重度磨损的场所；（5）重度专业使用级。价格甚贵，家庭不用，用于特殊要求的场合；（6）豪华级。地毯品质好，绒毛纤维长，具有豪华气派，用于高级装饰的卧室。,（五）塑料装饰板材塑料装饰板材是指以树脂为浸渍材料或以树脂为基材，采用一定的生产工艺制成的具有装饰功能的板材。塑料装饰板材按原材料的不同可分为塑料金属复合板、硬质PVC板、三聚氰胺层压板、玻璃钢板、聚碳酸酯采光板、有机玻璃装饰板、复合夹层板等类型。按结构和断面形式可分为平板、波形板、实体异型断面板、中空异型断面板、格子板、夹心板等类型。,
