2018一级建筑师考试《建筑材料与构造》知识点:建筑塑料
来源 :中华考试网 2017-12-11
中2018一级建筑师考试《建筑材料与构造》知识点:建筑塑料
第九节建筑 塑 料
与传统的建筑材料相比,建筑塑料具有密度小、比强度高、耐油浸、耐腐蚀、耐磨、隔声、绝缘、绝热等优点。用不同原料制成的塑料,具有各种不同的特点。但塑料受温度、时间影响较大,具有较大的蠕变性,会老化,热膨胀系数大,耐热性差,易燃烧,刚度较差,因此在使用中应予以注意并采取相应的措施。
一、塑料的组成
(一)合成树脂
是用人工合成的高分子聚合物。合成树脂在塑料中起胶粘剂作用,是塑料的基本组成材料。合成树脂按合成方法的不同,可分为加聚树脂和缩聚树脂两类;按受热时所发生的变化不同,又可分为热塑性树脂与热固性树脂。热塑性树脂受热时软化,冷却时凝固,不起化学变化,其密度、强度及熔点都较低。热固性树脂坚硬、脆性大。热固性树脂在加工过程中的前阶段受热可以软化,但后阶段则发生固化反应,固化后再加热也不能使其软化。
(二)填充料(填料)
可降低塑料成本,提高塑料强度、耐热性及化学稳定性等。常使用云母、滑石粉、各类纤维材料、木粉、纸屑等。
(三)增塑剂
可提高树脂的可塑性与流动性,便于加工成型,也可提高塑料制品在使用条件下的弹性与韧性,并改善低温脆性。常用的增塑剂有樟脑等。
(四)其他
还有固化剂(硬化剂)、稳定剂(如抗氧剂、光稳定剂等)、着色剂及阻燃剂等。如环氧树脂常用乙二胺、己二胺等作固化剂。
二、常用建筑塑料
目前,已用于建筑工程的热塑性塑料有:聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚醋酸乙烯(PVAC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚甲基丙烯酸甲酯(即有机玻璃) (PM—MA)、丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物(ABS)、聚碳酸酯(PC)等;已用于建筑工程的热固性塑料有:酚醛、脲醛(UF)、环氧、不饱和聚酯、聚酯(PBT)、聚氨酯、有机硅
(S1)、聚酰胺(即尼龙)(PA)、三聚氰胺甲醛树脂(密胺树脂)(MF)等。
几种常用建筑塑料的特性与用途见表20-42。
名称 |
特性 |
用途 |
聚乙烯 (PE) |
预韧性好,介电性能和耐化学腐蚀性能优良,成型工艺性好,但刚性差,燃烧时少烟,低压聚乙烯使用温度可达100℃ |
主要用于防水材料、给排水管和绝缘材料等 |
聚丙烯 (PP) |
耐腐蚀性能优良,力学性能和刚性超过聚乙烯,耐疲劳和耐应力开裂性好,可在100~(2以上使用,但收缩率较大,低温脆性大 |
管材、卫生洁具、模板等 |
聚氯乙烯 (PVC) |
耐化学腐蚀性和电绝缘性优良,力学性能较好,具有难燃性,具有自熄性,但耐热性差,升高温度时易发生降解,使用温度低(<60℃) |
有软质、硬质、轻质发泡制品。广泛应用于建筑各部位,是应用最多的一种塑料 |
聚苯乙烯 (PS) |
树脂透明,有一定的机械强度,电绝缘性能好,耐辐射,成型工艺性好,但脆性大,耐冲击性和耐热性差,抗溶剂性较差 |
主要以泡沫塑料形式作为隔热材料,也用来制造灯具平顶板等 |
AIlS塑料 |
具有韧、硬、刚相均衡的优良力学特性,电绝缘性与耐化学腐蚀性好,尺寸稳定性好,表面光泽性好,易涂装和着色,但耐热性不太好,耐候性较差 |
用于生产建筑五金和各种管材、模板、异型板等 |
酚醛树脂 (PF) |
电绝缘性能和力学性能良好,耐水性、耐酸性和耐烧蚀性能优良。酚醛塑料坚固耐用、尺寸稳定、不易变形 |
生产各种层压板、玻璃钢制品、涂料和胶粘剂等 |
环氧树脂 (EP) |
粘接性和力学性能优良,耐化学药品性(尤其是耐碱性)良好,电绝缘性能好,固化收缩率低,可在室温、接触压力下固化成型 |
主要用于生产玻璃钢、胶粘剂和涂料等产品 |
不饱和聚酯 树脂(UP) |
可在低压下固化成型,用玻璃纤维增强后具有优良的力学性能,良好的耐化学腐蚀性和电绝缘性能,但固化收缩率较大 |
主要用于玻璃钢、涂料和聚酯装饰板等 |
聚氨酯 (PUR) |
强度高,耐化学腐蚀性优良,耐热、耐油、耐溶剂性好,粘接性和弹性优良 |
主要以泡沫塑料形式作为隔热材料及优质涂料、胶粘剂、防水涂料和弹性嵌缝材料等 |
三、胶粘剂(又称粘合剂、粘接剂或粘结剂等) ·
能直接将两种材料牢固地粘结在一起的物质通称胶粘剂。传统的有机胶粘剂如皮胶、骨胶、淀粉等,强度不高,耐热、耐水及耐老化等性能也差。目前建筑上广泛使用由合成高分子材料配制的胶粘剂。
(一)胶粘剂的组成与分类
1.组成
(1)粘料。是胶粘剂的基本组分,决定胶粘剂的性能。常用的粘料有天然高分子化合物(如淀粉、动物的皮胶等)、合成高分子化合物(如环氧树脂等)以及无机化合物(如水玻璃等)三类。
(2)溶剂。其作用为溶解粘料、调节胶粘剂的粘度使之便于施工。常用的溶剂有二甲苯、丁醇及水等。
(3)固化剂与催化剂。固化剂能使线型分子形成网状体形结构,从而使胶粘剂固化。加入催化剂是为了加速高分子化合物的硬化过程。
(4)填料。可改善胶粘剂的性能(如提高强度、减少收缩等),并可降低胶粘剂成本。
常用石棉粉、石英粉、氧化铝粉、金属粉等。
胶粘剂必须具备下列条件:足够的流动性,保证被粘物表面能充分浸润,不易老化,易调节粘结性与硬化速度,胀缩变形小,粘结强度高。
2.分类
(1)按强度特性分类:可分为以下三种:
结构胶:对强度、耐热、耐油和耐水等有较高要求。使用于金属的结构胶,其室温剪切强度要求在10~30MPa,10‘次循环剪切疲劳后强度为4~8MPa。
非结构胶:不承重较大载荷,只起定位作用。
次结构胶:介于结构胶与非结构胶之间。
(2)按固化形式分类:可分为溶剂挥发型、乳液型、反应型和热熔型四种。
(3)按主要成分分类:可分为无机与有机两大类。
1)无机类:某些硅酸盐及磷酸盐等。
2)有机类:有天然类与合成树脂类两大类。
(4)按外观分类:可分为液态、膏状和固态三类。
(二)建筑常用胶粘剂
建筑常用胶粘剂的粘料类型有热固性树脂、热塑性树脂、合成橡胶及混合型粘料。
建筑用胶粘剂必须具备下列条件:
(1)有将被粘物表面充分浸润的流动性;
(2)不易老化,性质不易变化;
(3)硬化速度与粘性易调整;
(4)胀缩小;
(5)粘结强度高。
属结构胶粘剂的有:环氧树脂类、聚氨酯类、有机硅类、聚酰亚胺类等热固性胶粘剂;聚丙烯酸酯类、聚甲基丙烯酸酯类、甲醇类等热塑性胶粘剂;还有如酚醛—环氧型、酚醛—丁腈橡胶型等改性的多组分胶粘剂。
属非结构胶粘剂的有:动(植)物胶等天然胶粘剂;酚醛树脂类、脲醛树脂类、聚酯树脂类、呋喃树脂类、间苯二酚甲醛等热固性胶粘剂;聚酰胺类、聚醋酸乙烯酯类、聚乙烯醇缩醛类、过氯乙烯树脂类等热塑性胶粘剂;还有苯乙烯—丁二烯(SBR)等合成橡胶类胶粘剂以及酚醛—氯丁橡胶类等改性的多组分胶粘剂。
环氧树脂胶粘剂俗称万能胶,其固化剂常用各种脂肪族胺类(如乙二胺等),增塑剂常用邻苯二甲酸二丁酯等;在环氧树脂胶中加入其他高分子化合物如酚醛树脂等,可提高胶粘剂的耐热及粘接性能。
建筑上几种常用胶粘剂性能与应用见表20-43。
种类 |
特性 |
主要用途 | |||
热塑性 |
聚乙烯醇缩甲醛胶粘剂(商品名108胶) |
108胶粘结强度高,抗老化,成本低,施工方便 |
粘贴塑胶壁纸、瓷砖、墙布等。加入水泥砂浆中改善砂浆性能,也可配成地面涂料 | ||
树脂胶粘剂 |
聚醋酸乙烯乳胶 (俗称白胶水) |
粘附力好,水中溶解度高,常温固化快,稳定性好,成本低。耐水性耐热性差 |
粘接各种非金属材料、玻璃、陶瓷、塑料、纤维织物、木材等 | ||
聚乙烯醇胶粘剂 |
水溶性聚合物,耐热、耐水性差 |
适合胶接木材、纸张、织物等。与热固性胶粘剂并用 | |||
热固性树 |
环氧树脂胶粘剂 |
万能胶·,固化速度快,粘结强度高,耐热、耐水、耐冷热冲击性能好,使用方便 |
粘接混凝土、砖石、玻璃、木材、皮革、橡胶、金属等,多种材料的自身粘接与相互粘接。适应于各种材料的快速胶接、固定和修补 |
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脂胶粘 |
酚醛树脂胶粘剂 |
粘附性好,柔韧性好,耐疲劳 |
粘接各种金属、塑料和其他非金属材料 |
||
剂 |
聚氨酯胶粘剂 |
较强粘接力,胶膜柔软良好的耐低温性与耐冲击性。耐热性差,耐溶剂,耐油、耐水 |
适于胶接软质材料和热膨胀系数相差较大的两种材料 |
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|
丁腈橡胶胶粘剂 |
弹性及耐候性良好,耐疲劳、耐油、耐溶剂性好,耐热,有良好的混溶性。粘着性差,成膜缓慢 |
适用于耐油部件中橡胶与橡胶、橡胶与金属、织物等的胶接。尤其适用于粘接软质聚氯乙烯材料 |
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合成橡 |
氯丁橡胶胶粘剂 |
粘附力、内聚强度高、耐燃、耐油、耐溶液性好。贮存稳定性差 |
用于结构粘接或不同材料的粘接。如橡胶、木材、陶瓷、金属石棉等不同材料的粘接· |
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胶胶粘剂 |
聚硫橡胶胶粘剂 |
很好的弹性、粘附性。耐油耐候性好,对气体和蒸汽不渗透,防老化性好 |
作密封胶及用于路面、地坪、混凝土的修补、表面密封和防滑。用于海港、码头及水下建筑物的密封 |
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硅橡胶胶粘剂 |
良好的耐紫外线耐老化性,耐热耐腐蚀性、粘附性好,防水防震 |
用于金属陶瓷、混凝土、部分塑料的粘接。尤其适用于门窗玻璃的安装以及隧道、地铁等地下建筑中瓷砖、岩石接缝间的密封 |