論高密度聚乙烯在工程中的應(yīng)用

張木鳳

摘要：高密度聚乙烯是一種熱塑性樹(shù)脂，結(jié)晶度比較高而且是非極性的，通常用于管道工程和具有重量輕、韌性好，具有很好的耐高壓性，使用壽命比較長(zhǎng)等。本文主要關(guān)注其材料特性和工程應(yīng)用領(lǐng)域中所發(fā)揮的性能，對(duì)高密度聚乙烯土工膜所具備的優(yōu)點(diǎn)以及鋪設(shè)要求進(jìn)行介紹，將這種材料所具備的優(yōu)良性能展示出來(lái)。本論文針對(duì)高密度聚乙烯在工程中的應(yīng)用展開(kāi)研究。

關(guān)鍵詞：高密度聚乙烯；材料性能；工程應(yīng)用；土工膜

引言

隨著技術(shù)發(fā)展以及更高的環(huán)境保護(hù)要求，建筑材料以更高的質(zhì)量和更低的價(jià)格不斷更新，越來(lái)越多的新型材料管道被用于建筑工程中，高密度聚乙烯是國(guó)家用水泥和塑料替代鋼取代塑料的首選，它對(duì)節(jié)約能源、保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境、降低污染有著重要的現(xiàn)實(shí)意義，本文主要介紹了高密度聚乙烯的性能和工程應(yīng)用。

1.高密度聚乙烯管材料特性及實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)

高密度聚乙烯（HDPE）所具備的性能是高度結(jié)晶，是非極性的熱塑性樹(shù)脂，其本身就是一個(gè)無(wú)味、無(wú)毒的白色粒子，熔點(diǎn)大約在130攝氏度，相對(duì)密度介于0.941至0.960之間。高密度聚乙烯具有優(yōu)異的耐寒性和耐熱性，很強(qiáng)的穩(wěn)定性和剛性強(qiáng)，抗酸、堿、有機(jī)溶劑、電絕緣性能優(yōu)異。高靈敏度聚乙烯管是一種雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)部為光滑、梯形中空結(jié)構(gòu)，外部矩陣為等排列矩陣，與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土管道相比，高密度聚乙烯管道重量輕，安裝和運(yùn)輸更加方便，然而，這種管材的承壓能力和強(qiáng)度比鋼筋混凝土管要差。裝備精良的設(shè)備制造，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以及在美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛使用的成型工藝，在拉丁美洲的許多國(guó)家，這項(xiàng)技術(shù)也相當(dāng)成熟，在當(dāng)?shù)氐氖袌?chǎng)價(jià)格上更具有競(jìng)爭(zhēng)力。通過(guò)該管道，高密度聚乙烯具有很好的力學(xué)性能，具體指標(biāo)如表1所示。HDPE管道在不同國(guó)家有不同的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，具體標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

2 HDPE管材在相關(guān)領(lǐng)域的工程應(yīng)用

2017年，中國(guó)管道的發(fā)展所要達(dá)到的目標(biāo)是：新建住宅排水管道中塑料管要提高利用率，需要達(dá)到85%，傳統(tǒng)鑄鐵管的使用很少或幾乎不使用。鑄鐵管尺寸大，容易生銹和生銹。管道施工線材的利用率達(dá)到90%，建筑給水和采暖管的利用率達(dá)到85%，雨水排放利用率可以超過(guò)80%，傳統(tǒng)的鑄鐵管基本不被使用了，在建筑領(lǐng)域被淘汰。城市供水管徑（直徑不足400毫米）高密度聚乙烯管的利用率可以達(dá)到80%，鄉(xiāng)村中使用的高密度聚乙烯管利用率可以達(dá)到90%，城市燃?xì)夤艿栏呙芏染垡蚁┕艿览寐蔬_(dá)40%，城市排水管道采用高密度聚乙烯管利用率高于50%。現(xiàn)在，高密度聚乙烯管已被廣泛應(yīng)用于以下項(xiàng)目：

（1）市政給水排水：隨著城市建設(shè)的步伐不斷加快，樓層之間的供水管道的需求量越來(lái)越大。到2017年，已經(jīng)達(dá)到700千噸。隨著城市規(guī)?；l(fā)展，工程建設(shè)項(xiàng)目的規(guī)模擴(kuò)大，應(yīng)用高質(zhì)量高密度聚乙烯管廣泛應(yīng)用，使用量越來(lái)越大。

（2）大型水利項(xiàng)目：污水、水和引水管道。

（3）煤炭行業(yè)：各種類型的通風(fēng)系統(tǒng)和煤炭處理項(xiàng)目

（4）天然氣管道：到2017年為止，天然氣管道的需求量非常大，達(dá)到了170萬(wàn)噸，中國(guó)通常是從國(guó)外進(jìn)口天然氣管道，這也解釋了中國(guó)高密度聚乙烯的發(fā)展。

（5）農(nóng)田灌溉：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，中國(guó)進(jìn)入到農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展軌道，農(nóng)業(yè)的發(fā)展速度不斷加快，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)水平不斷提高。農(nóng)田管理和經(jīng)營(yíng)的規(guī)模是非常大的，單純依靠人力資源是很難提高農(nóng)業(yè)效率的，需要更多的機(jī)械設(shè)備、管理技術(shù)、計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng)，發(fā)揮管理的作用。在灌溉方面，可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)溫濕度控制，并能準(zhǔn)確地進(jìn)行灌溉。高密度聚乙烯管密度低、韌性好、耐腐蝕、保溫性能也非常好，就有施工安裝都很方便的特點(diǎn)、高密度聚乙烯管在農(nóng)業(yè)灌溉領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，但主要是將高密度聚乙烯管埋管用于排水管道和污水管，這僅僅是開(kāi)始，在全球可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中，強(qiáng)調(diào)環(huán)保意識(shí)的提高，80 kt的高密度聚乙烯管道已經(jīng)被投入到應(yīng)用領(lǐng)域中，在未來(lái)還會(huì)有更大的需求量。

（6）化學(xué)工業(yè)：高密度聚乙烯非常耐腐蝕，所以它可以存儲(chǔ)，也可以運(yùn)輸。

（7）電力行業(yè)：電廠發(fā)電通常用數(shù)量是比較大的，傳統(tǒng)的室外供水管道經(jīng)常使用無(wú)縫鋼管。由于燃煤機(jī)組一般都是在海濱，因此對(duì)防腐蝕的要求很高，綜合考慮成本、工期和維護(hù)，高密度聚乙烯管的應(yīng)用越來(lái)越多。

3高密度聚乙烯土工膜

3.1高密度聚乙烯土工膜優(yōu)點(diǎn)

土工膜是一種由一種或多種聚合物、顏料、炭黑等添加劑制成的防滲材料，是近年來(lái)我國(guó)防滲、填埋等領(lǐng)域的重要材料之一。高密度聚乙烯的優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）是一種柔性防水材料具有非常高的防滲系數(shù)（1×10-17厘米 / 秒）。

（2）具有良好的耐熱性和耐寒性環(huán)境的溫度為110攝氏度，低溫零下70攝氏度。

（3）具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，是一種很好的防腐材料抗強(qiáng)酸的侵蝕、耐堿、耐油。

（4）抗拉強(qiáng)度高、它具有高的抗拉強(qiáng)度，能達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)的工程目標(biāo)。

（5）具有耐高溫、抗老化性能強(qiáng)、能長(zhǎng)時(shí)間泄漏的特點(diǎn)。在空中，同時(shí)保持原有的性能。

（6）具有良好的整體性能，由于其強(qiáng)大的抗拉強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率，以便它可以在各種不同的地理和氣候條件下使用時(shí)，它可以適應(yīng)不均勻沉降壓力。

（7）應(yīng)用軟件質(zhì)量原始塑料和炭黑粒子，不添加任何防腐劑，高密度聚乙烯代替聚氯乙烯用于食品包裝袋和塑料包裝材料。

3.2高密度聚乙烯土工膜的施工

復(fù)合土工膜是一種兩側(cè)的土工膜，土工織物是土工膜的保護(hù)層，保護(hù)不透水層不會(huì)被破壞，為了減少紫外線輻射，提高抗衰老性能，采用掩埋法是比較好的。

在具體的施工中，用小直徑的砂土或粘土對(duì)基體表面進(jìn)行平整，然后鋪設(shè)土工膜，在鋪設(shè)的土工膜上覆蓋一層10厘米左右的表層，細(xì)沙或粘土覆蓋在上面。在施工中，避免石塊直接落在土工膜上，保護(hù)層涂在膜的邊緣上，復(fù)合土工膜與周圍結(jié)構(gòu)的連接應(yīng)采用膨脹螺栓和鋼板桿固定好，涂上乳化瀝青可以避免產(chǎn)生防止泄漏。

復(fù)合土工膜聯(lián)合處理接影響防滲效果。從多年的實(shí)踐角度出發(fā)，認(rèn)為土工膜厚度不能低于0.25毫米。如果復(fù)合土工膜太薄，就有可能產(chǎn)生氣孔，在施工中遭到損壞，防滲效果就會(huì)降低。土工膜的結(jié)構(gòu)上來(lái)看，特別要注重鋪設(shè)得不可以太緊，不可以有起皺的現(xiàn)象，拼接成固體。要嚴(yán)格按照有關(guān)的施工技術(shù)規(guī)范，做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，按照規(guī)定的程序進(jìn)行鋪設(shè)、拼接、檢查、回填。

結(jié)束語(yǔ)

HDPE管作為一種綠色新型環(huán)保的管材，綜合性能非常優(yōu)越，在城市的發(fā)展建設(shè)中起著尤為重要的作用，HDPE管雖然在我國(guó)起步發(fā)展不久，但隨著它在工程的作用被人們不斷的加深認(rèn)識(shí)，HDPE 管材有著更廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)：

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