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    EPS (聚苯乙烯泡沫)基本介紹

    聚苯乙烯泡沫(Expanded Polystyrene簡稱EPS)是一種輕型高分子聚合物。它是采用聚苯乙烯樹脂加入發泡劑,同時加熱進行軟化,產生氣體,形成一種硬質閉孔結構的泡沫塑料。

    中文名:聚苯乙烯泡沫 

    外文名:EPS 

    全  稱:Expanded Polystyrene 

    性  質:輕型高分子聚合物

    基本介紹

    其加工方法按發泡方式的不同可分為模式法與擠出法。這種均勻封閉的空腔結構使EPS具有吸水性小,保溫性好,質量輕及較高的機械強度等特點。北歐在20世紀60年代后期開始將EPS用于土木工程。1971年挪威國家道路研究實驗室(NRRL)首次在FLOM大橋引道改造工程中用EPS代替1m厚普通填料,成功控制了橋頭段的不均勻沉降。因總體經濟和質量效果好,20世紀80年代用量迅速上升,瑞典、日本、荷蘭等國家已在公路項目中使用EPS。我國1995年在杭甬高速公路望童跨線橋橋頭路堤首次使用EPS。

    物理力學特性編輯

    1.1 密度

    EPS的密度由成形階段聚苯乙烯顆粒的膨脹倍數決定,一般介于10~45㎏/m3之間,作為工程中使用的EPS表觀密度一般在15~30㎏/m3。目前在道路工程中用作輕質填料的EPS密度為20㎏/m3,為普通道路填料的1%~2%。密度是EPS的一個重要指標,其各項力學性能幾乎都與它的密度成正比關系。

    1.2 變形特性

    根據試驗,EPS在三向應力狀態下和單向應力狀態下的受壓過程基本類似,當軸向應變εa=5%時,應力應變曲線出現明顯轉折,EPS開始表現出彈塑性。當圍壓很小時,對應力應變關系和屈服強度的影響是有限的。當圍壓超過60KPa時,屈服強度明顯下降,顯然與土的變化規律不同。當軸向應變εa≤5%時,無論圍壓是多大,體積應變εv接近于軸向應變εa,即EPS側向變形小,也即泊松比小。

    容重γ=0.2~0.4kN/m3的EPS的彈性模量Es在2.5~11.5MPa之間。廣東省淡澳河大橋引道工程EPS填筑高度超過4m,使用的EPS容重為0.2kN/m3。為最大限度地減少工后沉降,鋪筑完EPS材料層后,在其上填土1.2m進行預壓。其中EPS材料層的壓縮沉降平均為32mm,可以算得EPS的彈性模量為2.4MPa,且EPS材料仍處于彈性變形階段。該路段于2000年10月試行通車,6個月后EPS材料層的實際壓縮變平均值為8mm,說明就EPS材料的使用實際效果看,作為路堤填料是成功的。

    1.3 自立性

    EPS自立性強,對高邊坡的穩定十分有利。瑞典橋梁設計規范規定,主動、靜止側壓力系數分別為0和0.4,不必計算被動側壓力。由于EPS豎向受壓后產生側向壓力小,將EPS用于橋頭段路基填料,可大大減少橋臺的臺背土壓力,對橋臺穩定十分有利。

    EPS塊與砂的摩擦系數f,對于干燥砂f為0.58(密)~0.46(松),對濕砂f為0.52(密)~0.25(松);EPS塊與塊之間f在0.6~0.7范圍內。

    1.4 水、溫特性

    EPS的封閉空腔結構決定了其具有良好的隔熱性,它用于保溫材料最大的特點是其熱傳導率極低,各種規格EPS板體其熱傳導率為0.024W/m.K~0.041W/m.K。

    EPS為熱可塑性樹脂,應在70℃以下使用,以免受熱變形和強度降低。同時利用這一特性可采用電熱絲加工。生產中可添加阻燃劑,形成阻燃型EPS。阻燃型EPS離開火源3s內自行熄滅。

    EPS的空腔結構使水的滲入極其緩慢。根據挪威與日本實測資料,EPS吸水率(吸入的水量相當于它的容重的百分數)不浸泡在水中時為1%以下;地下水位附近的為4%以下;長期浸泡在水中的為10%左右。由于EPS的容重比土體的容重低得多,吸水引起的1%~10%的容重增量對工程影響可忽略不計。

    1.5 耐久性

    EPS在水中和土壤中化學性質穩定,不能被微生物分解;EPS的空腔結構也使水的滲入極其緩慢;長時間受紫外線照射,EPS表面會由白色變為黃色,且材料在某種程度上呈現脆性;在大多數溶劑中EPS性質穩定,但可溶解于汽油、柴油、煤油、甲苯、丙酮等有機溶劑。這說明EPS填料需要良好的保護層。


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