土木工程材料ppt课件

高弹态是橡胶的使用状态，常温处于高弹态的聚 合物均可用作橡胶。
粘流态是聚合物成型时的状态。 完全结晶的聚合物的温度-变形曲线有所不同， 在熔点Tm以前不出现高弹态，而是保持结晶态；当温 度升高到熔点以上时，若分子量足够大，则出现高弹 态，若分子量很小，则直接进入粘流态。
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图7-7 结晶聚合物温度-形变曲线
一、基本概念
高分子化合物是一类品种繁多、应用广泛的天然 或人工合成物质。合成材料塑料、橡胶、纤维等均属 于高分子化合物。高分子化合物的分子量一般为 104～106。大部分是由许多相同的、简单的结构单元 通过共价键有规律地重复连接而成，因此高分子化合 物也称聚合物。
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二、聚合物的分类与命名 ㈠分类
1、按来源可分为三类： ⑴天然高分子，包括天然无机和天然有机高 分子； ⑵人工合成高分子，包括合成树脂、合成橡 胶和合成纤维等； ⑶半天然高分子，如醋酸纤维、改性淀粉等。
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2.按聚合物主链元素不同又可分为三类： ⑴碳链高分子； ⑵杂链高分子； ⑶元素有机高分子。
聚合物也可根据其用途区分为塑料、纤维 和橡胶（弹性体）三大类。如果加上涂料、粘 合剂和功能高分子则有六大类。
土木工程材料
教材：土木工程材料 编者：湖南大学、天津大学、
同济大学、东南大学合编
主讲人：徐会文
吉林大学建设工程学院
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第七章 建筑塑料与有机粘合剂
主要内容：
1、高分子化合物的基本知识； 2、合成高分子材料在土木工程中的应用。
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成品塑料
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土工布
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加筋土工布
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三、粘合剂的基本组成、性能及应用 粘合剂又称胶粘剂、粘结剂，是一类具有优良 粘合性能的材料。 胶结就是用胶粘剂将相同或不同的材料构件粘 合在一起的连接方法。这种方法具有使用范围广、 工艺温度低等特点。但胶结也存在使用温度低、质 量检查比较困难等缺点。
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2、IUPAC系统命名法 IUPAC以大分子链结构为基础的系统命名法按下列 先后顺序进行命名： ①确定重复结构单元结构，加上括号； ②按一定规则排出重复单元中次级单元的顺序； ③重复单元命名； ④冠以“聚”字。
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三、聚合物的结构与性能特点 ㈠聚合物的结构 聚合物结构通常分为分子结构和聚集态结构两 个部分。 1、聚合物的分子结构 聚合物的分子结构包括聚合物大分子的链组成 和构型。 2、聚合物的聚集态结构 聚集态结构就是指分子链间的排列、堆砌方式 与规律。可分为晶态结构、液晶结构、取向态结构 和织态结构或共混物结构。
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工程塑料
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建筑塑料和有机粘合剂是建筑材料中的新型 材料，属化学建材。塑料的主要成分是高分子化 合物。
建筑塑料与传统的土木工程材料相比较，具 有表观密度小、比强度高、耐腐蚀性强、保温、 吸声及装饰性好等特点；
有机粘合剂则具有粘结强度高、品种多、适 用面广、性能易于调节等特点。
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第一节 高分子化合物的基本知识
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图7-10 聚合物在不同形变速率时的应力-应变曲线
（W1＞.W2＞W3）
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第二节 合成高分子材料 在土木工程中的应用
一、塑料的基本组成、分类及主要性能 ㈠塑料的组成 塑料的成分相当复杂，几乎所有的塑料都是以各 种各样的树脂为基础，再加入用来改善性能的各种添 加剂（也称塑料助剂），如填充剂、增塑剂、稳定剂、 固化剂、润滑剂等制成的。
㈡塑料管 塑料管是指采用塑料为原料，经挤出、注塑、焊 接等工艺成型的管材和管件。与传统的镀锌钢管和铸 铁管相比，塑料管具有耐腐蚀、不生锈、不结垢、重 量轻、施工方便和供水效率高等优点。常用的塑料管 包括硬质聚氯乙烯管、聚乙烯管、聚丙烯管、ABS（丙 烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）管、聚丁烯管、玻璃钢 管以及铝塑等复合塑料管。
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二、建筑中常用的塑料制品 塑料既可用做防水、隔热保温、隔声和装饰等 功能材料；也可制成玻璃纤维或碳纤维增强塑料，用 做结构材料。 ㈠塑料门窗 塑料门窗是由硬质聚氯乙烯型材经切割、焊接、 拼装、修整而成的门窗制品，与传统的钢、木门窗相 比，塑料门窗具有美观耐用、安全、节能等一系列优 点。
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㈡聚合物的物理状态及性能特点 聚合物的各种物理状态可以根据形变能力与温度 关系曲线—温度-变形曲线进行划分。按温度区域可划 分为玻璃态、高弹态和粘流态三种物理形态。
图7-6 非晶聚合物温度-形变曲线
（Ma、Mb—分子量，. Ma ＜ Mb ）
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玻璃态是塑料的使用状态，常温处于玻璃态的聚 合物都可用作塑料。
.பைடு நூலகம்
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㈡塑料的分类 1、按塑料受热时的变化特点分为热塑性塑料和 热固性塑料。 2、按塑料的功能和用途分为通用塑料、工程塑 料和特种塑料。 ㈢塑料的主要性能 1、密度小，比强度高；2、可加工性好，装饰性 强；3、耐化学腐蚀性好，耐水性强；4、隔热性能好， 电绝缘性能优良；5、弹性模量低，受力变形大；6、 耐热性、耐火性差，受热变形大
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弹性体（橡胶）是一类在比较低的应力下 就可以达到很大可逆应变的聚合物。
纤维是指天然或人工合成的细丝状高分子 化合物。
塑料是指利用树脂等高分子化合物与配料 混合，再经加热加压而成的、具有一定形状、 且在常温下不再变形的材料。
树脂是指人工合成的、遇热变软、具有可 塑性的的高分子化合物。
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㈡命名 目前聚合物的命名方法常用的有两种：即习惯命 名法和国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）的系统 命名法。 1、习惯命名法 在习惯命名法中，天然聚合物用专有名称，例如 纤维素、淀粉、木质素、蛋白质等。 对于加成聚合物，则在单体前面冠以“聚”字； 由两种或两种以上单体经共聚反应制得的聚合物则取 单体名称或简称，单体之间加“-”，再加“共聚物” 后缀为名。
1-分子量低；2-分子量较搞
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在室温下，聚合物总是处于玻璃态、高弹态和粘 流态三种状态之一，不同聚合物可能处于不同的物理 状态，表现出不同的力学性能。
图7-8 聚合物五种类型的应力-应变曲线 1-硬脆；2-强硬；3-强韧；4-软弱；5-柔软
图7-9 不同温度下聚合物的应力-应变曲线 1-硬脆；2-强硬；3-强韧；4-软弱 （T1＜T2＜T3＜T4）