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EPS发泡胶的物理力学特性EPS头盔
- 2018-11-06 -

EPS发泡胶的物理力学特性EPS头盔


1.1 密度


EPS的密度由成形阶段聚苯乙烯颗粒的膨胀倍数决定,一般介于10~45㎏/m3之间,作为工程中使用的EPS表观密度一般在15~30㎏/m3。目前在道路工程中用作轻质填料的EPS密度为20㎏/m3,为普通道路填料的1%~2%。密度是EPS的一个重要指标,其各项力学性能几乎都与它的密度成正比关系。


1.2 变形特性


根据试验,EPS在三向应力状态下和单向应力状态下的受压过程基本类似,当轴向应变εa=5%时,应力应变曲线出现明显转折,EPS开始表现出弹塑性。当围压很小时,对应力应变关系和屈服强度的影响是有限的。当围压超过60KPa时,屈服强度明显下降,显然与土的变化规律不同。当轴向应变εa≤5%时,无论围压是多大,体积应变εv接近于轴向应变εa,即EPS侧向变形小,也即泊松比小。


容重γ=0.2~0.4kN/m3的EPS的弹性模量Es在2.5~11.5MPa之间。广东省淡澳河大桥引道工程EPS填筑高度超过4m,使用的EPS容重为0.2kN/m3。为最大限度地减少工后沉降,铺筑完EPS材料层后,在其上填土1.2m进行预压。其中EPS材料层的压缩沉降平均为32mm,可以算得EPS的弹性模量为2.4MPa,且EPS材料仍处于弹性变形阶段。该路段于2000年10月试行通车,6个月后EPS材料层的实际压缩变平均值为8mm,说明就EPS材料的使用实际效果看,用作为路堤填料是成功的。


1.3 自立性


EPS自立性强,对高边坡的稳定十分有利。瑞典桥梁设计规范规定,主动、静止侧压力系数分别为0和0.4,不必计算被动侧压力。由于EPS竖向受压后产生侧向压力小,将EPS用于桥头段路基填料,可大大减少桥台的台背土压力,对桥台稳定十分有利。


EPS块与砂的摩擦系数f,对于干燥砂f为0.58(密)~0.46(松),对湿砂f为0.52(密)~0.25(松);EPS块与块之间f在0.6~0.7范围内。


1.4 水、温特性


EPS的封闭空腔结构决定了其具有良好的隔热性,它用于保温材料最大的特点是其热传导率极低,各种规格EPS板体其热传导率为0.024W/m.K~0.041W/m.K。


EPS为热可塑性树脂,应在70℃以下使用,以免受热变形和强度降低。同时利用这一特性可采用电热丝加工。生产中可添加阻燃剂,形成阻燃型EPS。阻燃型EPS离开火源3s内自行熄灭。


EPS的空腔结构使水的渗入极其缓慢。根据挪威与日本实测资料,EPS吸水率(吸入的水量相当于它的容重的百分数)不浸泡在水中时为1%以下;地下水位附近的为4%以下;长期浸泡在水中的为10%左右。由于EPS的容重比土体的容重低得多,吸水引起的1%~10%的容重增量对工程影响可忽略不计。


1.5 耐久性


EPS在水中和土壤中化学性质稳定,不能被微生物分解;EPS的空腔结构也使水的渗入极其缓慢;长时间受紫外线照射,EPS表面会由白色变为黄色,且材料在某种程度上呈现脆性;在大多数溶剂中EPS性质稳定,但可溶解于汽油、柴油、煤油、甲苯、丙酮等有机溶剂。这说明EPS填料需要良好的保护层。


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