論高密度聚乙烯在工程中的應用

張木鳳

摘要：高密度聚乙烯是一種熱塑性樹脂，結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，使用壽命比較長等。本文主要關注其材料特性和工程應用領域中所發揮的性能，對高密度聚乙烯土工膜所具備的優點以及鋪設要求進行介紹，將這種材料所具備的優良性能展示出來。本論文針對高密度聚乙烯在工程中的應用展開研究。

關鍵詞：高密度聚乙烯；材料性能；工程應用；土工膜

引言

隨著技術發展以及更高的環境保護要求，建筑材料以更高的質量和更低的價格不斷更新，越來越多的新型材料管道被用于建筑工程中，高密度聚乙烯是國家用水泥和塑料替代鋼取代塑料的首選，它對節約能源、保護自然生態環境、降低污染有著重要的現實意義，本文主要介紹了高密度聚乙烯的性能和工程應用。

1.高密度聚乙烯管材料特性及實施標準

高密度聚乙烯（HDPE）所具備的性能是高度結晶，是非極性的熱塑性樹脂，其本身就是一個無味、無毒的白色粒子，熔點大約在130攝氏度，相對密度介于0.941至0.960之間。高密度聚乙烯具有優異的耐寒性和耐熱性，很強的穩定性和剛性強，抗酸、堿、有機溶劑、電絕緣性能優異。高靈敏度聚乙烯管是一種雙層結構，內部為光滑、梯形中空結構，外部矩陣為等排列矩陣，與傳統的鋼筋混凝土管道相比，高密度聚乙烯管道重量輕，安裝和運輸更加方便，然而，這種管材的承壓能力和強度比鋼筋混凝土管要差。裝備精良的設備制造，技術標準，以及在美國等發達國家廣泛使用的成型工藝，在拉丁美洲的許多國家，這項技術也相當成熟，在當地的市場價格上更具有競爭力。通過該管道，高密度聚乙烯具有很好的力學性能，具體指標如表1所示。HDPE管道在不同國家有不同的執行標準，具體標準見表2。

2 HDPE管材在相關領域的工程應用

2017年，中國管道的發展所要達到的目標是：新建住宅排水管道中塑料管要提高利用率，需要達到85%，傳統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到90%，建筑給水和采暖管的利用率達到85%，雨水排放利用率可以超過80%，傳統的鑄鐵管基本不被使用了，在建筑領域被淘汰。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到80%，鄉村中使用的高密度聚乙烯管利用率可以達到90%，城市燃氣管道高密度聚乙烯管道利用率達40%，城市排水管道采用高密度聚乙烯管利用率高于50%。現在，高密度聚乙烯管已被廣泛應用于以下項目：

（1）市政給水排水：隨著城市建設的步伐不斷加快，樓層之間的供水管道的需求量越來越大。到2017年，已經達到700千噸。隨著城市規模化發展，工程建設項目的規模擴大，應用高質量高密度聚乙烯管廣泛應用，使用量越來越大。

（2）大型水利項目：污水、水和引水管道。

（3）煤炭行業：各種類型的通風系統和煤炭處理項目

（4）天然氣管道：到2017年為止，天然氣管道的需求量非常大，達到了170萬噸，中國通常是從國外進口天然氣管道，這也解釋了中國高密度聚乙烯的發展。

（5）農田灌溉：隨著科學技術的發展，中國進入到農業現代化發展軌道，農業的發展速度不斷加快，現代農業技術水平不斷提高。農田管理和經營的規模是非常大的，單純依靠人力資源是很難提高農業效率的，需要更多的機械設備、管理技術、計算機監督控制系統，發揮管理的作用。在灌溉方面，可以實現計算機溫濕度控制，并能準確地進行灌溉。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、高密度聚乙烯管在農業灌溉領域廣泛應用，但主要是將高密度聚乙烯管埋管用于排水管道和污水管，這僅僅是開始，在全球可持續發展戰略中，強調環保意識的提高，80 kt的高密度聚乙烯管道已經被投入到應用領域中，在未來還會有更大的需求量。

（6）化學工業：高密度聚乙烯非常耐腐蝕，所以它可以存儲，也可以運輸。

（7）電力行業：電廠發電通常用數量是比較大的，傳統的室外供水管道經常使用無縫鋼管。由于燃煤機組一般都是在海濱，因此對防腐蝕的要求很高，綜合考慮成本、工期和維護，高密度聚乙烯管的應用越來越多。

3高密度聚乙烯土工膜

3.1高密度聚乙烯土工膜優點

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，是近年來我國防滲、填埋等領域的重要材料之一。高密度聚乙烯的優點如下：

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

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

（3）具有良好的化學穩定性，是一種很好的防腐材料抗強酸的侵蝕、耐堿、耐油。

（4）抗拉強度高、它具有高的抗拉強度，能達到高標準的工程目標。

（5）具有耐高溫、抗老化性能強、能長時間泄漏的特點。在空中，同時保持原有的性能。

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

（7）應用軟件質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

復合土工膜是一種兩側的土工膜，土工織物是土工膜的保護層，保護不透水層不會被破壞，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基體表面進行平整，然后鋪設土工膜，在鋪設的土工膜上覆蓋一層10厘米左右的表層，細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，保護層涂在膜的邊緣上，復合土工膜與周圍結構的連接應采用膨脹螺栓和鋼板桿固定好，涂上乳化瀝青可以避免產生防止泄漏。

復合土工膜聯合處理接影響防滲效果。從多年的實踐角度出發，認為土工膜厚度不能低于0.25毫米。如果復合土工膜太薄，就有可能產生氣孔，在施工中遭到損壞，防滲效果就會降低。土工膜的結構上來看，特別要注重鋪設得不可以太緊，不可以有起皺的現象，拼接成固體。要嚴格按照有關的施工技術規范，做好各項準備工作，按照規定的程序進行鋪設、拼接、檢查、回填。

結束語

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

參考文獻：

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