【摘 要】
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PVC是一种使用量大、历史悠久的聚合物材料,PVC材料已经用在板桩领域,在水利工程中取代传统板桩,市场应用前景非常广阔。由于PVC耐候性差限制了其在户外长期使用,因此对PVC板桩材料进行耐候性升级改性十分必要。由于目前已上市的PVC板桩在户外使用会发生老化问题,本文以工程应用的要求为目标,对板桩在工程应用工作环境下的应用性能进行评价,并对耐老化特性的PVC板桩进行寿命预测,遴选适合户外使用的板桩材
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PVC是一种使用量大、历史悠久的聚合物材料,PVC材料已经用在板桩领域,在水利工程中取代传统板桩,市场应用前景非常广阔。由于PVC耐候性差限制了其在户外长期使用,因此对PVC板桩材料进行耐候性升级改性十分必要。由于目前已上市的PVC板桩在户外使用会发生老化问题,本文以工程应用的要求为目标,对板桩在工程应用工作环境下的应用性能进行评价,并对耐老化特性的PVC板桩进行寿命预测,遴选适合户外使用的板桩材料和相应生产工艺。本文研究了 PVC板桩在相同外负载下、不同温度环境中的蠕变性能。同时研究了 PVC板桩材料分别在UV老化、热氧老化和水中老化条件下力学性能的变化,并结合应用状况进行相应寿命预测;然后通过分别在表层覆合PMMA和ASA材料,制备了 PMMA/PVC和ASA/PVC复合型板桩材料,并进行UV老化实验,对PVC表层覆ASA进行寿命预测。得到的主要结论如下:(1)PVC蠕变拉伸实验表明,PVC蠕变形变与温度有非常密切关系,即随着温度升高,其形变量也随之增大。同时验证了 Findley方程对于PVC板桩在室内温度与高温环境中的蠕变形变模拟比较适用,采用Findley方程能够对PVC板桩蠕变形变进行18个月预测,PVC在25℃工作环境下受力后蠕变的实验结果表明其变形幅度能够满足工程要求。(2)4 mm普通PVC板桩在25℃UV环境下使用寿命为1 1年;在25℃热氧环境下使用寿命为53.5年;在20℃水中环境下使用寿命为19.4年。12mm普通PVC板桩在25℃UV环境下使用寿命为38.9年;在25℃热氧环境下使用寿命为109.9年;20℃水中环境下使用寿命为64.7年。(3)PVC表层覆PMMA和ASA均能够有效保护其在户外使用,PVC表层覆ASA抗老化效果优于PMMA,PVC表层覆ASA在25℃UV环境下使用寿命为56.8年。
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