论高密度聚乙烯在工程中的应用

张木凤

摘要：高密度聚乙烯是一种热塑性树脂，结晶度比较高而且是非极性的，通常用于管道工程和具有重量轻、韧性好，具有很好的耐高压性，使用寿命比较长等。本文主要关注其材料特性和工程应用领域中所发挥的性能，对高密度聚乙烯土工膜所具备的优点以及铺设要求进行介绍，将这种材料所具备的优良性能展示出来。本论文针对高密度聚乙烯在工程中的应用展开研究。

关键词：高密度聚乙烯；材料性能；工程应用；土工膜

引言

随着技术发展以及更高的环境保护要求，建筑材料以更高的质量和更低的价格不断更新，越来越多的新型材料管道被用于建筑工程中，高密度聚乙烯是国家用水泥和塑料替代钢取代塑料的首选，它对节约能源、保护自然生态环境、降低污染有着重要的现实意义，本文主要介绍了高密度聚乙烯的性能和工程应用。

1.高密度聚乙烯管材料特性及实施标准

高密度聚乙烯（HDPE）所具备的性能是高度结晶，是非极性的热塑性树脂，其本身就是一个无味、无毒的白色粒子，熔点大约在130摄氏度，相对密度介于0.941至0.960之间。高密度聚乙烯具有优异的耐寒性和耐热性，很强的稳定性和刚性强，抗酸、碱、有机溶剂、电绝緣性能优异。高灵敏度聚乙烯管是一种双层结构，内部为光滑、梯形中空结构，外部矩阵为等排列矩阵，与传统的钢筋混凝土管道相比，高密度聚乙烯管道重量轻，安装和运输更加方便，然而，这种管材的承压能力和强度比钢筋混凝土管要差。装备精良的设备制造，技术标准，以及在美国等发达国家广泛使用的成型工艺，在拉丁美洲的许多国家，这项技术也相当成熟，在当地的市场价格上更具有竞争力。通过该管道，高密度聚乙烯具有很好的力学性能，具体指标如表1所示。HDPE管道在不同国家有不同的执行标准，具体标准见表2。

2 HDPE管材在相关领域的工程应用

2017年，中国管道的发展所要达到的目标是：新建住宅排水管道中塑料管要提高利用率，需要达到85%，传统铸铁管的使用很少或几乎不使用。铸铁管尺寸大，容易生锈和生锈。管道施工线材的利用率达到90%，建筑给水和采暖管的利用率达到85%，雨水排放利用率可以超过80%，传统的铸铁管基本不被使用了，在建筑领域被淘汰。城市供水管径（直径不足400毫米）高密度聚乙烯管的利用率可以达到80%，乡村中使用的高密度聚乙烯管利用率可以达到90%，城市燃气管道高密度聚乙烯管道利用率达40%，城市排水管道采用高密度聚乙烯管利用率高于50%。现在，高密度聚乙烯管已被广泛应用于以下项目：

（1）市政给水排水：随着城市建设的步伐不断加快，楼层之间的供水管道的需求量越来越大。到2017年，已经达到700千吨。随着城市规模化发展，工程建设项目的规模扩大，应用高质量高密度聚乙烯管广泛应用，使用量越来越大。

（2）大型水利项目：污水、水和引水管道。

（3）煤炭行业：各种类型的通风系统和煤炭处理项目

（4）天然气管道：到2017年为止，天然气管道的需求量非常大，达到了170万吨，中国通常是从国外进口天然气管道，这也解释了中国高密度聚乙烯的发展。

（5）农田灌溉：随着科学技术的发展，中国进入到农业现代化发展轨道，农业的发展速度不断加快，现代农业技术水平不断提高。农田管理和经营的规模是非常大的，单纯依靠人力资源是很难提高农业效率的，需要更多的机械设备、管理技术、计算机监督控制系统，发挥管理的作用。在灌溉方面，可以实现计算机温湿度控制，并能准确地进行灌溉。高密度聚乙烯管密度低、韧性好、耐腐蚀、保温性能也非常好，就有施工安装都很方便的特点、高密度聚乙烯管在农业灌溉领域广泛应用，但主要是将高密度聚乙烯管埋管用于排水管道和污水管，这仅仅是开始，在全球可持续发展战略中，强调环保意识的提高，80 kt的高密度聚乙烯管道已经被投入到应用领域中，在未来还会有更大的需求量。

（6）化学工业：高密度聚乙烯非常耐腐蚀，所以它可以存储，也可以运输。

（7）电力行业：电厂发电通常用数量是比较大的，传统的室外供水管道经常使用无缝钢管。由于燃煤机组一般都是在海滨，因此对防腐蚀的要求很高，综合考虑成本、工期和维护，高密度聚乙烯管的应用越来越多。

3高密度聚乙烯土工膜

3.1高密度聚乙烯土工膜优点

土工膜是一种由一种或多种聚合物、颜料、炭黑等添加剂制成的防渗材料，是近年来我国防渗、填埋等领域的重要材料之一。高密度聚乙烯的优点如下：

（1）是一种柔性防水材料具有非常高的防渗系数（1×10-17厘米 / 秒）。

（2）具有良好的耐热性和耐寒性环境的温度为110摄氏度，低温零下70摄氏度。

（3）具有良好的化学稳定性，是一种很好的防腐材料抗强酸的侵蚀、耐碱、耐油。

（4）抗拉强度高、它具有高的抗拉强度，能达到高标准的工程目标。

（5）具有耐高温、抗老化性能强、能长时间泄漏的特点。在空中，同时保持原有的性能。

（6）具有良好的整体性能，由于其强大的抗拉强度和断裂伸长率，以便它可以在各种不同的地理和气候条件下使用时，它可以适应不均匀沉降压力。

（7）应用软件质量原始塑料和炭黑粒子，不添加任何防腐剂，高密度聚乙烯代替聚氯乙烯用于食品包装袋和塑料包装材料。

3.2高密度聚乙烯土工膜的施工

复合土工膜是一种两侧的土工膜，土工织物是土工膜的保护层，保护不透水层不会被破坏，为了减少紫外线辐射，提高抗衰老性能，采用掩埋法是比较好的。

在具体的施工中，用小直径的砂土或粘土对基体表面进行平整，然后铺设土工膜，在铺设的土工膜上覆盖一层10厘米左右的表层，细沙或粘土覆盖在上面。在施工中，避免石块直接落在土工膜上，保护层涂在膜的边缘上，复合土工膜与周围结构的连接应采用膨胀螺栓和钢板杆固定好，涂上乳化沥青可以避免产生防止泄漏。

复合土工膜联合处理接影响防渗效果。从多年的实践角度出发，认为土工膜厚度不能低于0.25毫米。如果复合土工膜太薄，就有可能产生气孔，在施工中遭到损坏，防渗效果就会降低。土工膜的结构上来看，特别要注重铺设得不可以太紧，不可以有起皱的现象，拼接成固体。要严格按照有关的施工技术规范，做好各项准备工作，按照规定的程序进行铺设、拼接、检查、回填。

结束语

HDPE管作为一种绿色新型环保的管材，综合性能非常优越，在城市的发展建设中起着尤为重要的作用，HDPE管虽然在我国起步发展不久，但随着它在工程的作用被人们不断的加深认识，HDPE 管材有着更广阔的发展前景。

参考文献：

[1]龚毅斌，刘广宇，谌基国，张鹏宇. 2015版国家标准《燃气用埋地聚乙烯（PE）管道系统第1部分：管材》分析 [J]. 塑料工业，2016（12）.

[2]孙晓晶.给排水工程常用塑料管道应用及施工质量研究[D].山东建筑大学硕士学位论文，2016.