【eps模块】聚苯乙烯泡沫物理力学特性

时间：2021-06-02

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**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**过4m，使用的EPS容重为0.2kN/m3。为较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,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，它用于保温材料较大的特点是其热传导率较低，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较其缓慢。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较其缓慢；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**溶剂。这说明EPS填料需要良好的保护层。

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