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土工合成材料施工質(zhì)量控制注意事項
土工合成材料的制造及應用都是跨行業(yè)的土工合成材料作為新型工程材料，與鋼材、水泥、木材一樣廣泛應用于各行業(yè)的土木工程。下面由小編為大家分享土工合成材料施工質(zhì)量控制注意事項，歡迎大家閱讀瀏覽。
一.土工合成材料的問(wèn)題
1.土工合成材料的制造及應用
土工合成材料的制造及應用都是跨行業(yè)的土工合成材料作為新型工程材料，與鋼材、水泥、木材一樣廣泛應用于各行業(yè)的土木工程。但是，土工合成材料又不同于鋼材、水泥、木材，它的制造及應用可以分為三個(gè)過(guò)程及三種性能。(1)合成材料過(guò)程，它一般在石油化工企業(yè)中，產(chǎn)品形態(tài)為粉狀或顆粒狀：有的還要經(jīng)過(guò)加工成纖維狀。但它們的性能都稱(chēng)其為原材料性能，其標準與分類(lèi)分級一般屬石油化工與化工行業(yè)。(2)材料制造過(guò)程(或稱(chēng)產(chǎn)品加工過(guò)程)，它涉及行業(yè)很多，有輕工、紡工、建材及繁多的鄉鎮企業(yè)等。產(chǎn)品形態(tài)也很多，如布、膜、管、網(wǎng)(格)、條、塊、板等。它們的性能有其共性，更有其特殊性。但主要取決于原料的性能和配方改性。(3)材料應用過(guò)程，它涉及的行業(yè)或專(zhuān)業(yè)更多，有水利水電、交通、鐵道、建筑等。因氣候、工程地質(zhì)、水文地層及工程規模、部位等的不同，所要求應用的產(chǎn)品性能也不同。正因土工合成材料制造及應用的跨行業(yè)性，給產(chǎn)品質(zhì)量的控制，帶來(lái)了復雜性及協(xié)調性。
目前，我國土工合成材料這處于發(fā)展時(shí)期，在高分子材料的比例還很少。例如，我國2002 年塑料制品累計產(chǎn)量為1400.53 萬(wàn)噸，其中塑料薄膜累計生產(chǎn)279.9萬(wàn)噸。而土工膜2002年應用估計不超過(guò)5萬(wàn)噸，約1億平方米(約厚0.5mm，重500g/m2)，只占塑料薄膜的1.8%左右，占塑料制品的0.35%左右。這種狀況很難讓石油化工企業(yè)專(zhuān)為土工合成材料生產(chǎn)特用牌號的原料，也很難讓化纖企業(yè)和塑料制品企業(yè)來(lái)生產(chǎn)專(zhuān)用纖維或專(zhuān)用薄膜。當原材料根據市場(chǎng)需求在不斷變化的時(shí)候，這就增加了一般制造土工合成材料企業(yè)的難度，使企業(yè)很難專(zhuān)業(yè)化。，也不容易穩定其產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。同時(shí)，也模糊了設計、施工等非專(zhuān)業(yè)人員對土工合成材料的認識。這對普及和更新新材料、新技術(shù)是極為不利的。
2. 多行業(yè)標準必然產(chǎn)生不協(xié)調
通過(guò)上述分析，土工合成材料就涉及到：原材料性能、產(chǎn)品一般性能、產(chǎn)品工程性能三種。但這三種性能相同指標的涵義并不雷同，所以要求工程性能的測試方法必須相同，否則其性能相差很大。加上各行業(yè)制訂的標準，由于考慮行業(yè)的特點(diǎn)不同，產(chǎn)生不協(xié)調，甚至相互矛盾是難免的。例如，產(chǎn)品一般性能與產(chǎn)品工程性能，作為塑料加工紡織品加工者，往往強調的是產(chǎn)品標準：而作為工程設計及使用者，則往往強調的是工程應用標準，即應用技術(shù)規范。前者認為符合產(chǎn)品標準為合格產(chǎn)品，可以出廠(chǎng)并使用，而后者認為產(chǎn)品不符合應用標準就不能使用。所以容易在質(zhì)量事故責任分析上產(chǎn)生爭議。還有一種是產(chǎn)品和應用標準與原材料性能之間的矛盾，例如工程需要高強機織土工布，而且價(jià)格尚不能過(guò)高，但由于化纖原材料的強度達不到7~8克/旦以上，那么產(chǎn)品要合格，勢必增加單位面積重量，這樣不僅價(jià)格貴了，同時(shí)延伸率還可能超標。
3. GB 50290一1998 《土工合成材料應用技術(shù)規范》應該成為質(zhì)量控制龍頭
目前我國已經(jīng)制訂的土工合成材料有關(guān)標準中，GB 50290一1998 《土工合成材料應用技術(shù)規范》是國家強制性標準，而其他產(chǎn)品標準及行業(yè)應用技術(shù)規范大都屬推薦性標準。因此，推薦性標準應統一在強制佳標準的框架內，再顯各自的個(gè)性與特殊性，避免不協(xié)調一致，錯綜復雜。當然，GB-50290標準在通過(guò)實(shí)施后要不斷修改完善。并且要求其原材料的性能要服務(wù)于產(chǎn)品的一般性能，而產(chǎn)品的一般性能要服務(wù)于產(chǎn)品的工程性能，要統一測試技術(shù)與方法。這樣土工合成材料的質(zhì)量就便于控制和得到保障。
二、質(zhì)量控制的問(wèn)題
土工合成材料的質(zhì)量控制是多方面的。當前，大多數企業(yè)都在進(jìn)行ISO9001：2000 《質(zhì)量管理體系》的認證工作。設計單位、施工單位也都在通過(guò)認證。應該講，這是國際上公認的先進(jìn)質(zhì)量管理體系，十分有利于建立供求之間的關(guān)系，有利于國家經(jīng)濟建設。因此，應該鼓勵大小企業(yè)采用IS09001：2000標準，以不斷提高和改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量，從而得到能夠持續發(fā)展的機會(huì ).
但是，當前土工合成材料存在的不僅僅在于采用ISO9001：2000:標準、控制質(zhì)量的問(wèn)題，往往還有人為因素的干擾，特別是管理制度不嚴，體制不健全的情況下，企業(yè)或使用單位決策人的專(zhuān)業(yè)知識缺乏，或單位之間不銜接，或因利益而違約，都可能失去質(zhì)量的保證。
這里用一個(gè)典型工程質(zhì)量案例，談?wù)勍凉ず铣刹牧系馁|(zhì)量控制問(wèn)題。
質(zhì)量控制分析如下。
(1) 設計者可能認為：土工膜上要覆蓋50cm松土，加上土工膜鋪設暴露期短，所以沒(méi)有對土工膜提出防老化要求。同時(shí)設計者并不了解國家產(chǎn)品標準GB/T17643-1998 《土工合成材料聚乙烯土工膜》中要求炭黑含量不小于2%的規定。這是目前我國設計者普遍存在的弱點(diǎn)。
(2) 制造者在采用美國菲利浦新加坡公司中密度聚乙烯牌號TR400 時(shí)，雖然知道切片(樹(shù)脂) 中含有一定抗氧劑、光穩定劑，但是，可能并不知道是哪類(lèi)抗氧劑和光穩定劑及它們的含量有多少，它們的防老化性能是否可以達到GB/T17643標準中，規定添加≥2%炭黑的性能要求貝在沒(méi)有原材料商的產(chǎn)品質(zhì)量擔保書(shū)及自己試驗對比的結果情況下就盲目采用，造成了原材料采用上的決策失誤。實(shí)際上，切片中雖然含有告定量的抗氧劑和光穩定劑，但通過(guò)吹塑工藝加工，一般要消耗20%~40%(不同的加工工藝條件，不同的品種，影響很大)。并且在混凝土板上暴露34~38天也要再次消費剩余的抗氧劑和光穩定劑，這恐怕是當前企業(yè)普遍缺乏的知識。
(3) 施工者沒(méi)有注意產(chǎn)品每卷外裹黑色塑料袋及供貨單中，十分明確地指出施工和防暴曬的要點(diǎn).，加工缺乏土工膜老化的一般知識。在不采取任何措施的情況下竟允許土工膜全暴露30多天，這是造成土工膜嚴重老化的主要原因。最終不該發(fā)生的事故發(fā)生了。
通過(guò)上述典型工程質(zhì)量案例分析，土工合成材料的質(zhì)量控制問(wèn)題，再次表明與原材料，生產(chǎn)制造和設計施工三者的密切關(guān)系。但關(guān)鍵的是土工合成材料又是一種(國際性) 新技術(shù)，在工程應用中要求包括經(jīng)濟在內相適應的因素很多，也甚復雜，所以難能與鋼筋、水泥材料那樣，是定型的、論牌號的。但它又是很簡(jiǎn)單的，例如上述工程案例，只要制造時(shí)增加2%的炭黑，施工時(shí)做到隨鋪隨復壓即可，這樣會(huì )是經(jīng)濟可靠的，因此需要各方面都增加一些專(zhuān)業(yè)知識。在我國，土工合成材料較系統的研究，開(kāi)發(fā)、應用始于20 世紀80 年代初，至今只有二十多年的歷程，雖然發(fā)展很快，但是基礎理論研究及經(jīng)驗還十分欠缺。因此，土工合成材料產(chǎn)品質(zhì)量的提高與應用技術(shù)規范的完善，需要進(jìn)一步打基礎，需要一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程，更需要科技不斷進(jìn)步的支持。
三、新型工程材料發(fā)展
如前所述，土工合成材料是一種新型工程材料。它是人工合成的，有關(guān)它的知識面廣，專(zhuān)業(yè)性很強。因此需要大力發(fā)展土工合成材料的咨詢(xún)和監理工作。建議由協(xié)會(huì )組織各類(lèi)專(zhuān)業(yè)人員，不斷總結各方面的經(jīng)驗，監理大重工程的實(shí)施。這樣會(huì )促進(jìn)我國土工合成材料應用領(lǐng)域健康發(fā)展。
另外，加大力度完善GB 50290一1998 《土工合成材料應用技術(shù)規范》使它真正成為質(zhì)量控制的龍頭標準。統一測試技術(shù)及測試規程。使土工合成材料三種性態(tài)互補、協(xié)調，最終服務(wù)于工程應用，為我國經(jīng)濟建設作出更大貢獻。
擠出片材的厚度不一致是一個(gè)嚴重的問(wèn)題。在擠出用于熱成形的薄片材時(shí)，均勻的厚度對于被成形件獲得合適壁厚和防止光學(xué)變形都是重要的，這兩個(gè)對于包裝來(lái)說(shuō)都是嚴重的質(zhì)量問(wèn)題。
厚片材的厚度變化會(huì )帶來(lái)另外的變形問(wèn)題——你經(jīng)常不得不在輥筒上對片材進(jìn)行再次加熱以把它弄平整。卷材的厚度問(wèn)題可能是在機向(MD)或橫向(TD)的，并有著(zhù)與設備、材料和工藝有關(guān)的多種多樣的起因。
傳統減少厚度變化的方法是添加一套掃描厚度控制系統。更好的方法是解決引起變化的問(wèn)題。如果能完成這個(gè)，那么測厚系統將不必工作得太辛苦，可以被用來(lái)調整剩下的小波動(dòng)。
四、設備上的成因
片材厚度變化可能來(lái)自干不正確的螺桿與模頭設計、不合適的溫度分布和磨損的擠出機套筒和螺桿。如果操作者有用舊的螺桿或套筒，就能區別保養記錄，但他們可能不會(huì )把它看成是厚度變化之源。
螺桿引起的機向和橫向的厚度變化是由沖擊所引發(fā)的，因為它們重復出現，所以易于被發(fā)現。熔體泵能有助于消除由不佳螺桿設計或由磨損引起的厚度變化。
不正確的套筒溫度分布也有可能導致沖擊，但熔體泵不會(huì )解決這個(gè)問(wèn)題，這將在黏度變化和由此引起的機向和橫向上的不均勻厚度中得到反映。套筒溫度分布必須將樹(shù)脂的熔融特性與螺桿式樣進(jìn)行匹配。
針對特定的操作條件;設計出了片材擠出模頭中的長(cháng)流道。如果處理該種聚合物的條件并不符合模頭式樣，那么就會(huì )做出不均勻的產(chǎn)品。
五、材料上的成因
厚度問(wèn)題可能由進(jìn)入到加料塊和模頭中的熔體溫度不穩定和加料與混料不穩定所引起。保持熔體流的溫度穩定是維持片材尺寸的最重要因素。熔體溫度直接影響著(zhù)熔體黏度。甚至黏度的小小變化也將改變在模頭中的流動(dòng)分布，從而改變片材性能。在這里，設定不正確的套筒溫度會(huì )再次易于引發(fā)故障。
材料組成的變化可能引起熔體溫度和黏度變化。當處理混合料時(shí)，不穩定的混合比率可以誘發(fā)問(wèn)題。檢查混料器是否設定正確和運轉正確是件有意義的事情。
六、工藝上的成因
不適當的速度調節、操作者引起的變化和工廠(chǎng)環(huán)境的變化也能影響片材厚度的變化。螺桿速度變化直接影響著(zhù)機向厚度一致佳。擠出機能放大驅動(dòng)系統中的任何速度差錯。所以即使是小小的速度變化也能導致嚴重的機向尺寸變化。速度變化也影響著(zhù)流體分布，從而也改變著(zhù)橫向的性能。利用現代具有譯碼器反饋的數字驅動(dòng)將消除速度引起的厚度變化。
操作者對工藝參數的調節會(huì )干擾厚度的控制。而且，操作者傾向子以他們自己的方式來(lái)運行生產(chǎn)線(xiàn)。他們不應對此袖手旁觀(guān)。通過(guò)增加總線(xiàn)控制，可以減少因操作者引起的變化，這限制了操作者經(jīng)許可做出的調整的范圍�？偩�(xiàn)控制也縮短了達到規范所需的啟動(dòng)時(shí)間。由于控制系統了解整個(gè)工藝過(guò)程，所以它能比單獨的離散控制器或傳統多段控制器更好地完成作業(yè)。
工廠(chǎng)環(huán)境的變化，例如來(lái)自敞開(kāi)門(mén)或風(fēng)扇的氣流，也會(huì )破壞片材的尺寸。溫度與濕度的季節性變化常對卷材厚度起著(zhù)不利影響。戶(hù)外溫度可以影響冷卻輥中冷卻水的溫度。戶(hù)內溫度和氣流可以改變片材的冷卻速度。厚度薄的片材對周?chē)鷼饬鞯淖兓貏e的敏感。
甚至當周?chē)蛩夭环�定時(shí)，閉環(huán)的特點(diǎn)控制能爭求保持片材厚度。然而，如下面所述的自動(dòng)繪圖是有助于彌補環(huán)境變化的控制策略。
七、控制器自動(dòng)調節
大部分的片材加工商擁有厚度控制系統。也許有2/3的依賴(lài)于以測量系統為基礎的手動(dòng)調節，有1/3的擁有自動(dòng)調節。
輪廓掃描測量能與控制系統結合成一體，通過(guò)調節擠出機(或熔體泵)速度或冷卻輥牽引速度冰來(lái)控制平均機向厚度，通過(guò)調整模頭螺栓，控制橫向厚度。然而，輪廓測量與控制系統生來(lái)對糾正橫向輪廓是遲鈍的。
傳統控制系統常常是獨立控制環(huán)的集合，只是糾正每個(gè)環(huán)的各個(gè)控制參數中偏差。先進(jìn)的控制系統調整整個(gè)過(guò)程，集合“前饋”或預想的功能，使這些環(huán)之間的副作用減到最小。
“前饋”控制的一個(gè)好例子是在速度變化之后，立即對一個(gè)或更多套筒溫度回路進(jìn)行調節。“前饋”以對速度變化之后的歷史過(guò)程的了解為基礎。這種技術(shù)能大大減少對敏感溫控區的不適，勝過(guò)等待溫度的偏離和回路對溫度誤差做出反應。
在很多應用中，先進(jìn)的控制回路能控制主要的控制回路，以維持次要的參數。一個(gè)例子是在有限范圍內自動(dòng)調節機筒溫度，保持穩定的最終熔體溫度。
依靠?jì)炔寇浖?ldquo;map”，識別出哪一部分的片材是受哪個(gè)模栓控制，自動(dòng)輪廓控制系統對模栓進(jìn)行調節�？紤]到片材條紋由每個(gè)模栓位置出來(lái)，但條紋可能不是筆直和平行的。
因為片材根據冷卻輥和周?chē)鷼饬饕鸬睦鋮s速度進(jìn)行伸展和皺縮，模栓繪圖可能是相當復雜的。自動(dòng)繪圖功能追蹤模栓修正的結果，然后自動(dòng)調節模栓條紋的內部圖。它不能迅速追蹤變化的環(huán)境條件，但它能提供分析起因和隨后效果的線(xiàn)索。
操作者應當擁有必要的可視軟件，以便適當地管理工藝。因為在鑒別厚度變化原因方面操作者處在“第一線(xiàn)”，所以操作者應當擁有所有工藝參數趨勢圖表的顯示，以及橫向輪廓圖。
最后，大多數熟練操作人員可以在一條片材生產(chǎn)線(xiàn)上生產(chǎn)出平整而合乎規范的片材，而不管有沒(méi)有自動(dòng)控制器。但自動(dòng)化裝置越多，操作者在追蹤變量上所花的時(shí)間就越少。
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