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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(yīng)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(yīng)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.土工合成材料的問題
1.土工合成材料的制造及應(yīng)用
土工合成材料的制造及應(yīng)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(yīng)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(yīng)用可以分為三個過程及三種性能。(1)合成材料過程，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)過加工成纖維狀。但它們的性能都稱其為原材料性能，其標(biāo)準(zhǔn)與分類分級一般屬石油化工與化工行業(yè)。(2)材料制造過程(或稱產(chǎn)品加工過程)，它涉及行業(yè)很多，有輕工、紡工、建材及繁多的鄉(xiāng)鎮(zhèn)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(yīng)用過程，它涉及的行業(yè)或?qū)I(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(guī)模、部位等的不同，所要求應(yīng)用的產(chǎn)品性能也不同。正因土工合成材料制造及應(yīng)用的跨行業(yè)性，給產(chǎn)品質(zhì)量的控制，帶來了復(fù)雜性及協(xié)調(diào)性。
目前，我國土工合成材料這處于發(fā)展時期，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 萬噸，其中塑料薄膜累計生產(chǎn)279.9萬噸。而土工膜2002年應(yīng)用估計不超過5萬噸，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)來生產(chǎn)專用纖維或?qū)Ｓ帽∧�。�?dāng)原材料根據(jù)市場需求在不斷變化的時候，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)很難專業(yè)化。，也不容易穩(wěn)定其產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。同時，也模糊了設(shè)計、施工等非專業(yè)人員對土工合成材料的認(rèn)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(biāo)準(zhǔn)必然產(chǎn)生不協(xié)調(diào)
通過上述分析，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(biāo)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(biāo)準(zhǔn)，由于考慮行業(yè)的特點(diǎn)不同，產(chǎn)生不協(xié)調(diào)，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(qiáng)調(diào)的是產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)：而作為工程設(shè)計及使用者，則往往強(qiáng)調(diào)的是工程應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，即應(yīng)用技術(shù)規(guī)范。前者認(rèn)為符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)為合格產(chǎn)品，可以出廠并使用，而后者認(rèn)為產(chǎn)品不符合應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)就不能使用。所以容易在質(zhì)量事故責(zé)任分析上產(chǎn)生爭議。還有一種是產(chǎn)品和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)與原材料性能之間的矛盾，例如工程需要高強(qiáng)機(jī)織土工布，而且價格尚不能過高，但由于化纖原材料的強(qiáng)度達(dá)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，這樣不僅價格貴了，同時延伸率還可能超標(biāo)。
3. GB 50290一1998 《土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)中，GB 50290一1998 《土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》是國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，而其他產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范大都屬推薦性標(biāo)準(zhǔn)。因此，推薦性標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)統(tǒng)一在強(qiáng)制佳標(biāo)準(zhǔn)的框架內(nèi)，再顯各自的個性與特殊性，避免不協(xié)調(diào)一致，錯綜復(fù)雜。當(dāng)然，GB-50290標(biāo)準(zhǔn)在通過實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(tǒng)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)量控制的問題
土工合成材料的質(zhì)量控制是多方面的。當(dāng)前，大多數(shù)企業(yè)都在進(jìn)行ISO9001：2000 《質(zhì)量管理體系》的認(rèn)證工作。設(shè)計單位、施工單位也都在通過認(rèn)證。應(yīng)該講，這是國際上公認(rèn)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(jì)建設(shè)。因此，應(yīng)該鼓勵大小企業(yè)采用IS09001：2000標(biāo)準(zhǔn)，以不斷提高和改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量，從而得到能夠持續(xù)發(fā)展的機(jī)會.
但是，當(dāng)前土工合成材料存在的不僅僅在于采用ISO9001：2000:標(biāo)準(zhǔn)、控制質(zhì)量的問題，往往還有人為因素的干擾，特別是管理制度不嚴(yán)，體制不健全的情況下，企業(yè)或使用單位決策人的專業(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。
這里用一個典型工程質(zhì)量案例，談?wù)勍凉ず铣刹牧系馁|(zhì)量控制問題。
質(zhì)量控制分析如下。
(1) 設(shè)計者可能認(rèn)為：土工膜上要覆蓋50cm松土，加上土工膜鋪設(shè)暴露期短，所以沒有對土工膜提出防老化要求。同時設(shè)計者并不了解國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)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(guī)定。這是目前我國設(shè)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，雖然知道切片(樹脂) 中含有一定抗氧劑、光穩(wěn)定劑，但是，可能并不知道是哪類抗氧劑和光穩(wěn)定劑及它們的含量有多少，它們的防老化性能是否可以達(dá)到GB/T17643標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定添加≥2%炭黑的性能要求貝在沒有原材料商的產(chǎn)品質(zhì)量擔(dān)保書及自己試驗對比的結(jié)果情況下就盲目采用，造成了原材料采用上的決策失誤。實際上，切片中雖然含有告定量的抗氧劑和光穩(wěn)定劑，但通過吹塑工藝加工，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(fèi)剩余的抗氧劑和光穩(wěn)定劑，這恐怕是當(dāng)前企業(yè)普遍缺乏的知識。
(3) 施工者沒有注意產(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(yán)重老化的主要原因。最終不該發(fā)生的事故發(fā)生了。
通過上述典型工程質(zhì)量案例分析，土工合成材料的質(zhì)量控制問題，再次表明與原材料，生產(chǎn)制造和設(shè)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(yīng)用中要求包括經(jīng)濟(jì)在內(nèi)相適應(yīng)的因素很多，也甚復(fù)雜，所以難能與鋼筋、水泥材料那樣，是定型的、論牌號的。但它又是很簡單的，例如上述工程案例，只要制造時增加2%的炭黑，施工時做到隨鋪隨復(fù)壓即可，這樣會是經(jīng)濟(jì)可靠的，因此需要各方面都增加一些專業(yè)知識。在我國，土工合成材料較系統(tǒng)的研究，開發(fā)、應(yīng)用始于20 世紀(jì)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(chǔ)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(yīng)用技術(shù)規(guī)范的完善，需要進(jìn)一步打基礎(chǔ)，需要一個漸進(jìn)的過程，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，專業(yè)性很強(qiáng)。因此需要大力發(fā)展土工合成材料的咨詢和監(jiān)理工作。建議由協(xié)會組織各類專業(yè)人員，不斷總結(jié)各方面的經(jīng)驗，監(jiān)理大重工程的實施。這樣會促進(jìn)我國土工合成材料應(yīng)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(yīng)用技術(shù)規(guī)范》使它真正成為質(zhì)量控制的龍頭標(biāo)準(zhǔn)。統(tǒng)一測試技術(shù)及測試規(guī)程。使土工合成材料三種性態(tài)互補(bǔ)、協(xié)調(diào)，最終服務(wù)于工程應(yīng)用，為我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)作出更大貢獻(xiàn)。
擠出片材的厚度不一致是一個嚴(yán)重的問題。在擠出用于熱成形的薄片材時，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，這兩個對于包裝來說都是嚴(yán)重的質(zhì)量問題。
厚片材的厚度變化會帶來另外的變形問題——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。卷材的厚度問題可能是在機(jī)向(MD)或橫向(TD)的，并有著與設(shè)備、材料和工藝有關(guān)的多種多樣的起因。
傳統(tǒng)減少厚度變化的方法是添加一套掃描厚度控制系統(tǒng)。更好的方法是解決引起變化的問題。如果能完成這個，那么測厚系統(tǒng)將不必工作得太辛苦，可以被用來調(diào)整剩下的小波動。
四、設(shè)備上的成因
片材厚度變化可能來自干不正確的螺桿與模頭設(shè)計、不合適的溫度分布和磨損的擠出機(jī)套筒和螺桿。如果操作者有用舊的螺桿或套筒，就能區(qū)別保養(yǎng)記錄，但他們可能不會把它看成是厚度變化之源。
螺桿引起的機(jī)向和橫向的厚度變化是由沖擊所引發(fā)的，因為它們重復(fù)出現(xiàn)，所以易于被發(fā)現(xiàn)。熔體泵能有助于消除由不佳螺桿設(shè)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(dǎo)致沖擊，但熔體泵不會解決這個問題，這將在黏度變化和由此引起的機(jī)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(shè)計出了片材擠出模頭中的長流道。如果處理該種聚合物的條件并不符合模頭式樣，那么就會做出不均勻的產(chǎn)品。
五、材料上的成因
厚度問題可能由進(jìn)入到加料塊和模頭中的熔體溫度不穩(wěn)定和加料與混料不穩(wěn)定所引起。保持熔體流的溫度穩(wěn)定是維持片材尺寸的最重要因素。熔體溫度直接影響著熔體黏度。甚至黏度的小小變化也將改變在模頭中的流動分布，從而改變片材性能。在這里，設(shè)定不正確的套筒溫度會再次易于引發(fā)故障。
材料組成的變化可能引起熔體溫度和黏度變化。當(dāng)處理混合料時，不穩(wěn)定的混合比率可以誘發(fā)問題。檢查混料器是否設(shè)定正確和運(yùn)轉(zhuǎn)正確是件有意義的事情。
六、工藝上的成因
不適當(dāng)?shù)乃俣日{(diào)節(jié)、操作者引起的變化和工廠環(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機(jī)向厚度一致佳。擠出機(jī)能放大驅(qū)動系統(tǒng)中的任何速度差錯。所以即使是小小的速度變化也能導(dǎo)致嚴(yán)重的機(jī)向尺寸變化。速度變化也影響著流體分布，從而也改變著橫向的性能。利用現(xiàn)代具有譯碼器反饋的數(shù)字驅(qū)動將消除速度引起的厚度變化。
操作者對工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)會干擾厚度的控制。而且，操作者傾向子以他們自己的方式來運(yùn)行生產(chǎn)線。他們不應(yīng)對此袖手旁觀。通過增加總線控制，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(diào)整的范圍�？偩�控制也縮短了達(dá)到規(guī)范所需的啟動時間。由于控制系統(tǒng)了解整個工藝過程，所以它能比單獨(dú)的離散控制器或傳統(tǒng)多段控制器更好地完成作業(yè)。
工廠環(huán)境的變化，例如來自敞開門或風(fēng)扇的氣流，也會破壞片材的尺寸。溫度與濕度的季節(jié)性變化常對卷材厚度起著不利影響。戶外溫度可以影響冷卻輥中冷卻水的溫度。戶內(nèi)溫度和氣流可以改變片材的冷卻速度。厚度薄的片材對周圍氣流的變化特別的敏感。
甚至當(dāng)周圍因素不穩(wěn)定時，閉環(huán)的特點(diǎn)控制能爭求保持片材厚度。然而，如下面所述的自動繪圖是有助于彌補(bǔ)環(huán)境變化的控制策略。
七、控制器自動調(diào)節(jié)
大部分的片材加工商擁有厚度控制系統(tǒng)。也許有2/3的依賴于以測量系統(tǒng)為基礎(chǔ)的手動調(diào)節(jié)，有1/3的擁有自動調(diào)節(jié)。
輪廓掃描測量能與控制系統(tǒng)結(jié)合成一體，通過調(diào)節(jié)擠出機(jī)(或熔體泵)速度或冷卻輥牽引速度冰來控制平均機(jī)向厚度，通過調(diào)整模頭螺栓，控制橫向厚度。然而，輪廓測量與控制系統(tǒng)生來對糾正橫向輪廓是遲鈍的。
傳統(tǒng)控制系統(tǒng)常常是獨(dú)立控制環(huán)的集合，只是糾正每個環(huán)的各個控制參數(shù)中偏差。先進(jìn)的控制系統(tǒng)調(diào)整整個過程，集合“前饋”或預(yù)想的功能，使這些環(huán)之間的副作用減到最小。
“前饋”控制的一個好例子是在速度變化之后，立即對一個或更多套筒溫度回路進(jìn)行調(diào)節(jié)。“前饋”以對速度變化之后的歷史過程的了解為基礎(chǔ)。這種技術(shù)能大大減少對敏感溫控區(qū)的不適，勝過等待溫度的偏離和回路對溫度誤差做出反應(yīng)。
在很多應(yīng)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(shù)。一個例子是在有限范圍內(nèi)自動調(diào)節(jié)機(jī)筒溫度，保持穩(wěn)定的最終熔體溫度。
依靠內(nèi)部軟件“map”，識別出哪一部分的片材是受哪個模栓控制，自動輪廓控制系統(tǒng)對模栓進(jìn)行調(diào)節(jié)。考慮到片材條紋由每個模栓位置出來，但條紋可能不是筆直和平行的。
因為片材根據(jù)冷卻輥和周圍氣流引起的冷卻速度進(jìn)行伸展和皺縮，模栓繪圖可能是相當(dāng)復(fù)雜的。自動繪圖功能追蹤模栓修正的結(jié)果，然后自動調(diào)節(jié)模栓條紋的內(nèi)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索。
操作者應(yīng)當(dāng)擁有必要的可視軟件，以便適當(dāng)?shù)毓芾砉に�。因為在鑒別厚度變化原因方面操作者處在“第一線”，所以操作者應(yīng)當(dāng)擁有所有工藝參數(shù)趨勢圖表的顯示，以及橫向輪廓圖。
最后，大多數(shù)熟練操作人員可以在一條片材生產(chǎn)線上生產(chǎn)出平整而合乎規(guī)范的片材，而不管有沒有自動控制器。但自動化裝置越多，操作者在追蹤變量上所花的時間就越少。
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