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摘要：本文简要介绍了各种塑料管材的性能及其在给排水工程中的应用情况，并将其与传统管材进行了比较，简要分析和论证了新型塑料管材的特点，目的是探讨和确认更加满足人们生活需要的给排水管道制品。
关键词：新型塑料管材；给排水工程；应用；发展趋势
随着改革开放的深入发展，塑料管材作为一种新型管材，在众多给排水管道制品中脱颖而出，以其无与伦比的优越性应用于城市基础建设工程中，正在不断地更新和替代传统的管道制品，发展十分迅速且已经占据越来越重要的地位。下面就其性能、应用及今后的发展趋势谈一谈个人的见解。
1各类管材性能与应用
1.1传统管材
传统管材是指有史以来，城市给排水管道使用的各类管道制品，主要以刚性管材为主，大致有三类：土陶管、砼管（或钢筋砼管）及金属管道。这里可以分为三个发展阶段：
第一个阶段是明清以前，城市排水管道是以土陶管为主（乡村排水是自然地势排水），给水则以院落取水井见著。
第二个阶段是晚清至民国，城市排水已经有了混凝土（砼）管（乡村排水仍是自然地势排水），给水则多以取水井为主，少数大城市有了自来水和给水金属管道。
第三个阶段是建国以来，城镇排水先以砼管为主，后有了钢筋砼管，现仍多沿用钢筋砼管；给水管道城市金属管道已普及，乡村前半期仍是取水井，后半期则亦有了自来水和给水金属管道。
1.2新型管材
改革开放以后，给排水管材亦获得长足发展，新型塑料管材在给排水工程中的应用越来越广泛，比传统管材更具优势。主要有以下几种。
1.2.1 交联聚乙烯（PEX）管
普通高、中密度聚乙烯管，其大分子为线形结构，耐热性和抗蠕变能力差，且遇冷易发生脆断。因其造价低廉，工艺简单，故改革初期也曾应用于城市给水管材中。但其管材常温较软、韧性大、交联度过高，遇冷变硬脆化、无韧性，故最终还是被淘汰。
1.2.2硬聚氯乙烯（UPVC）管
硬聚氯乙烯管是以聚氯乙烯树脂为主要成分，加入稳定剂、填料、润滑剂、颜料等，经过捏合、混炼及挤压成型等过程而制成的，由于聚氯乙烯树脂原料来源丰富，所以价格比其他塑料管材相对较低。而且，UPVC管还具有良好的抗冻性、抗冲击和承压能力、刚柔俱佳、内壁光滑阻力小、不结垢、耐腐蚀、抗老化性能好等特点，但其耐高温性能差，使用温度不大于40℃，在50℃以上时会发生软化变形。因此，仅做排水（雨污水）管道和小口径表后给水管道的套管使用。
1.2.3 聚乙烯（PE）管
聚乙烯（HDPE）管按其密度不同可以分为高密度聚乙烯管、中密度聚乙烯管和低密度聚乙烯管。该管具有重量轻，柔性强、伸长率好、耐冲击、使用年限（最长可达50年）长等优点，并有较强的耐磨性和良好的低温抗冲击性，因此被广泛应用于建筑室内、外给水管材和小区地面管材以及大口径的市政管网中，甚至大口径的波纹PE管也被应用于市政排水管道建筑消防管中。但其材质对温度具有敏感性，管材的拉伸能力和承压强度均随着温度变化而改变，并作出相应的折减。故室外墙面管，一般情况下均要加设UPVC外套管，对其加以进行保护。
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按GB/T13663—2000规定，De63以上PE管按下表中的A类材料选择折减系数，De50以下PE管按下表中的B类材料选择折减系数，De25以下PE管按下表中的C类材料选择折减系数，则：
50年寿命的PE，40℃以下温度的压力折减系数
1.2.4聚丙烯（PP-R）管
PP-R管与PE管一样，是建筑管材中应用最为广泛的管道制品，它无毒，无害，耐腐蚀，有高度的耐酸性和耐氯化物性，耐热性能好，使用寿命也可达50年以上，而且管材内壁光滑，水流阻力小，不易结垢，不会孳生细菌，无电化学腐蚀，保温性能好，膨胀力小，施工便捷，对环境无污染，绿色环保。故多用于室内给水冷热管道，一般采用热熔承插方式进行连接，或嵌墙或地槽直埋或随建筑施工暗敷于楼地板中。但该类管材抗紫外线能力差，在阳光的长期照射下易老化，且其线膨胀系数较大，刚性和抗冲击性能比金属管道也相差很大，明敷在板墙上所需支吊架较多，影响美观。故如上所述，除用于室内给水冷热管道外，不能用做消防或其他管道系统。
2新旧管材之比较
2.1 与钢筋混凝土管材的比较
钢筋混凝土管接口较多且密封性较差，当管道发生移位时，接口处会产生破裂渗漏；其次，钢筋混凝土管道内壁较粗糙，摩阻系数大，易导致水头损失严重，流速较慢，从而造成管内淤积堵塞。此外，钢筋混凝土管的自重很大，一根2米长的钢筋混凝土管就重达2吨，因此安装难度较大，需辅之以机械吊装设备，才能完成安装。与钢筋混凝土管相比，塑料管材出厂长度9米/根，可以大量减少管口接头，并可一次热接上百米再入槽，能有效降低自来水渗漏的机率；其次，塑料管材重量小、管壁光滑，水头损失小，甚至有时其沿程损失和高程损失可以忽略不计，排水管道能避免管道内部的堵塞。
2.2 与金属管材的比较
金属管道包括钢管、镀锌管、铸铁管和球墨铸铁管等管材，除球墨铸铁管和镀锌管外，其他金属管材在使用中一般都会发生锈蚀，会对水质造成污染，且接头部位锈蚀也容易出现渗漏，造成水资源的浪费。故在市政管网中灰口铸铁管已基本被淘汰不用，现多采用球墨铸铁管和经过防腐处理的钢管；镀锌管在防腐处理后，多用于消防管道和排水总立管；以上金属管道的安装方式，有焊接连接、螺纹连接、法兰连接和承插连接。与金属管道相比，塑料管材具有重量轻、耐腐蚀、卫生安全等优点，在地下复杂地面可凭其自身柔性自弯安装，达到整管穿越而不设弯头接口，克服了弯头接口多而易崩裂渗漏的弊病，并且避免了传统金属管道接口处常见的“锈水”现象。
3 新型复合管材的应用与发展趋势
新型复合管材，是指将塑料管材和金属管材合二为一，或两层或三层，经过特殊加工制成塑料与金属的复合管材。其优点是，功能化、轻量化、微成型，是我国给排水塑料管业的发展趋势之一。
3.1 铝塑复合管
铝塑复合管是以焊接铝管或铝箔为外包层，内衬层为聚乙烯PE（或PPR）管，或内外层均为高密度交联聚乙烯材料（冷热水使用），中间为金属管，通过专用机械加工方法复合成一体的管材。
铝塑复合管安全无毒，有较好的保温性能，内外壁不易腐蚀，因内壁光滑，对流体阻力很小；又因为可随意弯曲不反弹，所以安装施工方便。因其外包铝层，增强了耐内压强度，既能够阻隔气体的渗透腐蚀及强光紫外线照射，又相对降低了内层塑料管的摩阻损失，而且对应用于封闭循环的热水系统也是有益的。因此，在许多有条件的小区，都相继采用了这种复合型管材。但因制作工艺复杂，价格高昂，管与管连接口安装尚处于探索阶段，就是说连接质量尚待提高，故在一般建筑业尚未全面采用，有待于安装工艺的研发、更新和完善。
2.3 钢塑复合管
钢塑管根据管材结构分为钢带增强钢塑管、无缝钢管增强钢塑管、孔网钢带钢塑管和钢丝网骨架钢塑管。通常所指的钢塑管是钢带增强钢塑管，这种管材中间层为高碳钢带通过卷曲成型对接焊接而成的钢带层，内外层均为高密度聚乙烯。
管材中间层为钢带，不同于铝带，承压性能非常好，钢塑管的最大口径可以达到200 mm，甚至更大；由于管材中间层的钢带是密封的，所以这种钢塑管同时具有阻氧作用，可直接用于直饮水工程，而其内外层又是塑料材质，具有非常好的耐腐蚀性。如此优良的性能，使得钢塑管的用途前景广泛，可以用于城市供水和建筑室内给水管道。但目前跟铝塑管一样，尚有待于继续安装工艺的研发、更新和完善。
4 结束语
在给排水工程中，各种新型塑料管材，因塑料品种、制作工艺的不同，管道的性能也不同，其承受的的介质温度和耐腐蚀性也不一样，若要选用更合理、更经济的给排水管道，要充分了解各种管材的差异及其性能，选择时以性价比高、施工方便、可靠、技术成熟为依据，寻求最佳的设计方案，合理选择管材，以满足工程设计的需要。
参考文献：
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[4]张玉川.塑料埋地排水管及其在我国的发展前景[J].中国塑料,2001(3).
论文作者:冯翔1,刘方圆2,冯潇潇3,王锂4
论文发表刊物:《基层建设》2016年15期
论文发表时间:2016/11/7
标签：管材论文; 管道论文; 塑料论文; 聚乙烯论文; 给排水论文; 金属论文; 性能论文; 《基层建设》2016年15期论文;