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摘要:塑料管材作为一种新型的管道材料正不断替代金属或其它传统的管道材料,发展十分迅速。塑料管材具有重量轻、耐腐蚀、易安装、水流阻力小、造价较低等特点,在给排水管道工程中应用越来越广泛。简要介绍各类塑料管材在给排水管道工程中的应用。
关键词:新型塑料管;性能;给排水工程
随着经济的进步和人们生活水平的提高,居民对自来水水质提出了更高的要求,传统铸铁管和镀锌钢管很容易造成水质的二次污染,不能满足居民对水质的要求。近年来,一批又一批经久耐用、经济美观、卫生节能和施工简便的塑性管材在建筑给排水工程中得到应用,自来水水质得到大幅度改观。建筑工程设计者和施工者要加强设计,综合掌握不同塑性管材的性能,选用合适的管材进行施工,为用户提供舒适的居住空间。
一、我国排水管道现状和塑料管道产品发展的背景
市政排水设施主要指包括收集、输送城市排水的管网及相关设施。我国市政工程所用的管道品种多样,根据管道材质不同可分为钢管、铸铁管、混凝土管和钢筋混凝土管、塑料管(包括钢塑复合管)四大类。其中钢管、铸铁管、混凝土管和钢筋混凝土管等属于传统材料制作的管道,优点是刚性好,环刚度较高,但防腐性能差,寿命较短,最大的缺点是易破碎,渗漏严重,易造成二次污染。而塑料排水管道属于后期发展起来的新型管道,抗磨损性很好,在不做任何防腐处理的情况下,寿命长,运行能耗远远小于传统金属管道,应用施工过程中开槽占地也比金属管、混凝土管要少得多,在输水过程中漏损率低、卫生安全。目前,塑料管道的推广应用得到大力发展,重点品种以PVC和PE管为主。但我国的塑料管道行业还存在着一些制约发展的不利因素,比如市场竞争恶性化导致产品价格偏低、原料进口依赖性大、新产品和新技术推广应用缓慢等,尤其是当前的全球经济发展现状对塑料管道业发展冲击很大[1]。近十几年来,随着塑料管的原料合成生产、管材管件制造技术、设计理论和施工技术等方面的发展和完善,使塑料管道在市政管道工程中占据了相当重要的地位。
二、塑料排水管道的技术性能优点
1、塑料管道具有较好的柔性、冲击强度、拉伸强度和耐磨性
从表面上看,塑料埋地排水管的强度和刚度不及混凝土排水管,特别是钢筋混凝土管。但塑料管属于柔性管,在受外压负荷时,柔性管的承受负载的机理是完全不同的。柔性管在受压破坏之前可以有较大的变形,而刚性管不可能有较大变形。在同样外压负载下,柔性管管壁内的应力较小,它和周围的回填土共同承受负载、共同作用。因此,塑料埋地排水管不需要和刚性混凝土管一样的强度和刚度,在合理的刚度下,完全能达到使用要求,这一点已被的发达国家的应用实践所证实。
2、水力特性比
在水力特性比方面,由于塑料管的内壁粗糙率为0.001,而混凝土管为0.013,塑料管内壁光滑,输送液体时摩阻明显小于混凝土管。实践证明,在同样的坡度下,采用直径较小的塑料埋地排水管就可以达到所要求的流量。与金属管、水泥管相比,塑料管输送流体的水头损失减小30%,在同样输送能力的状况下,管径可缩小20%左右。
3、接口的密封性好
在管材接口密封方面,塑料管的连接比较可靠。而混凝土排水管在保证密封性方面比较困难,绝大多数平接口或企口混凝土排水管在连接处只抹一圈混凝土,时间一长很难保证液体不泄露;又因其完全是刚性连接,管道稍有移位,连接处就可能被破坏,进而形成渗漏。
4、使用寿命长、耐腐蚀
在使用寿命、耐腐蚀方面,塑料管的优点最为突出。埋地排水管输送的生活污水和雨水具有腐蚀性(雨水流过地面时常溶入腐蚀性物质),或成酸性或成碱性,生产污水如工业排水更是具有强腐蚀性,塑料埋地排水管的耐腐蚀性远胜于金属管,也明显优于混凝土管。同时,塑料埋地排水管的抗磨损性也很好。
5、便于铺设安装
在管道铺设安装方面,塑料埋地排水管的优点也非常突出:重量轻、长度大、接头少,对于管沟和基础的要求低。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆管道铺设安装时,可减少接头数量,提高管道运行的可靠性,且连接方法简便可靠,施工便捷,使安装工作量大大降低。而混凝土管的基础和连接处需要进行养护,在城市拥挤或地质恶劣地区(如地下水位高、地基松软地区),难于做到持续有效的维护修理。
三、新型塑料管在给排水工程中应用
1.硬质聚氯乙烯管(UPVC)
UPVC管道是一种以聚氯乙烯(PVC)树脂为原料,不含增塑剂的塑料管材,是给排水管道中使用最为广泛的一种塑料管道,主要用于城市供水、城市排水、建筑给水、建筑排水管道。
UPVC给水管道:
UPVC管道用于给水系统主要有以下优点:
(1)管壁不结垢,输水能力不会随运行时间的增加面降低,而这一点也正是镀锌管和铸铁管不可克服的缺点。
(2)耐腐蚀性和柔软性好,管道的使用寿命长,在德国,20世纪30年代生产的UPVC管仍在给水网中使用[2]。管内壁洁净,不适宜细菌生长有利于保护水质不受管道的二次污染。
(3)连接方式多,易于安装。
2.铝塑复合管(PAP)
铝塑复合管是同中间层纵焊铝管,内外层PE塑料以及铝管与内外层PE之间的热熔胶通过高温高压共挤复合而成的5层复合管材中间铝合金是管道的骨架。该种管道具有节能、改善居住环境,提高建筑功能与质量,降低建筑自重和方便施工等优越性。
3.玻璃钢夹砂管
玻璃钢夹砂管是采用不饱和聚酶树脂、玻璃纤维、石英砂3种主要原料缠绕或离心浇铸固化而成,其管壁由外表面树脂保护层、内增强层、中间结构层和内衬层组成。我国从1988年开始研制生产玻璃钢夹砂管道。1993~1998年全国大约铺设了1000km的玻璃钢夹砂管,管径在1000~1400mm范围内,工作压力为0.6~0.8MPa。并已经制定了产品质量,设计、施工及验收规范。实践证明,玻璃钢夹砂管在长距离输送给水、污水的工程中具有较突出的优点,是值得推广使用的管材。
4.聚乙烯管
按其密度不同分为低密度聚乙烯管,中密度聚乙烯管和高密度聚乙烯管,低密度聚乙烯管的柔性、伸长率、耐冲击性能较好,主要用于农村改水工程和农用排灌管道。高、中密度聚乙烯管主要用于建筑物室内外给水系统,但中密度聚乙烯在我国应用较少。我国目前还没有聚乙烯给水管设计、施工及验收标准因而影响聚乙烯给水管的推广应用[2]。
5.交联聚乙烯管(PE-X)
交联聚乙烯管多为小口径管道,主要应用于建筑室内冷、热水的供应。我国从1996年开始生产交联聚乙烯管道管径大多在10~32mm之间少量达到63mm。近几年随着建筑标准的提高交联聚乙烯管的市场需求越来越大,到1998年我国交联聚乙烯管的生产能力已达3000万米,交联聚乙烯管的制造通常有化学交联和物理交联两种方法其连接管件一般采用夹紧式铜制接头或环式铜制接头。
三型聚丙烯是第三代改性聚丙烯,由于加入了橡胶弹性体,因而使得PPR管具有较好的抗冲击性能和抗蠕变性能,克服了PP(聚丙烯)管在低温时比较脆、不宜做给水管的缺点。PP-R管在给排水管遭工程中还没有得到广泛的应用,仅限于建筑室内冷、热水管道,目前国内能生产标称外径为20~63mm6个规格的PP-R管,年产量为800t。
结语
长期以来,由管道材料造成的自来水二次污染现象普遍,自来水水质不能满足居民对水质的要求。近年来,一批又一批经久耐用、经济美观、卫生节能和施工简便的塑性管材在建筑给排水工程中得到应用,自来水水质得到大幅度改观。建筑工程设计者和施工者要加强设计,综合掌握不同塑性管材的性能,选用合适的管材进行施工,为用户提供舒适的居住空间。
参考文献:
[1]运生.论塑料排水管的特点及其在市政工程中应用[J].黑龙江科技信息,2015,30:295.
[2]连志凤.论塑料排水管的特点及其在市政工程中的应用[J].黑龙江科技信息,2016,18:131.
论文作者:陈敏仪
论文发表刊物:《基层建设》2017年第22期
论文发表时间:2017/11/17
标签:管道论文; 排水管论文; 聚乙烯论文; 管材论文; 塑料管论文; 混凝土论文; 塑料论文; 《基层建设》2017年第22期论文;