市政給排水管網中新型管材的應用論文
摘要：隨著我國現代化經濟與科技的不斷的發展與進步，我國的工業以及城市建設的進程也在不斷地加快，城市居民日漸增多，用水量逐漸增加，各地區都在進行市政工程建設，給排水管道是其中不可缺少的一部分。其管材的選擇需考慮到諸多方面。目前，新型管材因其具有更加經濟、安全等特點，具有廣闊的應用前景。同時，新型管材的研究及使用方法也受到國內外廣泛重視。
關鍵詞：市政；給排水；新型管材；發展
文章主要結合筆者多年的工作實踐經驗，針對低塑性硬聚氯乙烯管（UPVC）、改性聚丙烯管（PP-R）、聚乙烯管（PE、PEX）、丙烯晴―丁二烯―苯乙烯管（ABS）、鋼塑復合管（鋼帶增強鋼塑復合管、涂塑復合鋼管、孔網鋼帶鋼塑復合管、鋼絲網骨架鋼塑復合管）等進行了闡述。僅供同行參閱。
1市政給排水新型管材
所謂新型新型給水管材是針對傳統的鍍鋅鋼管、鑄鐵管、混凝土管而言。目前，在建筑工程上可用于給水的新型管材主要有：低塑性硬聚氯乙烯管（UPVC）、改性聚丙烯管（PP-R）、聚乙烯管（PE、PEX）、丙烯晴―丁二烯―苯乙烯管（ABS）、鋼塑復合管（鋼帶增強鋼塑復合管、涂塑復合鋼管、孔網鋼帶鋼塑復合管、鋼絲網骨架鋼塑復合管）等。
1.1聚氯乙烯（PVC-U）管
在熱塑性塑料排水管材中，PVC-U給水管材是未增塑的硬聚氯乙烯管材，受彎拉強度和彎曲模量值最高，具有較好的承受外部荷載的性能，耐化學腐蝕性好，不生銹，具有自熄性和阻燃性；耐老化性好；內壁光滑，很難形成水垢；質量輕，阻電性能良好，價格低廉；在相同的埋設條件下用料最省。PVC-U（管材）通常可用粘接劑粘接，也可用膠圈柔性連接。這種管材是國內推廣使用最早的、目前使用量最大的塑料管材。但在實踐中發現，線膨脹系數大，使用溫度范圍窄，不適用于熱水輸送；接頭粘接技術要求高，固化時間較長，管材較脆，在受力不均勻的條件下容易爆管。
1.2高密度聚乙烯（HDPE）管
高密度聚乙烯（HDPE）管順應時代要求，綠色環保；化學穩定性好，使用壽命長，韌性好，較好的疲勞強度，耐溫度性能較好；質輕，適當的撓曲度；摩阻系數小，通過能力強；抗壓能力強，使用便捷。目前國內產品的常用規格在dn16―dn315mm之間，大口徑管材價格高，使用較少。HDPE給水管材連接方式可用擠壓夾緊、熱熔合、電熔合；機械連接，連接件大，會影響過水面積；熔接需要電力，但整體性好，在不便于開挖施工時，可實現較長距離的拖管施工，在穿越道路、河流時體現出較好的施工便利性。在我市江心洲DN800過江管道工程施工中，過江管采用兩根dn800PE管平行通過，利用拖管技術穿越夾江江底，單根管道長度達750米，最深處距現狀河床10余米。
1.3交聯聚乙烯（PE-X）管
交聯聚乙烯是通過化學或物理方法，使普通聚乙烯的線性分子結構改性成三維交聯網狀結構，從而具有優良的溫度適應性（-70℃～+110℃）、耐壓性（爆破壓力6MPa）、穩定性和持久性、而且具有無毒、不滋生細菌等優點。這種管材主要用于工業及民用冷熱水、飲用水和地面輻射采暖管道上。國內PE-X管的供貨規格在dn10～dn32mm之間。少量達dn63mm，但是交聯聚乙烯原料需進口，只能用金屬連接，不能回收重復利用。
1.4改性聚丙烯管
聚丙烯管（PP）雖然無毒，價廉，但抗沖擊強度差，作為供水管材不理想。通過共聚合的方式使聚丙烯改性，提高了管材的抗沖擊強度等性能。改性聚丙烯管有三種，即：均聚共聚聚丙烯管（PP-H）、嵌段共聚聚丙烯管（PP-B）、無規共聚聚丙烯管（PP-R）。此類管材柔軟、易于安裝、密封性好、耐腐蝕。管件的連接采用熔接方式。PP-R管是第三代改性聚丙烯管，是用無規共聚法使PE在PP分子鏈中隨機地均勻聚合，比PP-B具有較好抗沖擊性能、耐溫度變化性能和抗蠕變性能。主要用于工業及民用冷熱水管道和地面輻射采暖管道。目前國內產品規格在dn20～dn63mm之間。在同等壓力和介質溫度的條件下，管壁最厚。
1.5丙烯晴―丁二烯—苯乙烯ABS管
ABS管是丙烯晴-丁二烯-苯乙烯三種單體共聚物組成的熱塑性塑料，具有質優耐用的特性。其中丙烯晴具有耐熱性、抗老化性、耐化學性；丁二烯具有耐撞擊性、高堅韌性、低溫特性不變的性能；苯乙烯具有施工容易及管面光滑等特性。管件連接采用冷膠溶接法。一般用于化學工業輸送腐蝕性流體，也可用于食品、醫藥、純水制備和水處理裝置等方面。適用的溫度范圍約為：-20℃～+110℃。但耐紫外線差，粘接固化時間較長。
2新型管材的相關研究進展
針對傳統管材耐腐蝕性、耐高溫性、耐壓性較弱、安裝不方便等問題，國內外學者進行了大量的研究和改良工作，以改善現有管材的性能局限性。目前，HDPE管及PVC-U管的研究成為熱點問題。奚斌等對用新工藝生產的高密度聚乙烯（HDPE）雙重壁管材的重要技術參數內壁粗糙系數進行原型試驗和分析，得出結論：當雷諾數Re<2500時，所測hdpe管材內壁粗糙系數宜在0.011～0.012之間選取；當雷諾數re>2500時，管材內壁粗糙系數可在0.009～0.011之間選取。Guo等人研究了形態演變的HDPE零件的注射成型，并對不同形態演變的高密度聚乙烯微構件進行了比較。
管道性能的`改良創新方面受到了國內學者的重視。王健軍等發明了一種承壓層與磨損層相分離的內襯承插式復合管材，其工作層內襯在承壓層內，承壓層剛性或柔性連接，可長期使用，內襯層可更換。姜麗琴發明了一種耐腐蝕復合管材，基層材料采用20R、16MnR或15CrMnR之一，復層材料采用00Cr19Ni10，該管材同時具有高強、高耐壓性能。朱勝金發明了一種新型鋼塑復合纏繞波紋管，該管由鋼帶、壓制塑料保護層、聚乙烯螺旋波紋管3部分制成，在聚乙烯螺旋波紋管表面設有鋼帶，在鋼帶上面設有表面壓制塑料保護層，在塑料原料熔融狀態下纏繞成為一體。該方法提高了管材的環剛度，牢固穩定，并具有使用壽命長、成本低、重量輕、防漏、防裂、防變形等特點。
3結語
隨著城市化的發展，各地都在大力進行市政建設，其中，給水排水基礎設施建設占有很大的比重。而新型管材的合理選用，可以有效地降低建設成本，提高管道的安全性和可靠性。市政及建筑給排水新型管材的選擇，因各項目的實際要求而有所差異。總體來說，新型管材具有良好的抗沖擊性、密封性、耐腐蝕性、耐久性、耐寒性、過水能力強、施工方便等優點，故擁有廣泛的市場前景。同時，對新型管材相關特性進行研究和改良，可更進一步促進新型給排水管材的推廣使用。
參考文獻
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