新型塑料管材在给排水工程中的应用综述

【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

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的传统的管道材料，发展十分迅速。1996年欧洲塑料管材产量147万t，日本为603万t；美国1997年为216万t。我国自20世纪80年代初开始研制应用塑料管材，到1996年，我国各种塑料管材的总产量已达到43.5万t[1]。塑料管材具有重量轻、耐腐蚀、易安装、水流阻力小、造价较低等优点，在给排水管道工程中应用越来越广泛。本文简要介绍各类塑料管材在给排水管道工程中的应用情况。

1.市政排水管道应用现状分析

市政工程用的管道，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（包括钢塑管复合管）四大类。钢管：钢管一管。目前，我国市政管道品种多样，改变了以往只用混凝土管和钢筋混凝土管、灰口铸铁管和钢管等少数几种管道的局面，如城市供水管：管径小于600mm的有灰口铸铁管、球墨铸铁管、自应力钢筋混凝土管、钢管、pvc-U管、PE管等；管径600～1200mm的有预应力钢筋混凝土管、预应力钢筒混凝土管、FER管和钢管等。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，使塑料管在市政管理工程中占据了相当重要的地位。

2.新型塑料管在给排水工程中应用

2.1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。

2.2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。

2.3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。

2.4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m，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。

2.6 ABS塑料管

ABS是丙烯腊、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物，3种组分的共同作用使ABS管具有良好耐蚀性表面硬度及较高的、耐冲击强度。而且对温度的适用范围较宽，在40～100℃范围内仍能保持韧性和刚度，使用温度可达90℃以上。由于价格较高，所以在给排水管道工程中的应用还不广泛。国外常用做卫生洁具的下水管，国内一般用于室内冷热水管和水处理的加蓟管道，尤其适用于做防腐管道。

2.7钢塑复合管（SP）

钢塑复合管可分为两大类，一类是挤出成型的钢骨架钢塑复合管，另一类是采用喷涂法，内衬法等生产的钢塑复合管。SP管具有钢管的机械强度和塑料管耐腐蚀的优点主要用于城市供水和建筑室内给水管道。

3.塑料排水管的优点

3.1强度和刚度

从表面上看，塑料埋地排水管是不及混凝土排水管，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 能有较大的变形。同样外压负载下柔性管管壁内应力较小，它和周围的回填同承受负载，管同作用。

3.2水力特性比

在水力特性比方面，塑料管由于内壁光滑，输送液体时摩擦阻明显小于混凝土管。塑料管的内壁粗糙率为0.001，而混凝土管为0.013，因此在相同使用条件下，塑料管的输水量可比混凝十管提高30%。实践证明，在同样坡度下，采用直径较小的塑料埋地下排水管就可以达到要求的流量。

3.3接口的密封性

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，绝大多数使用的平接口和企口混凝土排水管在连接处只抹一圈混凝土，时间一长很难保证不泄漏。义因其完全是铡性连接，管道稍有移位（如土壤不均匀沉降），连接处就可能被破坏，而形成渗露。

3.4使用寿命、耐腐蚀

在使用寿、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强腐蚀性，塑料埋地排水管的耐腐蚀性远于金属管，也明显优于混凝土管。同时，塑料埋地排水管的坑磨损性也很好。

4.市政排水管应用趋分析

未来市政排水管应用趋势将呈现以下几个特点：

4.1往柔性接口型式发展

用平口管安装成管道，用水泥砂浆封缝或用套环连接防不了污水外溢，随着社会的发展，它必将被淘汰。未来发展趋是使用柔性结合的承接口式排水管。

4.2人口径、多品种化发展趋势

自离心工艺的最大管径2000咖企口管诞生后，目前可生产到2800mm。生产3000mmF型大口径钢筋混凝土管也成为可能，未来越来越多的直径在2000mm以上排水管将都被采用。

4.3低压力排水管发展趋势

带低压运行的排水管不仅是设计需要，而且可以减少内壁腐蚀的出现。低压排水管可以用压力管的生产工艺来生产，综合成本可以与排水管同比接近。

4.4高耐久性方向发展趋势

我国使用排水管时间不长，在其设计寿命的验证方面尚缺少数据，但污水对混凝土管的腐蚀是一个不争的事实。不仅仅是排放有腐蚀介质的管道，普通生活污水管也存在耐腐蚀问题，而耐腐蚀管的生产技术关键是突破以往水泥作为混凝土的生成产物从而达到耐腐蚀的目的，这种排水管的应用将进一步拓广排水管的应用领域。

【参考文献】

[1]张玉川.塑料埋地排水管及其在我国的发展前景[J].中国墼料，2001（3）.

[2]高立新.塑料管在市政工程中的应用.给水排水，2003（4）.