给排水新型材料及应用

摘要：随着生活水平的不断提高，人们对生活的质量追求也越来越高。对建筑功能和卫生条件要求也就随之增加，而新型管材的选用恰恰能使建筑使用功能达到人们的使用标准。

关键字:新型管材；特点；应用

中图分类号：S276 文献标识码：A 文章编号：

近年来，我国有机化学工业飞速发展，加上政府政策上的支持和投资，新型给排水复合材料管材及塑料管材占有市场率越来越高。其中塑料管材主要包括聚乙烯(PB)管、硬氯乙烯(UPVC)、三型无规共聚丙烯(PP-R)、高密度聚乙烯(HDPE)管、丙烯晴一丁二烯一苯乙烯(ABS)管、氯化聚氯乙烯管(CPVC)、交联聚乙烯(PE-X)等；复合管材则主要有铝塑复合管、钢塑复合管、涂塑钢管、塑复铜管、孔网钢带塑胶复合管等。本文选择有代表性的两种材料做详细介绍。

一、新型材料应用的必然性

在以往的给排水工程中应用广泛大多是钢管SP、铸铁管CIP和预应力钢筋混凝土管PCP。 而在建筑和工农业等给水工程上大多采用DN≤150mm的镀锌钢管。随着有机化学工业的发展,玻璃钢FRP管、硬聚氯乙烯UPVC管等具有重量轻便、承压能力大、阻力小、内壁滑、输水能力高、极耐腐蚀、使用寿命长、施工安装方便等优点的新型管材大有代替传统管材之势。

由于人们对饮用水水质的质量要求不断提高,但是镀锌钢管管道内的自来水滞留时间十分长，管道腐蚀十分严重,导致水中氯含量减少,细菌学指标,总有机碳、总铁、锌、锰、色度、浑浊度及亚硝酸盐氮、酚类等在水中的含量增大,甚至超过国标规定值。[1]并且人们对居住生活质量要求也在不断提高，镀锌钢管的外皮脱落等矛盾日渐突出。所以镀锌钢管淘汰已成必然态势。

两种新型材料的特点和应用

无规共聚聚丙烯管材(PP—R)

PP—R管材的特点

（1）PP—R管材具有良好的保温性能和卫生性能。管材的原料属于聚烯，其分子仅由碳、氢两种元素组成，原材料以及辅材料都完全达到卫生标准，而且耐腐蚀性极好，化学结构稳定，不会被腐蚀，不但可以用于冷热水系统，而且可以用于直饮水系统。PP—R管材的导热系数仅为0．21W／m·k，是普通钢管的1／200，所以在一般情况下不需要保温，并且用于热水管道时的保温节能效果十分明显。在温度变化时产生的膨胀力也显得比较小，适用于嵌墙以及地坪面层内的直埋暗敷。

（2）PP—R管材拥有较好的耐热性能、并且使用寿命长，管材最高可以在95℃的温度下稳定工作，在1．0MPa压力，温度为70℃的条件下可以工作50年。常温下(20℃)的使用寿命可达100年以上。

（3）安装方便、连接可靠。不仅生产过程十分简单、而且设备投资少，质量轻。重量仅仅是普通钢管的1／9，紫铜管的1／10，极大的减轻了施工强度。由于管料采用的是同种原料加工制作，所以具有良好的热熔功能和焊接能力，安装方便，连接部位的强度大于管材本甚，而且管件结构并不影响流量，管道的阻力小，直管内壁十分平滑，不会结垢，摩擦阻力也比铜管道小。

（4）物料可回收利用。废料经过清洁、破碎后可以直接用来生产新的管材、管件。并且在生产、施工过程中对环境没有污染。

PP—R管材的应用

PP—R管材主要应用在冷热水系统、直饮水系统以及采暖系统(包括地板辐射采暖)，在欧洲应用的较为普遍。比如1996年意大利人用PP—R管材高达30Mm，而其他各类塑料管道分别为：交联聚乙烯管(PEX)17Mm，聚丁烯(PB)3Mm，铝塑复合管2Mm，最低的仅为PP—R管材的1／15。但是PP—R管材的刚性和抗冲击能力比金属管道要差，在所以运输、施工过程中要保证文明施工；PP—R管材的线膨胀系数相对较大，为0．14～0．16mm／m·k，所以在设计和施工中要十分重视支架的设置，伸缩器的选用要适合，要正确地敷设管道；PP—R管材的抗紫外线性能差，长期的太阳国直接照射会是管材老化；PP—R管材的原材料价格居高不下，国内生产聚丙烯原料的企业较多，如齐鲁、燕山石化企业均能力生产均聚(PP— H)及共聚(PP—B)材料，但由于国内对PP—R原料的需求显得较少，所以开发研制较晚，目前国内生产PP—R管材原料基本上来源于进口。但经过几年的应用，市场占有率远远高于其他塑胶的水管，将会成为城镇供水工程中优先选用的管材。

2、铝塑复合管(PAP)

铝塑复合管是源于挤出成型工艺而制造出来的新型复合管材，市场上出现铝塑复合管有三种：

1、PE/AL/PE(Polyethylene/Aluminum/Polyethylene）；这种铝塑复合管内外层为聚乙烯。

2、PE/AL/PEX(Polyethylene/Aluminum/Crosslinked Polyethylene）；这种铝塑复合管外层为聚乙烯。

3、PEX/AL/PEX(Crosslinked Polyethylene/Aluminum/Crosslinked Polyethylene）；这种铝塑复合管的内外层均为交联聚乙烯，中部层均为铝层。

铝塑复合管的特点

抗压强度高，耐温性能较好好(PAP管工作温度为一40℃ ～60℃ ，XPAP管的工作温度为～40℃ ～95℃)，安全环保，使用寿命较长，可完全胜任于建筑冷热水管道。

采用嵌入夹紧式接头连接方式，安装十分方便；并且管材能够自由弯曲，随实际情况绕过梁柱等构件，可减少管接头、弯头的用量，比镀锌钢管节省近50％的各项资源。

（3）铝塑复合管既刚又柔，可快速消除管道系统内产生的压力冲击，不会有水锤噪声。

（4）耐腐蚀性强，可以用来输送各种具有腐蚀性的液体、气体。

铝塑复合管的应用

国外应用铝塑复合管的比例在增加，但是总量却还不是很大。相对其他的塑料管，铝塑复合管是相对较新的，但是国外应用率在不断增长（美国1992-1995年递增率在25%以上，德国1993-1995年递增率为23%）。

国内应用铝塑复合管还需要进一步加强管道系统工程的基础建设。近年来国内一些企业和相关部门在推广铝塑复合管方面做了大量工作，国内铝塑复合管发展势头十分强劲。尤其是自从国内能够拥有铝塑复合管生产线以后，引发了全国各地投资铝塑复合管的热潮。至今为止，国内生产铝塑复合管的生产线接近百条，设备年生产力已经超过1.5亿m。但是1998年的国内实际产量总共只有1200万m。

三、其他新型材料介绍

1.硬聚氯乙烯UPVC管

1940年在法国首先研制成功，刚开始用于排水管道，在1960年后陆续用在给水管道。目前普遍使用于欧洲、美国、日本等发达国家。自从1983年沈阳塑料厂从奥地利引进生产设备和技术以来，国内先后已有几十家工厂建立了50多万吨的生产线，现在UPVC使用于城镇和农村给排水工程中，城市给排水工程中亦逐步开始使用。UPVC界面采用胶圈柔性连接，其使用卫生级PVC无毒树脂通过双螺杆挤压技术塑造成型，不但生产效率高、质量好，而且成本低，管径可达DN1000mm。

2.交联聚乙烯PEX管

PEX管是在普通聚乙烯原料中加入硅烷,将聚乙烯线性分子结构变为三维网络结构，从而使聚乙烯的性能得到提高。能够在-70～110℃环境下工作，具有耐高压、重量轻、阻力小、化学性质稳定、安装方便、使用寿命长等优点。并且无臭、无味、无毒，是一种性能优良的高科技产品。

3.玻璃钢FRP管

FRP管在1950年由美国首先研制成功，刚开始应用于化工业和军工业，1955年后逐渐在工矿、市政给排水工程中起作用。FRP管在美国、英国、意大利、瑞典、挪威、日本等国家中被广泛使用，大约在50%左右。FRP管用玻璃纤维缠绕法和离心浇铸成型法生产，产品质量稳定且采用食品级无毒树脂生产。最大管径可达DN4000mm，一般的工作压力为 0.6、1.0、1.6MPa。自从1987年广州宇光塑料厂开始生产FRP管材以后，数十家工厂跟着生产此种管道。在我国，北京市使用DN600～900mm的FRP管60km；大庆西水源使用DN800mm的FRP管9km；使用DN600～700mm的FRP管914km；北海市新电厂冷却水管采用DN2400mm的FRP管60km以上；香港采用DN200mm和DN1700mmFRP管输水管50km。

结束语：随着科学技术的发展，新型管材在给排水管道工程中将被应用的越来越广泛。各部门及相关人员应积极努力，不断研发推广新型管材，并且促进新型材料在给排水管道工程中的推广应用，进一步满足现代人们的需求。

参考文献：

[1]自来水输送过程中的水质变化成 都自来水,1990,3 齐宇等

[2]浅谈PP-R给水管在工程中的应用[J]．山西建筑，2005,31（19）：P124-125 梁 宇

[3]PVC—U、FRP复合管在给水工程中的应用与展望广西区建委综合设计院 曲申等