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市政給排水管網(wǎng)中新型管材的應(yīng)用論文
摘要：隨著我國(guó)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)與科技的不斷的發(fā)展與進(jìn)步，我國(guó)的工業(yè)以及城市建設(shè)的進(jìn)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(qū)都在進(jìn)行市政工程建設(shè)，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(jīng)濟(jì)、安全等特點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。同時(shí)，新型管材的研究及使用方法也受到國(guó)內(nèi)外廣泛重視。
關(guān)鍵詞：市政；給排水；新型管材；發(fā)展
文章主要結(jié)合筆者多年的工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)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(fù)合管（鋼帶增強(qiáng)鋼塑復(fù)合管、涂塑復(fù)合鋼管、孔網(wǎng)鋼帶鋼塑復(fù)合管、鋼絲網(wǎng)骨架鋼塑復(fù)合管）等進(jìn)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(duì)傳統(tǒng)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(fù)合管（鋼帶增強(qiáng)鋼塑復(fù)合管、涂塑復(fù)合鋼管、孔網(wǎng)鋼帶鋼塑復(fù)合管、鋼絲網(wǎng)骨架鋼塑復(fù)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(qiáng)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(xué)腐蝕性好，不生銹，具有自熄性和阻燃性；耐老化性好；內(nèi)壁光滑，很難形成水垢；質(zhì)量輕，阻電性能良好，價(jià)格低廉；在相同的埋設(shè)條件下用料最省。PVC-U（管材）通�？捎谜辰觿┱辰�，也可用膠圈柔性連接。這種管材是國(guó)內(nèi)推廣使用最早的、目前使用量最大的塑料管材。但在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，線膨脹系數(shù)大，使用溫度范圍窄，不適用于熱水輸送；接頭粘接技術(shù)要求高，固化時(shí)間較長(zhǎng)，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(yīng)時(shí)代要求，綠色環(huán)保；化學(xué)穩(wěn)定性好，使用壽命長(zhǎng)，韌性好，較好的疲勞強(qiáng)度，耐溫度性能較好；質(zhì)輕，適當(dāng)?shù)膿锨�；摩阻系�?shù)小，通過(guò)能力強(qiáng)；抗壓能力強(qiáng)，使用便捷。目前國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的常用規(guī)格在dn16―dn315mm之間，大口徑管材價(jià)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(jī)械連接，連接件大，會(huì)影響過(guò)水面積；熔接需要電力，但整體性好，在不便于開(kāi)挖施工時(shí)，可實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)距離的拖管施工，在穿越道路、河流時(shí)體現(xiàn)出較好的施工便利性。在我市江心洲D(zhuǎn)N800過(guò)江管道工程施工中，過(guò)江管采用兩根dn800PE管平行通過(guò)，利用拖管技術(shù)穿越夾江江底，單根管道長(zhǎng)度達(dá)750米，最深處距現(xiàn)狀河床10余米。
1.3交聯(lián)聚乙烯（PE-X）管
交聯(lián)聚乙烯是通過(guò)化學(xué)或物理方法，使普通聚乙烯的線性分子結(jié)構(gòu)改性成三維交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而具有優(yōu)良的溫度適應(yīng)性（-70℃～+110℃）、耐壓性（爆破壓力6MPa）、穩(wěn)定性和持久性、而且具有無(wú)毒、不滋生細(xì)菌等優(yōu)點(diǎn)。這種管材主要用于工業(yè)及民用冷熱水、飲用水和地面輻射采暖管道上。國(guó)內(nèi)PE-X管的供貨規(guī)格在dn10～dn32mm之間。少量達(dá)dn63mm，但是交聯(lián)聚乙烯原料需進(jìn)口，只能用金屬連接，不能回收重復(fù)利用。
1.4改性聚丙烯管
聚丙烯管（PP）雖然無(wú)毒，價(jià)廉，但抗沖擊強(qiáng)度差，作為供水管材不理想。通過(guò)共聚合的方式使聚丙烯改性，提高了管材的抗沖擊強(qiáng)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(wú)規(guī)共聚聚丙烯管（PP-R）。此類(lèi)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(wú)規(guī)共聚法使PE在PP分子鏈中隨機(jī)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(yè)及民用冷熱水管道和地面輻射采暖管道。目前國(guó)內(nèi)產(chǎn)品規(guī)格在dn20～dn63mm之間。在同等壓力和介質(zhì)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(zhì)優(yōu)耐用的特性。其中丙烯晴具有耐熱性、抗老化性、耐化學(xué)性；丁二烯具有耐撞擊性、高堅(jiān)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(xué)工業(yè)輸送腐蝕性流體，也可用于食品、醫(yī)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(shí)間較長(zhǎng)。
2新型管材的相關(guān)研究進(jìn)展
針對(duì)傳統(tǒng)管材耐腐蝕性、耐高溫性、耐壓性較弱、安裝不方便等問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的研究和改良工作，以改善現(xiàn)有管材的性能局限性。目前，HDPE管及PVC-U管的研究成為熱點(diǎn)問(wèn)題。奚斌等對(duì)用新工藝生產(chǎn)的高密度聚乙烯（HDPE）雙重壁管材的重要技術(shù)參數(shù)內(nèi)壁粗糙系數(shù)進(jìn)行原型試驗(yàn)和分析，得出結(jié)論：當(dāng)雷諾數(shù)Re<2500時(shí)，所測(cè)hdpe管材內(nèi)壁粗糙系數(shù)宜在0.011～0.012之間選取；當(dāng)雷諾數(shù)re>2500時(shí)，管材內(nèi)壁粗糙系數(shù)可在0.009～0.011之間選取。Guo等人研究了形態(tài)演變的HDPE零件的注射成型，并對(duì)不同形態(tài)演變的高密度聚乙烯微構(gòu)件進(jìn)行了比較。
管道性能的改良創(chuàng)新方面受到了國(guó)內(nèi)學(xué)者的重視。王健軍等發(fā)明了一種承壓層與磨損層相分離的內(nèi)襯承插式復(fù)合管材，其工作層內(nèi)襯在承壓層內(nèi)，承壓層剛性或柔性連接，可長(zhǎng)期使用，內(nèi)襯層可更換。姜麗琴發(fā)明了一種耐腐蝕復(fù)合管材，基層材料采用20R、16MnR或15CrMnR之一，復(fù)層材料采用00Cr19Ni10，該管材同時(shí)具有高強(qiáng)、高耐壓性能。朱勝金發(fā)明了一種新型鋼塑復(fù)合纏繞波紋管，該管由鋼帶、壓制塑料保護(hù)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(shè)有鋼帶，在鋼帶上面設(shè)有表面壓制塑料保護(hù)層，在塑料原料熔融狀態(tài)下纏繞成為一體。該方法提高了管材的環(huán)剛度，牢固穩(wěn)定，并具有使用壽命長(zhǎng)、成本低、重量輕、防漏、防裂、防變形等特點(diǎn)。
3結(jié)語(yǔ)
隨著城市化的發(fā)展，各地都在大力進(jìn)行市政建設(shè)，其中，給水排水基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)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(shè)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(xiàng)目的實(shí)際要求而有所差異。總體來(lái)說(shuō)，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(guò)水能力強(qiáng)、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，故擁有廣泛的市場(chǎng)前景。同時(shí)，對(duì)新型管材相關(guān)特性進(jìn)行研究和改良，可更進(jìn)一步促進(jìn)新型給排水管材的推廣使用。
參考文獻(xiàn)
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