市政给排水管网中新型管材的应用论文
摘要：随着我国现代化经济与科技的不断的发展与进步，我国的工业以及城市建设的进程也在不断地加快，城市居民日渐增多，用水量逐渐增加，各地区都在进行市政工程建设，给排水管道是其中不可缺少的一部分。其管材的选择需考虑到诸多方面。目前，新型管材因其具有更加经济、安全等特点，具有广阔的应用前景。同时，新型管材的研究及使用方法也受到国内外广泛重视。
关键词：市政；给排水；新型管材；发展
文章主要结合笔者多年的工作实践经验，针对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）、钢塑复合管（钢带增强钢塑复合管、涂塑复合钢管、孔网钢带钢塑复合管、钢丝网骨架钢塑复合管）等进行了阐述。仅供同行参阅。
1市政给排水新型管材
所谓新型新型给水管材是针对传统的镀锌钢管、铸铁管、混凝土管而言。目前，在建筑工程上可用于给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）、钢塑复合管（钢带增强钢塑复合管、涂塑复合钢管、孔网钢带钢塑复合管、钢丝网骨架钢塑复合管）等。
1.1聚氯乙烯（PVC-U）管
在热塑性塑料排水管材中，PVC-U给水管材是未增塑的硬聚氯乙烯管材，受弯拉强度和弯曲模量值最高，具有较好的承受外部荷载的性能，耐化学腐蚀性好，不生锈，具有自熄性和阻燃性；耐老化性好；内壁光滑，很难形成水垢；质量轻，阻电性能良好，价格低廉；在相同的埋设条件下用料最省。PVC-U（管材）通常可用粘接剂粘接，也可用胶圈柔性连接。这种管材是国内推广使用最早的、目前使用量最大的塑料管材。但在实践中发现，线膨胀系数大，使用温度范围窄，不适用于热水输送；接头粘接技术要求高，固化时间较长，管材较脆，在受力不均匀的条件下容易爆管。
1.2高密度聚乙烯（HDPE）管
高密度聚乙烯（HDPE）管顺应时代要求，绿色环保；化学稳定性好，使用寿命长，韧性好，较好的疲劳强度，耐温度性能较好；质轻，适当的挠曲度；摩阻系数小，通过能力强；抗压能力强，使用便捷。目前国内产品的常用规格在dn16―dn315mm之间，大口径管材价格高，使用较少。HDPE给水管材连接方式可用挤压夹紧、热熔合、电熔合；机械连接，连接件大，会影响过水面积；熔接需要电力，但整体性好，在不便于开挖施工时，可实现较长距离的拖管施工，在穿越道路、河流时体现出较好的施工便利性。在我市江心洲DN800过江管道工程施工中，过江管采用两根dn800PE管平行通过，利用拖管技术穿越夹江江底，单根管道长度达750米，最深处距现状河床10余米。
1.3交联聚乙烯（PE-X）管
交联聚乙烯是通过化学或物理方法，使普通聚乙烯的线性分子结构改性成三维交联网状结构，从而具有优良的温度适应性（-70℃～+110℃）、耐压性（爆破压力6MPa）、稳定性和持久性、而且具有无毒、不滋生细菌等优点。这种管材主要用于工业及民用冷热水、饮用水和地面辐射采暖管道上。国内PE-X管的供货规格在dn10～dn32mm之间。少量达dn63mm，但是交联聚乙烯原料需进口，只能用金属连接，不能回收重复利用。
1.4改性聚丙烯管
聚丙烯管（PP）虽然无毒，价廉，但抗冲击强度差，作为供水管材不理想。通过共聚合的方式使聚丙烯改性，提高了管材的抗冲击强度等性能。改性聚丙烯管有三种，即：均聚共聚聚丙烯管（PP-H）、嵌段共聚聚丙烯管（PP-B）、无规共聚聚丙烯管（PP-R）。此类管材柔软、易于安装、密封性好、耐腐蚀。管件的连接采用熔接方式。PP-R管是第三代改性聚丙烯管，是用无规共聚法使PE在PP分子链中随机地均匀聚合，比PP-B具有较好抗冲击性能、耐温度变化性能和抗蠕变性能。主要用于工业及民用冷热水管道和地面辐射采暖管道。目前国内产品规格在dn20～dn63mm之间。在同等压力和介质温度的条件下，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-苯乙烯三种单体共聚物组成的热塑性塑料，具有质优耐用的特性。其中丙烯晴具有耐热性、抗老化性、耐化学性；丁二烯具有耐撞击性、高坚韧性、低温特性不变的性能；苯乙烯具有施工容易及管面光滑等特性。管件连接采用冷胶溶接法。一般用于化学工业输送腐蚀性流体，也可用于食品、医药、纯水制备和水处理装置等方面。适用的温度范围约为：-20℃～+110℃。但耐紫外线差，粘接固化时间较长。
2新型管材的相关研究进展
针对传统管材耐腐蚀性、耐高温性、耐压性较弱、安装不方便等问题，国内外学者进行了大量的研究和改良工作，以改善现有管材的性能局限性。目前，HDPE管及PVC-U管的研究成为热点问题。奚斌等对用新工艺生产的高密度聚乙烯（HDPE）双重壁管材的重要技术参数内壁粗糙系数进行原型试验和分析，得出结论：当雷诺数Re<2500时，所测hdpe管材内壁粗糙系数宜在0.011～0.012之间选取；当雷诺数re>2500时，管材内壁粗糙系数可在0.009～0.011之间选取。Guo等人研究了形态演变的HDPE零件的注射成型，并对不同形态演变的高密度聚乙烯微构件进行了比较。
管道性能的`改良创新方面受到了国内学者的重视。王健军等发明了一种承压层与磨损层相分离的内衬承插式复合管材，其工作层内衬在承压层内，承压层刚性或柔性连接，可长期使用，内衬层可更换。姜丽琴发明了一种耐腐蚀复合管材，基层材料采用20R、16MnR或15CrMnR之一，复层材料采用00Cr19Ni10，该管材同时具有高强、高耐压性能。朱胜金发明了一种新型钢塑复合缠绕波纹管，该管由钢带、压制塑料保护层、聚乙烯螺旋波纹管3部分制成，在聚乙烯螺旋波纹管表面设有钢带，在钢带上面设有表面压制塑料保护层，在塑料原料熔融状态下缠绕成为一体。该方法提高了管材的环刚度，牢固稳定，并具有使用寿命长、成本低、重量轻、防漏、防裂、防变形等特点。
3结语
随着城市化的发展，各地都在大力进行市政建设，其中，给水排水基础设施建设占有很大的比重。而新型管材的合理选用，可以有效地降低建设成本，提高管道的安全性和可靠性。市政及建筑给排水新型管材的选择，因各项目的实际要求而有所差异。总体来说，新型管材具有良好的抗冲击性、密封性、耐腐蚀性、耐久性、耐寒性、过水能力强、施工方便等优点，故拥有广泛的市场前景。同时，对新型管材相关特性进行研究和改良，可更进一步促进新型给排水管材的推广使用。
参考文献
[1]王琴梅.中华建设[M].湖北：湖北省建设信息出版社，2010（8）.
[2]张杰.城市排水系统新思维[J].给水排水，2012（28）：24-26.
[3]吴卫平.市政工程用大口径塑料排水管道应用前景[J].建设科技，2013（5）：10-13.
【市政给排水管网中新型管材的应用论文】相关文章：
排水管网设计中管材的选择07-11
市政给排水设计中节能措施的应用分析论文05-30
市政管网施工中的环境影响及控制07-20
市政排水项目工程建设论文06-21
市政管网设计规范08-04
市政给排水的工程施工要点论文06-17
城市防涝和排水管网优化设计论文05-02