对于市政工程中给排水新型管材发展趋势

更新时间:2024-04-01 作者:用户投稿原创标记本站原创
【摘要】本文概述了给排水新型管材发展的前景,塑料管材的特点,应满足的使用要求,被广泛应用的主要塑料管材的性能特征。
【关键词】新型管材发展前景,使用要求,性能特征。

一、新型管材概述及其发展

1、 塑料管材的发展前景
塑料管是近几十年来发展起来的新型给排水管材,也是我国"十五"期间重点推广的化学建材之一。《国家化学建材产业"十五"计划和2010年发展规划纲要》对塑料管道的发展目标:到2015年,雨水排水管70%采用塑料管;建筑给水、热水供应和供暖管80%采用塑料管,基本淘汰镀锌钢管。城市供水管道(dn400以下)70%采用塑料管,村镇供水管道70%采用塑料管,城市燃气塑料管(中低压管)的应用量达到60%,城市排水管道的塑料管使用量达到50%。由此可以看出,近几年国家对新型管材的广泛开发、应用及其应用前景的大力支持和推广。
2、塑料管材的特点
塑料管材与金属管材比较,塑料管材有耐腐蚀、易安装、综合成本低、节能、流体摩阻小、不污染环境、不污染被输送水等优点。但是,在承压能力方面,由于塑料压力管的应用领域不是向极端高压方向发展,而是在一定的压力和管径范围里发展,所以一般可以达到设计应用要求。塑料管材的另一个优点是变形能力大,在地震等地质情况发生变化时,具有高伸长率的管材很有优势。在一定的使用压力之下,塑料管成功地取代了金属管,作为给水管、排水管、燃气管、电力电缆护套管等,广泛应用于市政工程中。
3、新型管材种类
目前新型管材种类主要包括聚氯乙烯管(PVC)、硬聚氯乙烯管(PVC-U)、聚乙烯管(PE)、高密度聚乙烯管(HDPE)、交联聚乙烯管(PE-X)、三型聚丙烯管(PP-R)、聚丁烯管(PB)、氯化聚氯乙烯管(PVC-C)、聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料管(ABS)、铜塑复合管、铝塑复合管(PAP)及玻璃钢夹砂管(FRP)等。
上述新型塑料管材及其他复合管材的相继上市和使用,使得给水排水管材在规格、性能、管件形式、连接方式、使用条件等方面都得到了极大的丰富和发展,为人们选择给排水管材提供了一个更加广阔的空间。

二、按照市政给排水管道的工作条件,新型管材应满足的要求

1、必须具有足够的强度,以承受各种外部荷载和内部水压;
2、水密性能好,以防止管中水渗漏或地下水渗入,这是保证管网有效且经济地工作的重要条件;
3、水管内壁面应光滑,以减小水流阻力、水头损失,使其水力性能优良。

三、在市政给排水工程中被广泛应用地塑料管材的性能特征

1、 聚氯乙烯(PVC)、硬聚氯乙烯管(PVC-U)
聚氯乙烯(PVC)是由氯乙烯单体聚合而成的一种非结晶型的通用热塑性材料,是最早被用于工业化的塑料品种之

一、其在工业(包括建筑业)、农业和日常生活中获得了广泛应用。

硬聚氯乙烯管材(PVC-U)是现在给排水工程中应用最多的一种新型塑料管材。现在制造的PVC-U管材,在加工过程中,由于加入稳定剂、抗老化剂、耐冲击改性剂等各种添加剂,使其使用寿命大为提高。不但承压方面完全符合要求,而且经长期蠕变性能试验测定,其使用寿命在50年以上。对于排水工程的PVC-U管,由于不需承受内压或承受的压力较低,管壁可较薄,重量可更轻,因而更加节约能源,符合可持续发展和建设节约型社会的原则。
(1)PVC-U管材性能特征:
1)符合卫生性能要求。PVC-U的卫生性能主要取决于两点:①PVC-U管加工时的添加剂可以做到无毒或低毒,对添加剂品种有一些规定要求,如不允许使用含铅、锡的稳定剂;②PVC-U管连接采用胶水连接方式,必须解决胶水毒性理由,以免使得PVC-U管在饮用水应用上受到极大限制。
2)材质轻,密度小。在相同使用条件下,重量只有钢材的1/4左右,便于运输和施工。
3)节约能源,可以节省大量钢材。
4)水力性能好,流体阻力小,不易结垢,可以大大提高输水能力。
5)刚度强,抗老化性能优良,能长期保持其物理化学性能。
6)化学稳定性好,耐腐蚀性强,适用于输送各种腐蚀性液体。
7)阻燃性高,达到国家B标准要求,绝缘性能好,管材的击穿电压在35kv/mm以上。
8)施工安装方便,维修容易,大大节省运输、安装维修费用,节省工程总投资。
9)使用寿命长,地下埋设和室内应用寿命不低于50年。
10)管径范围大(Φ为20~1000mm)。
11)管材耐温等级较低,使用温度范围为-5℃~45℃。
PVC-U管主要用于市政给水、排水、穿线等方面。目前,在排污管中也应用较广,因为根据其使用温度范围,用于温度低于45℃以下的废水排放及住宅排水管道是不会有理由的。常见规格为dn15~dn700,公称压力为0.6~1.6Mpa。当塑料管管径在一定范围时,与金属管相比具有经济优势,随着管径增大,经济性下降;其次,大口径塑料管管件由于生产投资大,生产企业较少,容易造成管件与管材不配套,给工程施工带来不便。因此,市政供水塑料管以dn500以下为主。
从管道材质的性能特征及经济性等综合因素考虑,用硬聚氯乙烯管输送温度不超过45℃的水,包括一般用途和饮用水的输送。管径在dn400mm以下,多选用PVC-U,PE管材。我国Φ75mm以上的埋地管中,PVC管已占有相当的份额。对于Φ50mm以下的PVC-U管,因其材料强度、冷脆、使用黏结剂连接等因素,在人们对给水管安全性和卫生性要求日益提高的今天,将处于不利地位。
2、 聚乙烯(PE)管、高密度聚乙烯(HDPE)管
PVC管材虽然具有一般塑料管的特点及独特优点,但由于其本身性能特征决定了管材的抗压强度、抗高温性能、抗老化性能均不理想,这就推动人们在原来PVC材料的基础上寻找新的、理想的替代品。近些年兴起的HDPE管材就是新开发的产品之一。
聚乙烯是由乙烯单体经过高压或低压聚合而成的,属于烯烃类树脂。有时为了得到性能不同的聚乙烯,往往在聚合反应时加入少量的其他烯径;聚合反应工艺不同,可得到不同密度的聚乙烯。密度是聚乙烯的重要性能指标之一,一般来讲随着聚乙烯密度的增加,聚乙烯分子的直线性增加,聚乙烯材料的刚性增加,拉伸强度提高,软化温度提高,脆性增加,柔韧性下降,结晶度提高,分子支链减少。
1)PE管的性能特征如下:
①比重小,强度和重量比值高;
②脆化温度低,介质流动阻力小;
③耐化学腐蚀性能好。
2)HDPE管具有优异的化学稳定性,优良的耐候性,并具有良好的综合机械性能,其主要特点有:
①抗压能力强。HDPE管外壁呈环形波纹状结构,大大增强了管材的环行刚度,从而增强了管道对土壤负荷的抵抗力。
②摩阻系数小,通过能力强。HDPE管的内壁摩阻系数为0.009,而钢筋混凝土管的内壁摩阻系数为0.013。因此,HDPE管比同口径的其他管材可通过更大的流量,即同流量情市政工程中给排水新型管材发展趋势相关论文由www.808so.com收集况下,可采用口径较小的HDPE管。
③施工便捷。由于HDPE管重量轻,搬运和连接都很方便,因而施工速度快。在工期紧和施工条件差的情况下,其优势更加明显。
④化学稳定性好,使用寿命长。HDPE分子没有极性,所以化学稳定性好,一般使用环境的土壤、电力、酸碱等因素不会使管道损坏。在埋地情况下,HDPE管使用年限可达50年以上。
HDPE管是一种具有环状波纹结构外壁和平滑内壁的新型塑料管材,由于管道规格不同,管壁结构也有所差别。根据管壁结构的不同,HDPE管可分为双壁波纹管和缠绕增强管两种类型。HDPE管在我国的应用起步较晚,但推广应用十分迅速,目前HDPE管在许多大型市政排水工程中得到了广泛的应用。

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