綜述塑料管材在市政工程中的應(yīng)用

1、綜述塑料管材在市政工程中的應(yīng)用摘要：近年來(lái)伴隨著化學(xué)建材的發(fā)展，解決了塑料管材的原材料，模具成型和連接密封等問(wèn)題。塑料管材在流動(dòng)阻力，承受外加負(fù)荷，安裝和耐腐蝕等方面有無(wú)以倫比的優(yōu)勢(shì)，已逐漸取代混凝土管，鋼管，在市政工程中取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，廣泛地應(yīng)用于城市的給水和排水中。關(guān)鍵詞：市政工程；塑料管材；應(yīng)用伴隨著化學(xué)工業(yè)的迅猛發(fā)展，化學(xué)建材的發(fā)展也是日新月異。各種高分子材料廣泛地應(yīng)用于門(mén)窗型材，復(fù)合板，管材，涂料和防水材料等建筑材料中，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。因此，塑料管材也逐漸取代混凝土管道、金屬管，在給排水、燃?xì)?、電力、通訊等工程中得到了廣泛地應(yīng)用。 1.塑料管材發(fā)展的背景 符合國(guó)家化學(xué)

2、建材及塑料管的產(chǎn)業(yè)政策。隨著能源危機(jī)的凸現(xiàn)，建設(shè)工程設(shè)計(jì)、施工中已將建筑節(jié)能技術(shù)放到極其重要的位置，關(guān)系到建設(shè)工程的可持續(xù)發(fā)展。以塑代鋼作為建筑節(jié)能的重要措施，大大促進(jìn)化學(xué)建材的推廣應(yīng)用。 城市化進(jìn)程和住宅產(chǎn)業(yè)化的推進(jìn)，為塑料管材的發(fā)展提供了廣闊的空間。一方面現(xiàn)有舊城中使用的管道大多都是70 年代以前埋設(shè)的混凝土管和鋼管，大多數(shù)已到使用年限，需要更新改造。另一方面城市規(guī)模的不斷擴(kuò)張，城市新的管網(wǎng)在不斷延伸和擴(kuò)大。這些有利的條件無(wú)疑給塑料管材的應(yīng)用提供了巨大的空間。 塑料管材與傳統(tǒng)的混凝土，鋼管相比具有無(wú)以倫比的優(yōu)勢(shì)。在外壓荷載的作用下，塑料管屬于柔性管，管壁內(nèi)所受的應(yīng)力較小，它和周?chē)幕靥钔凉?/p>

3、同承受負(fù)載，這種承擔(dān)負(fù)荷的方式與混凝土管有著本質(zhì)的區(qū)別。因此塑料管不需要和剛性混凝土管一樣的強(qiáng)度和剛度。在管材接口密封方面，塑料管的連接比較可靠，能適應(yīng)地基的沉降，保證連接處的嚴(yán)密。另外塑料管材重量輕，耐腐蝕，水流阻力小，安裝簡(jiǎn)便迅速，綜合工程造價(jià)低的特點(diǎn)。 2.幾種常用的市政塑料管道 到2005 年，塑料管道在全國(guó)各類(lèi)管道中市場(chǎng)占有率達(dá)到50%以上。塑料管在市政工程中主要應(yīng)用在城市給水管網(wǎng)，城市排水管網(wǎng)和城市燃?xì)夤芫W(wǎng)三大領(lǐng)域。在城市供水管網(wǎng)中使用的塑料管品種主要有：PVC-U，PE，RPM 和鋼塑復(fù)合管；在城市排水管網(wǎng)中使用的塑料管品種主要有：PVC-U，HDPE，RPM 和FRPP 等；在

4、城市燃?xì)夤芫W(wǎng)中，使用的塑料管品種主要有HDPE 和MDPE 塑料管。【1】 2.1 硬聚氯乙?。≒VC- U）雙壁波紋管 PVC-U 雙壁波紋管于20 世紀(jì)90 年代初在西方發(fā)達(dá)國(guó)家被開(kāi)發(fā)成功并得到大量應(yīng)用。其聚氯乙烯波紋管管壁縱截面由兩層結(jié)構(gòu)組成，外層為波紋狀，內(nèi)層光滑，這種管材比普通UPVC 管節(jié)省40%原料，并且在較好的承受外荷載能力，具有質(zhì)地輕，強(qiáng)度高，韌性好的特點(diǎn)。同時(shí)還具有易鋪設(shè)，阻力小，成本低，耐腐蝕性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，其實(shí)用性能和經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)的鐵管和水泥管，是工程管材的更新?lián)Q代產(chǎn)品，被廣泛地應(yīng)用在城市污水排放，低壓輸水，農(nóng)業(yè)排灌，電線(xiàn)電纜套管等領(lǐng)域。 2.2 HDPE 纏繞增強(qiáng)

5、管 HDPE 纏繞增強(qiáng)管采用高密度聚乙烯為原料，通過(guò)熱擠塑纏繞成型。它除了具有普通塑料管所有的耐腐蝕好，絕緣性高，內(nèi)壁光滑，流動(dòng)阻力小等特點(diǎn)以外，因采用了特殊的中空“工”字形結(jié)構(gòu)。所以還具有優(yōu)異的環(huán)剛度和良好的強(qiáng)度與韌性，重量輕，耐沖擊性強(qiáng)，不易破損，接頭無(wú)滲漏等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于市政污水和雨水的排放。 2.3 HDPE 雙壁波紋管 HDPE 雙壁波紋管是由高密度聚乙烯經(jīng)同時(shí)擠出的波紋外壁和一層光滑內(nèi)壁一次溶結(jié)擠壓成型的。HDPE雙壁波紋管強(qiáng)度高，抗壓，耐沖擊性好，抗沉降性能好。額可適用于軟土流沙地基。內(nèi)壁光滑，摩擦阻力小，通水能力強(qiáng)，連接方便，接頭無(wú)滲漏，適用于市政工程，住宅小區(qū)地下埋設(shè)雨水，

6、污水排放，道路預(yù)埋管道。 2.4 聚乙烯（PE）管道 PE 管道已成為PVC-U 管道之后，世界上消費(fèi)量第二大的塑料管道品種，應(yīng)用始于20 世紀(jì)40 年代。最初一代聚乙烯管材及樹(shù)脂共聚單體含量較低，擠出的聚乙烯管道在進(jìn)行長(zhǎng)期靜液壓強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)脆性破壞。第二代樹(shù)脂為PE80 等級(jí)，是在第一代樹(shù)脂的基礎(chǔ)上提高了共聚單體含量，極大改進(jìn)了聚乙烯管材及樹(shù)脂的耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂（ESCR）性能。第三代樹(shù)脂為PE100 等級(jí)。PE100 樹(shù)脂具有較高的密度和剛度，蠕變抵抗能力大幅度提高。目前應(yīng)用于市政給水的為PE80 和PE100 等級(jí)的中、高密度聚乙烯管。聚乙烯管道主要優(yōu)點(diǎn)是耐腐蝕，熔接接頭與管材一體化，

7、不泄漏，具有較好的系統(tǒng)撓性，能有效抵抗地下運(yùn)動(dòng)和端荷載。并且PE 是環(huán)保型材料，可回收再利用，環(huán)境協(xié)調(diào)性較好。 2.5 夾砂玻璃鋼管 玻璃纖維纏繞增強(qiáng)熱固性樹(shù)脂夾砂管是一種以玻璃纖維為增強(qiáng)材料和樹(shù)脂為基體材料制成新型復(fù)合管。夾砂玻璃鋼管內(nèi)襯采用耐腐蝕性能優(yōu)良的樹(shù)脂，在使用過(guò)程中不結(jié)垢，不生銹，不滋生藻和其他微生物，對(duì)水質(zhì)無(wú)二次污染。夾砂玻璃鋼管質(zhì)輕，相對(duì)密度小，僅為鋼管1/4，物理力學(xué)性能優(yōu)異，軸向拉伸強(qiáng)度超過(guò)150MPa。管道內(nèi)表面光滑，粗糙度和摩擦阻力都很小，與混凝土管相比，能提高20%以上的輸水能力。 3.管道的連接 市政管道之間的連接一般都采用橡膠圈連接和熔焊連接兩種方式。PVC-U

8、雙壁波紋管、HDPE 雙壁波紋管和玻璃鋼夾砂管（GRP）的連接方式均為橡膠圈連接，其連接的橡膠圈為配套的“O”型圈。管道連接前先將管材插口端倒角1520，清潔接口的管材內(nèi)外表面，將橡膠圈放入承口內(nèi)，在插口的工作面上均勻地涂刷潤(rùn)滑劑，然后將連接管插入承口，同承口緊密配合，達(dá)到密封效果。玻璃鋼夾砂管（GRP）由于一般使用口徑較大，則采用承插式雙“O”型密封圈連接，兩“O”型密封圈之間有試壓孔，密封效果更加安全可靠。此連接方法的優(yōu)點(diǎn)為柔性接口，可適應(yīng)管道的較小撓曲，適用于較大口徑埋地管材。HDPE 纏繞和PE 管一般都采用熔焊連接，將管材加熱至熔融狀態(tài)，施加一定的壓力，使管材連接為一體。HDPE 管

9、通常采用電熱熔帶連接和熱收縮帶連接。電熱熔帶連接時(shí)將電熱熔帶及鎖緊扣帶放在管材的連接部位并包緊，把鎖緊扣帶用夾鉗扣緊，接通與電熱熔帶的電源，待電熱熔過(guò)程完成后，用夾鉗扣緊鎖緊扣帶，即可將管道連接完成。收縮帶連接時(shí)將PE 密封帶放在管子接頭處粘合起來(lái)，然后將熱收縮帶疊加纏起，用鋼夾拼接固定熱收縮帶，然后用燃?xì)鈬姌尵鶆蚣訜?，使收縮帶完全收縮緊固在管子上，即可連接完成。PE 管連接可采用熱熔承插連接，熱熔對(duì)接和電熔連接。承插連接適用于小管徑的管材與管件的連接。熱熔對(duì)焊采用專(zhuān)門(mén)的焊機(jī)，在兩管材間放置加熱板，達(dá)到規(guī)定熔接溫度，施壓將兩管材連接為一體。電熔連接使用專(zhuān)門(mén)的電熔管件，管件內(nèi)表面嵌有電阻絲，將管

10、材插入管件，接通電路后加熱熔化管件內(nèi)表面和管材外表面，達(dá)到熔接的目的。 4.管道的質(zhì)量控制 隨著塑料管材在市政工程中的廣泛應(yīng)用，建立了各類(lèi)配套的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)規(guī)程和驗(yàn)收規(guī)范，確保其健康有序的發(fā)展。相應(yīng)的企標(biāo)，行標(biāo)和國(guó)標(biāo)對(duì)管材的外觀(guān)、尺寸、環(huán)剛度、沖擊性能、拉伸性能、抵抗化學(xué)侵蝕和熱變形的能力等物理性能都做了具體的規(guī)定。市政工程中可以根據(jù)這些物理性能的指標(biāo)選擇管材的類(lèi)別和等級(jí)。給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范對(duì)管道的鋪設(shè)、安裝和施工作出了詳細(xì)的要求。在管道安裝完畢后應(yīng)根據(jù)管道的壓力對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)密性試驗(yàn)，無(wú)壓力管道進(jìn)行閉水試驗(yàn)，有壓力管道進(jìn)行水壓試驗(yàn)，只有當(dāng)管道的滲漏量不超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求的最低滲漏量，嚴(yán)密性滿(mǎn)足要求時(shí)，管道才能投入使用。 5.結(jié)語(yǔ) 市政工程的