導(dǎo)語：建筑給排水常用管材探究論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：近些年來,建筑給排水的最大熱點(diǎn)是新型管材的廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的鍍鋅鋼管和普通排水鑄鐵管由于易銹蝕、自重大、運(yùn)輸施工不便等原因被取而代之。目前,建筑給排水常用管材主要有塑料管,金屬管和復(fù)合管三種?，F(xiàn)在就常用管材的一些特性,優(yōu)缺點(diǎn),使用范圍做一簡要論述。

關(guān)鍵詞：建筑給排水管材塑料管金屬管復(fù)合管

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1.塑料管

塑料管是合成樹脂加添加劑經(jīng)熔融成型加工而成的制品。添加劑有增塑劑,穩(wěn)定劑,填充劑,潤滑劑,著色劑,紫外線吸收劑,改性劑等。

常用塑料管有:硬聚氯乙烯管(PVC-U),高密度聚乙烯管(PE-HD),交聯(lián)聚乙烯管(PE-X),無規(guī)共聚聚丙烯管(PP-R),聚丁烯管(PB),工程塑料丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)等。

塑料管的原料組成決定了塑料管的特性。塑料管的主要優(yōu)點(diǎn):

(1).化學(xué)穩(wěn)定性好,不受環(huán)境因素和管道內(nèi)介質(zhì)組分的影響,耐腐蝕性好。

(2)．導(dǎo)熱系數(shù)小,熱傳導(dǎo)率低,絕熱保溫,節(jié)能效果好。

(3).水力性能好,管道內(nèi)壁光滑,阻力系數(shù)小,不易積垢,管內(nèi)流通面積不隨時間發(fā)生變化,管道阻塞機(jī)率小。

(4)．相對于金屬管材,密度小,材質(zhì)輕,運(yùn)輸,安裝方便,靈活,簡捷,維修容易。

(5)．可自然彎曲或具有冷彎性能,可采用盤管供貨方式,減少管接頭數(shù)量。

其主要缺點(diǎn):

(1).力學(xué)性能差,抗沖擊性不佳,剛性差,平直性也差,因而管卡及吊架設(shè)置密度高。

(2).阻燃性差,大多數(shù)塑料制品可燃,且燃燒時熱分解,會釋放出有毒氣體和煙霧。

(3).熱膨脹系數(shù)大,伸縮補(bǔ)償必須十分強(qiáng)調(diào)。

所以,在推廣塑料管的同時,還需要發(fā)展技術(shù)克服其缺點(diǎn)。

1.1塑料管性能

1.1.1物理性能：

塑料管的物理性能和鋁塑復(fù)合管,鋼管,銅管比較見表1:

表1物理性能

單位

PVC-U

PE

PE-X

PP

PB

ABS

PAP

鋼

銅

密度

g/cm

1.50

0.95

0.95

0.90

0.93

1.02

7.85

8.89

導(dǎo)熱系數(shù)

w/mk

0.16

0.48

0.40

0.24

0.22

0.26

0.45

50

400

熱膨脹系數(shù)

mm/m°C

0.07

0.22

0.15

0.16

0.13

0.11

0.36

0.012

0.018

彈性模量

MPa

3000

600

600

900

350

2500

210000

110000

拉伸強(qiáng)度

MPa

40

25

>25

28

17

40

700

150

硬度

R

120

70

100

60

230HB

使用溫度

°C

0-60

-60-60

-60-95

-20-95

-20-95

-20-80

-60-95

注:PAP(PEX-AL-PEX)表示鋁塑復(fù)合管,交聯(lián)鋁塑復(fù)合管為XPAP。

塑料管的物理性能影響管道的方式,用途,補(bǔ)償措施和管道保溫等方面。如:

(1).PVC-U、PP、ABS、PAP的力學(xué)性能相對較高,被視為“剛性管”,明裝較好。反之,PE、PE-X、PB作為“柔性管”適合暗敷。

(2).塑料管的使用溫度及耐熱性能決定了PVC-U,PE,ABS,PAP僅能用于冷水管,而PE-X,PP,PB,XPAP則可作為熱水管。當(dāng)建筑物有熱水供應(yīng)系統(tǒng)且冷熱水采用統(tǒng)一管材時耐熱性能成為主要指標(biāo)。

(3).塑料管因熱膨脹系數(shù)高,在塑料管路中尤其是作為熱水管,采用柔性接口，伸縮節(jié)或各種彎位等熱補(bǔ)償措施較多。其中以PE,PP等聚烯烴類為最。施工安裝時如果對此沒有足夠重視,并采取相應(yīng)技術(shù)措施,極易發(fā)生接口處因伸縮節(jié)而拉脫的問題。

(4).由于導(dǎo)熱系數(shù)低,塑料管的絕熱保溫性能優(yōu)良進(jìn)而可減少保溫層的厚度甚至無需保溫。當(dāng)不同塑料管之間絕熱性的比較除導(dǎo)熱系數(shù)外,還同它們各自的管壁厚度有關(guān)。

1.1.2承壓性能:

承壓性能所涉及的內(nèi)容是在一定條件下塑料管材能夠承受的內(nèi)壓力和恒壓下的破壞時間。從而確定與之有關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)以及對管材的質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)和監(jiān)控。一般進(jìn)行兩項(xiàng)試驗(yàn):液壓試驗(yàn)和長期高溫液壓試驗(yàn)。各種管材的承壓性能見表2

表2

管材

工作壓力/MPa

試樣試驗(yàn)壓力/MPa

接頭密封試驗(yàn)/MPa

爆破壓力/MPa

UPVC

1.6

42/h

De≤90，4．2PN

De＞90，3．36PN

PEX

1.0/95℃

1.6/常溫

1.2

2.5

3.5

5.6

ABS

1.0

3.8/h

4～8

PB

1．6～2．5／冷水

1.0/熱水

PP-R

PP-C

2.0/常溫

0.6/75℃

20℃，11h，16MPa

80℃，48h，4.8MPa

80℃，170h，4.2MPa

HDPE

1.0/熱水

1.6/冷水

1.1.3衛(wèi)生性能:

理化衛(wèi)生指標(biāo)。其中PE,PE-X,PP,PB和ABS易達(dá)標(biāo)。而PVC-U管材在生產(chǎn)時應(yīng)使用無毒PVC樹脂和衛(wèi)生及穩(wěn)定劑才能滿足衛(wèi)生性能的要求。

1.2給水塑料管的應(yīng)用

結(jié)構(gòu)形式單一,材料品種眾多且性能各異.常用給水塑料管的特點(diǎn)列表如下:

表3

品種

優(yōu)點(diǎn)

缺點(diǎn)

連接方式

PVC-U

抗腐蝕力強(qiáng)，易于粘合，價(jià)廉，質(zhì)地堅(jiān)硬

有UPVC單體和添加劑滲出，不適用于熱水輸送；接頭粘合技術(shù)要求高，固化時間較長

粘合、螺紋

HDPE

韌性好，較好的疲勞強(qiáng)度，耐溫度性能較好；質(zhì)輕，可撓性和抗沖性能好

熔接需要電力；機(jī)械連接，連接件大

擠壓夾緊、熱熔合、電熔合

PEX

耐溫性能好，抗蠕變性能好

只能用金屬件連接；不能回收重復(fù)利用

擠壓夾緊

PB

耐溫性能好，良好的抗拉、壓強(qiáng)度，耐沖擊，低蠕變，高柔韌性

國內(nèi)還沒有PB樹脂原料，依賴進(jìn)口，價(jià)高

擠壓夾緊、熱熔合、電熔合

PP-R

耐溫性好

在同等壓力和介質(zhì)溫度的條件下，管壁最厚

熱熔合

ABS

強(qiáng)度大，耐沖擊

耐紫外線差，粘接固化時間較長

粘合、螺紋、電熔合

一般情況聚氯乙烯管由于價(jià)格低廉,在不考慮水質(zhì)影響,在冷水供水系統(tǒng)屬于首選管材,而當(dāng)溫度較高時,可選用聚乙烯管或交聯(lián)聚乙烯管、聚丙烯管、聚丁烯管。

1.3排水塑料管的應(yīng)用

材質(zhì)單一:硬聚氯乙烯

結(jié)構(gòu)形式多樣:芯層發(fā)泡管,空壁管,螺旋管,芯層發(fā)泡螺旋管,空壁螺旋管。

其存在的一些問題:

(1).熱膨脹系數(shù)大,需設(shè)置伸縮補(bǔ)償裝置來解決。

(2).剛度小,平直性差,需加密管卡、支架、吊架來解決。

(3).耐熱性差,軟化溫度低,需限制排水溫度,限制使用場所和控制與熱源的距離來解決。

(4).阻燃性差,在穿越樓板、上人屋面的屋面板、防火墻、管道井井壁處需設(shè)置阻火圈和防火套管來解決。

(5)抗機(jī)械沖擊性差,需強(qiáng)化施工技術(shù),精心施工來解決。

(6)隔聲性差,塑料管的噪聲大于鑄鐵管,管道明裝且管道位置靠近臥室時,問題尤為突出。降噪的方式,提高管道材質(zhì)的隔聲效果,芯層發(fā)泡管空壁管是基于這一思路而開發(fā)的；降噪的另一方式是改變水流條件,螺旋管是基于這一思路而開發(fā)的。將兩種方式結(jié)合起來的思路是芯層發(fā)泡螺旋管和空壁螺旋管的開發(fā)。

相同條件下,不同結(jié)構(gòu)形式的排水塑料管,其噪聲測定結(jié)果:

普通管>芯層發(fā)泡管>空壁管>螺旋管

排水塑料管的應(yīng)用是在取代普通排水鑄鐵管的工作上進(jìn)行的。目前,排水塑料管已可在建筑高度為100m以下的建筑物內(nèi)使用,但各地區(qū)的進(jìn)展很不平衡。當(dāng)建筑高度大于、等于100m的高層建筑和不適宜采用排水塑料管的場合,可采用柔性抗震排水鑄鐵管。

2.金屬管

2.1鍍鋅鋼管

鍍鋅鋼管的被取代既不意味金屬管被取代,也不意味鍍鋅鋼管在整個建筑給水領(lǐng)域被取代。

鍍鋅鋼管由于價(jià)格低廉、性能優(yōu)越,防火性能好,使用壽命長等優(yōu)點(diǎn),還將在消防給水系統(tǒng),尤其是自動噴水滅火系統(tǒng)中應(yīng)用.而塑料管(承壓小)則不應(yīng)在消防給水系統(tǒng)和生活-消防,生產(chǎn)-消防共有系統(tǒng)中應(yīng)用。

2.2銅管

金屬管中最具優(yōu)勢的是銅管,銅管應(yīng)用較久,優(yōu)點(diǎn)較多,管材和管件齊全,接口方式多樣,較多的應(yīng)用在熱水管路中,目前存在的主要問題在于銅的折出量容易超標(biāo)。

2.3鑄鐵管

給水鑄鐵管與鋼管相比有不易腐蝕、造價(jià)低、耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，適合于埋地敷設(shè)。缺點(diǎn)是質(zhì)脆、重量大、長度小等。連接方式一般采用承插連接。

卡箍式鑄鐵排水管是一種新型的建筑用排水管材，60年代開始進(jìn)入國際市場，經(jīng)過幾十年的推廣和應(yīng)用，這種管材已得到國際上的普遍認(rèn)可。這種管材與傳統(tǒng)的承插式鑄鐵排水管道相比有許多優(yōu)點(diǎn)，是一種更新?lián)Q代產(chǎn)品，但由于這種管材及配件價(jià)格相對較貴，所以在國內(nèi)一直未能得到普及推廣。

2.4其它:

不銹鋼管也受到工程技術(shù)人員的青睞,有關(guān)方面正從減少壁厚,降低價(jià)格方面著手,以利于推廣。

鋁合金管是鋁廠向給排水行業(yè)推出的新品種。

鍍鎳鋼管是和鍍鋅鋼管性質(zhì)最近,而耐腐蝕性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鍍鋅鋼管的新穎管材,在解決了降低鍍層費(fèi)用和管材斷口處施工現(xiàn)場上鎳工藝后,有望在一定范圍內(nèi)得到采用。

涂塑鋼管則是在金屬管材中前景看好的一種管材,且管道布置和敷設(shè)、接口方式和施工安裝均與鍍鋅鋼管相同,是這種管材最容易被接受。由于其涂層薄、價(jià)格低,也最容易被推廣。

3.復(fù)合管:

復(fù)合管包括襯鉛管、襯膠管、玻璃鋼管。復(fù)合管大多是由工作層(要求耐水腐蝕)、支承層、保護(hù)層(要求耐腐蝕)組成。

復(fù)合管一般以金屬作支撐材料，內(nèi)襯以環(huán)氧樹脂和水泥為主，它的特點(diǎn)是重量輕、內(nèi)壁光滑、阻力小、耐腐性能好；也有以高強(qiáng)軟金屬作支撐,而非金屬管在內(nèi)外兩側(cè),如鋁塑復(fù)合管，它的特點(diǎn)是管道內(nèi)壁不會腐蝕結(jié)垢，保證水質(zhì)；也有金屬管在內(nèi)側(cè),而非金屬管在外側(cè),如塑覆銅管,這是利用塑料的導(dǎo)熱性差起絕熱保溫和保護(hù)作用。

根據(jù)金屬的材料可分為:

(1).鋼塑復(fù)合管

(2).不銹鋼-塑復(fù)合管,塑覆不銹鋼管

(3).塑覆銅管

(4).鋁塑復(fù)合管，交聯(lián)鋁塑復(fù)合管

(5)襯塑鋁合金管

應(yīng)該說復(fù)合管材是管徑≥300mm以上給排水管道最理想的管材。它兼有金屬管材強(qiáng)度大,剛性好和非金屬管材耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)。但它又是目前發(fā)展較緩慢的一種管材。這是因?yàn)椋海?）.兩種管材組合在一起比單一管材價(jià)格偏高。(2).兩種材質(zhì)熱膨脹系數(shù)相差較大,如粘合不牢固而環(huán)境溫度和介質(zhì)溫度變化又較劇烈,容易脫開,而導(dǎo)致質(zhì)量下降。

復(fù)合管的連接宜采用冷加工方式,熱加工方式容易造成內(nèi)襯塑料的伸縮、變形乃至熔化。一般有螺紋、卡套、卡箍等連接方式。

由于復(fù)合管尚屬新型管材，我國還未有統(tǒng)一的設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收規(guī)范。設(shè)計(jì)及施工人員往往套用鍍鋅管的工藝來進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工，故在此不作一一贅述。