復(fù)合管材在城市排水中的應(yīng)用

劉輝

摘 要：復(fù)合排水管材在工程使用中越來越廣泛，品種也是越來越多，文章著重介紹了玻璃鋼加砂管以及鋁合金-UPVC復(fù)合排水管的使用，分析了其特性，并介紹在使用過程中面臨的問題，希望文章觀點對同行們的工作有所借鑒意義。

關(guān)鍵詞：鋁合金-UPVC復(fù)合排水管；技術(shù)；發(fā)展；特性；使用

鑒于目前科技的快速發(fā)展、城市化建設(shè)快速推進，建設(shè)部正在大力推廣使用新型管材以及復(fù)合管材，將會逐漸淘汰落后建材產(chǎn)品，這樣可以滿足設(shè)計、施工用材以及建筑物外觀要求。另外，新型復(fù)合材料的廣泛使用也大大提高了建筑質(zhì)量以及環(huán)保安全，相對于目前使用傳統(tǒng)排水管以及雨水管的建筑物，新型材料復(fù)合管材使得建筑外觀更加干凈整潔、色調(diào)和諧。

1 復(fù)合管材綜述

復(fù)合管材包括襯鉛管、襯膠管、玻璃鋼管。常用的復(fù)合管材主要是由具有耐水性的工作層，支承層、具有耐腐蝕性的保護層所組成。金屬材料作為復(fù)合管的支撐材料，起到了加固、增加強度的效果，內(nèi)襯結(jié)構(gòu)主要由環(huán)氧樹脂和水泥所組成，這樣的結(jié)構(gòu)形式使得復(fù)合管材在具體工程實踐中具有重量較輕、內(nèi)壁光滑、阻力小、耐腐蝕較好的優(yōu)點。另外，隨著科技的進步以及復(fù)合管材更新，具有高強軟金屬作為支撐的復(fù)合管材也得到了廣泛應(yīng)用，非金屬管在內(nèi)外兩側(cè)，如鋁塑復(fù)合管具有管道內(nèi)部堅實、不宜被腐蝕等優(yōu)點，可以保證水質(zhì)不被污染。也有金屬管在內(nèi)側(cè)，并不是非金屬管在外側(cè)，如塑覆銅管，這是利用塑料的導(dǎo)性差起絕熱保溫盒保護作用。

根據(jù)金屬材料的不同，復(fù)合管可以劃分為鋼塑復(fù)合管、不銹鋼-塑復(fù)合管、塑覆不銹鋼復(fù)合管、塑覆銅管、鋁塑復(fù)合管、交聯(lián)鋁塑復(fù)合管、襯塑鋁合金管。排水管道中所使用到的復(fù)合管材的外徑一般會大于300mm，這樣的尺寸具有高強度、剛性大、強耐腐蝕的優(yōu)點，可稱之為理想的管材。但是相對于其他形式的管材，復(fù)合管材發(fā)展速度不是很快，主要是由于較高的市場價格，復(fù)合管材所用到的兩種材質(zhì)膨脹系數(shù)相差較大，在使用過程中很容易損壞，不利于工程維護。復(fù)合管材的連接可以采用冷加工的方式，這是因為熱加工方式容易使管材內(nèi)襯塑料伸縮變化，不易于操作和施工，連接方式主要有螺紋連接、卡套連接、卡箍連接等方式。

下面就常用的玻璃鋼加砂管以及鋁合金UPVC復(fù)合排水管在工程中的應(yīng)用進行細(xì)致的分析。玻璃鋼夾砂管是以樹脂為基體材料，玻璃纖維及其制品為增強材料，石英砂為填充材料而制成的新型復(fù)合材料。它以其優(yōu)異的耐腐蝕性能、水力性特點、輕質(zhì)高強、輸送流量大、安裝方便、工期短和綜合投資低等優(yōu)點，成為化工行業(yè)及排水工程的最佳選擇。鋁合金UPVC復(fù)合排水管是在UPVC排水管的基礎(chǔ)上，進行包覆鋁帶。其結(jié)構(gòu)為三層管，內(nèi)層為UPVC塑料管材，中間為鋁合金管，外層為表面特殊防腐涂層。

2 玻璃鋼加砂管的使用

2.1 玻璃鋼加砂管的物理力學(xué)性質(zhì)。玻璃鋼加砂管在一些城市建設(shè)發(fā)展較慢的城市也得到了廣泛應(yīng)用，其具有水力特性好、體制輕、耐腐蝕性強、使用壽命長等優(yōu)點。某區(qū)城市市政排水工程一期規(guī)模為10萬m3/d，設(shè)計截流倍數(shù)I，截流干管管徑規(guī)模為DN1400至1800。由于玻璃鋼加砂管具有較強的過水能力、較強的剛度，本工程質(zhì)量得到了相關(guān)部門的好評。玻璃鋼加砂管剛度SP，SP=0.149P/（8.ΔY），P是平行板加載試驗中線性荷載，ΔY是線性荷載作用下，管道徑向變形。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)檢測報告，可以知道玻璃鋼加砂管徑向變形率ΔY/R為5%，在地下鋪設(shè)達(dá)50a后其管道徑向變形率小于5%。我國目前較常用的玻璃鋼加砂管主要有四個級別，分別為1.25KPa，2.5KPa，5KPa，10Kpa。一些工程技術(shù)人員盲目的認(rèn)為玻璃鋼加砂管在變形后，由于屬于彈性材料原因，而不再具有較好的剛度。英國科研人員通過大量試驗研究發(fā)現(xiàn)玻璃鋼管的承載能力與失效時間的對數(shù)值成線性關(guān)系。根據(jù)實測數(shù)據(jù)可以知道，在玻璃鋼管外面有纖維纏繞層包裹，這樣就會降低彈性材料的脆性，大大提高了強度，能夠保證在受到外力作用時不易產(chǎn)生裂紋，同時也提高了抗?jié)B性能。

2.2 玻璃鋼加砂管抗腐蝕性能以及壽命分析。由于近些年在玻璃鋼加砂管科研方面不斷投入，該類型的管材在使用壽命以及耐腐蝕性方面都有了很大程度的提高。相對于鋼筋混凝土管而言，玻璃鋼加砂管具有較好的過水能力。在土壤中含有強腐蝕性氯鹽、硫酸鹽的地區(qū)，玻璃鋼加砂管材已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。

3 鋁合金-UPVC復(fù)合排水管的使用

3.1 鋁合金-UPVC復(fù)合排水管的技術(shù)特點分析。鋁合金-UPVC復(fù)合排水管是在塑料管外面包裹一層鋁合金材料并利用一些技術(shù)進行處理的管材，這樣的管材不僅具有普通UPVC排水管的特點，還能夠顯著提高抗紫外線能力，提高使用壽命，還具有較好的耐沖擊性、耐火性。目前建筑上嘗使用的UPVC排水管在紫外線照射下短時間內(nèi)就會老化，各項物理性能指標(biāo)大幅度下降，管材發(fā)脆，表面發(fā)黃褪色，使用壽命大大縮短，為了解決上述不良影響給工程帶來的損失，工程材料研發(fā)人員在常用的UPVC排水管外面刷涂油漆或者砌磚墻將UPVC排水管進行隔離處理。這樣的工程處理不僅增加了造價成本，還延長了工期，鋁合金-UPVC復(fù)合排水管可以有效減少紫外線對于管材的影響，在塑料UPVC管材外面特殊防腐材料以及中間層的鋁合金形成雙層的保護層，延長了管材使用壽命。管材還可以直接應(yīng)用于戶外以及明裝排水管道中，提高了管材的耐沖擊性，減少了工程維護成本。另外材料剛性也得到了一定程度的提高，在我國較為嚴(yán)寒地區(qū)，這樣管材的特性就會顯著發(fā)揮出來，不易凍裂或者碰碎。所以相對于傳統(tǒng)的UPVC排水管材，鋁合金-UPVC復(fù)合排水管在低溫狀態(tài)下的耐沖擊性、管材剛性等一些物理力學(xué)指標(biāo)都具有很好的表現(xiàn)。在戶外明裝公用建筑以及市政工程管道上應(yīng)用具有明顯的優(yōu)勢，耐腐蝕性更好，鋁合金-UPVC復(fù)合排水管連接可以采用較為傳統(tǒng)、成熟、可靠的UPVC粘接技術(shù)，所以其內(nèi)層具有較好的耐腐蝕性、耐化學(xué)作用性能。鋁合金-UPVC復(fù)合排水管材外面材質(zhì)的熔點溫度已經(jīng)達(dá)到了600℃，防火性能以及阻燃性能也很優(yōu)異，克服了UPVC管在建筑排水管道應(yīng)用中的防火安全等一系列問題，是現(xiàn)代建筑戶內(nèi)、地下車庫、外排水、雨水管道的理想材料。

相對于普通UPVC塑料管材單一的色調(diào)，鋁合金-UPVC復(fù)合排水管的鋁合金材質(zhì)上面可以涂覆一層特殊防腐材料，涂層的顏色可以與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)或者根據(jù)使用者的要求來確定，這樣完全可以滿足中高檔建筑的個性化需求，配合建筑物墻體顏色進行合理地搭配，獲得最佳的視覺效果。另外，涂層的耐候性也要優(yōu)于建筑物外墻涂層，具有易連接、連接牢靠優(yōu)點，可以用普通的工具刀沿著鋁合金-UPVC復(fù)合排水管圓周剝掉需承插粘結(jié)的鋁合金部分后，就可以用傳統(tǒng)的UPVC連接進行固定。根據(jù)鋁合金內(nèi)管壁的結(jié)構(gòu)形式，常見的鋁合金-UPVC復(fù)合排水管種類有：鋁合金-UPVC復(fù)合排水管、鋁合金-UPVC復(fù)合雨水管、鋁合金-UPVC中空發(fā)泡復(fù)合排水管、鋁合金-UPVC螺旋復(fù)合排水管、鋁合金-UPVC壓力復(fù)合排水管，上面各種復(fù)合管材在某些特性上面稍有不同，在具體使用中要根據(jù)各自的特性進行選用。

3.2 鋁合金-UPVC復(fù)合排水管材應(yīng)用前景分析。由于鋁合金-UPVC復(fù)合排水管材推廣使用較晚，所以相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)以及管道安裝的相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范也不是很完善，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的確定關(guān)系到產(chǎn)品的生產(chǎn)、銷售以及施工使用，相信不遠(yuǎn)將來鋁合金-UPVC復(fù)合排水管材的相關(guān)規(guī)范會更加完善。鋁合金-UPVC復(fù)合排水管材具有優(yōu)異的性能，但是較高價格也阻礙了其大面積的使用，結(jié)構(gòu)形式優(yōu)化、價格降低成為了鋁合金-UPVC復(fù)合排水管的發(fā)展方向，相信隨著相關(guān)產(chǎn)品新技術(shù)的出現(xiàn)以及工程生產(chǎn)成品降低、功效提高，鋁合金-UPVC復(fù)合排水管會成為一種物美價廉的排水用材。

隨著國內(nèi)復(fù)合排水管的快速發(fā)展，相關(guān)規(guī)范更加完善，成本的大幅度降低，更加成熟、質(zhì)量穩(wěn)定、高壽命期的排水管材將會得到大面積的推廣，應(yīng)用前景將會更加廣泛。

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