塑料復(fù)合材料在給排水管材中的應(yīng)用分析

張 愛

(大同市二院建筑設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，山西 大同 037000)

近幾年以來，我國的現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，人們的生活質(zhì)量逐漸提升，市政給排水工程建設(shè)速度不斷加快，在市政給排水工程中，給排水管道的應(yīng)用至關(guān)重要。我國的給排水管道從傳統(tǒng)的金屬管發(fā)展變化，并相繼出現(xiàn)了塑料管以及復(fù)合管，這也使給排水工程建設(shè)更加方便。由于傳統(tǒng)的金屬管使用的管材為鑄鐵管、鋼管、鋼筋混凝土管和黏土管，在給排水工程中應(yīng)用這些管材，消耗的能源較高，會(huì)對(duì)環(huán)境造成極大的污染，使用壽命比較短，施工成本非常高。在新型塑料復(fù)合管材料不斷革新發(fā)展過程中，新型塑料復(fù)合材料逐漸取代傳統(tǒng)的金屬管材，其將使給排水管道安裝工程更加方便、快捷，降低施工成本，全面改善施工質(zhì)量。因此，必須加強(qiáng)對(duì)塑料復(fù)合材料在給排水管材中的應(yīng)用研究。

1 傳統(tǒng)塑料管的應(yīng)用局限性

自金屬管材料發(fā)展為塑料管之后，在市政給排水工程中逐漸開始普遍應(yīng)用塑料管。各種不同塑料形成的塑料管，具有不同的力學(xué)性能與化學(xué)性能，其能夠應(yīng)用在各種不同的場景中。在當(dāng)前的給排水管道施工中，主要應(yīng)用聚氯乙烯管(PVC管)、聚乙烯管(PE管)、交聯(lián)聚乙烯管(PEX管)、改性聚丙烯管(PP管)、ABS管以及聚丁烯管(PB管)等幾種塑料管，通過運(yùn)用這些塑料管來進(jìn)行給排水工程施工，可能會(huì)受到材料本身特性的影響，使施工質(zhì)量產(chǎn)生影響，所以需要對(duì)塑料管進(jìn)行改性，或者向里面添加填充物，才能改進(jìn)塑料管質(zhì)量。

在我國的給排水管道施工中，應(yīng)用比較早的塑料管就是PVC管，一般在直徑小于20 cm的管道施工中也會(huì)應(yīng)用PVC管，在連接兩個(gè)管件時(shí)，主要應(yīng)用膠帶進(jìn)行纏繞密封。但是對(duì)PVC管材的性能進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，這種管材非常脆弱，如果沒有進(jìn)行均勻受力，就會(huì)導(dǎo)致兩根管材連接位置出現(xiàn)爆管的問題。同時(shí)，應(yīng)用PVC管具有非常高的成本，其中必須填充滑石粉、碳酸鈣或者石英砂等材料，才能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的抗沖擊強(qiáng)度，并減少生產(chǎn)成本。

同時(shí)，在給排水管道應(yīng)用施工中，PP管與PB管也是比較適用的塑料管，PP管應(yīng)用中的造價(jià)成本較低，安全無公害，然而無法抵抗較大的沖擊，強(qiáng)度比較低，所以需要進(jìn)行改性或添加填充物。而PB管雖然具備較好的耐溫性以及化學(xué)穩(wěn)定性，能夠用來作為冷熱水管以及采暖供熱管，然而其中應(yīng)用的聚丁烯材料具有較高的成本，需要從國外進(jìn)口，所以在我國的市政給排水工程施工中無法大量應(yīng)用PB管。

2 新型塑料復(fù)合材料在給排水管材中的應(yīng)用策略

隨著科技的發(fā)展和時(shí)代的進(jìn)步，傳統(tǒng)的金屬管、塑料管逐漸被淘汰，在給排水管材中逐漸開始應(yīng)用全新的塑料復(fù)合材料。塑料復(fù)合材料為塑料和一種或幾種非塑料的材料充分結(jié)合起來，然后采用化學(xué)或物理加工的方式，使其形成新型塑料復(fù)合材料，并應(yīng)用在給排水管材中，其主要具有以下幾種。

2.1 塑—鋁復(fù)合管

2.1.1鋁塑復(fù)合管

最早在二十世紀(jì)七八十年代時(shí)，就研發(fā)成功了鋁塑復(fù)合管。在當(dāng)前的給排水工程施工中，應(yīng)用比較普遍的塑料復(fù)合管材料的結(jié)構(gòu)主要包含了聚乙烯層、熱熔膠層、鋁層、熱熔膠層、聚乙烯層等等幾層。而市場上流通比較廣泛的鋁塑復(fù)合管主要指的是這樣幾種：1)內(nèi)層和外層都為聚乙烯；2)只有內(nèi)層為交聯(lián)聚乙烯材料，而外層是聚乙烯材料；3)其中內(nèi)層和外層是交聯(lián)聚乙烯材料，而中間層材料是鋁層。在鋁塑復(fù)合管材料中，其不僅繼承了聚乙烯的性能優(yōu)勢(shì)，而且具有鋁合金的優(yōu)勢(shì)。所以具有很強(qiáng)的耐腐蝕性、抗破損性以及耐低溫性，能夠適用于各種高寒地區(qū)。而且在鋁塑復(fù)合管的中間層部位，添加的鋁合金具有很低的密度，能夠隨意彎曲不反彈，抗破損強(qiáng)度和硬度比較高，這也延長了復(fù)合管的使用壽命，其不僅具有經(jīng)濟(jì)性特征，而且具有優(yōu)良的品質(zhì)。當(dāng)前，主要在室內(nèi)冷熱水管道和地面輻射采暖系統(tǒng)中，開始應(yīng)用鋁塑復(fù)合管，能夠發(fā)揮良好的供水、供氣作用。

2.1.2鋁襯塑管

在鋁—塑復(fù)合管材中，鋁襯塑管也是應(yīng)用較多的復(fù)合管，其主要在鋁合金管材的內(nèi)部襯下聚乙烯管、聚丙烯管，但是在管材的外部包裹鋁合金，從而形成了鋁襯塑管。這種復(fù)合管的直徑規(guī)格大約為10 mm～65 mm，能夠應(yīng)用在室內(nèi)冷水管道中。由于表面為鋁合金襯托，所以具有較強(qiáng)的金屬光澤，能夠用于室內(nèi)明設(shè)管道，起到良好的裝飾作用。然而外層包裹的鋁材不具備較好的耐腐蝕性，所以需要注意應(yīng)用環(huán)境。

2.2 塑—鋼復(fù)合管

2.2.1孔網(wǎng)鋼帶塑料復(fù)合管

在給排水管材中應(yīng)用的孔網(wǎng)鋼帶塑料復(fù)合管主要指的是鋼骨架塑料復(fù)合管，其中主要應(yīng)用鋼材作為骨架，利用聚乙烯塑料來作為基體。在形成孔網(wǎng)鋼帶塑料復(fù)合管的過程中，主要應(yīng)用多層共擠成型工藝，使鋼材的金屬骨架能夠和內(nèi)外部塑料連接起來，從而確保復(fù)合管牢固耐用，黏合緊密，不會(huì)出現(xiàn)破損脫落問題。由于孔網(wǎng)鋼帶塑料復(fù)合管中間層為鋼架，所以具有較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度，而聚乙烯塑料管的耐腐蝕性比較強(qiáng)，所以能夠在室外配水管道以及室內(nèi)冷水主管道中應(yīng)用這種復(fù)合管材料，但是在應(yīng)用中容易出現(xiàn)鋼帶生銹的現(xiàn)象，必須及時(shí)對(duì)鋼帶斷面進(jìn)行防銹處理，才能延長復(fù)合管的使用壽命。

2.2.2鍍鋅鋼管襯塑復(fù)合管

在制作鍍鋅鋼管襯塑復(fù)合管時(shí)，主要采用這樣兩種方法：第一，采用內(nèi)噴聚乙烯材料的方法；第二，在鍍鋅鋼管的內(nèi)部進(jìn)行配合，然后采用復(fù)合擠壓的方法擠壓聚乙烯、聚丙烯管。通過應(yīng)用內(nèi)部噴聚乙烯的方式，無法確保噴灑聚乙烯材料均勻，在應(yīng)用中可能會(huì)導(dǎo)致內(nèi)襯出現(xiàn)脫落問題。只有運(yùn)用第二種方式才能達(dá)到良好的效果。在形成鍍鋅鋼管襯塑復(fù)合管之后，主要在飲用水、污水以及海水等等水流輸送中應(yīng)用。

2.2.3熱滾塑鋼復(fù)合管

在這種復(fù)合管中主要利用普通碳素鋼管來作為基體，然后利用化學(xué)穩(wěn)定性比較強(qiáng)的抗腐蝕材料作為內(nèi)襯管道，在焊接鋼管的過程中，主要應(yīng)用火焰噴涂工藝以及自動(dòng)噴槍噴涂的方式進(jìn)行加工，當(dāng)碳鋼管的內(nèi)部完全加熱成熟之后，才能在表面涂裝，其中主要以聚烯烴以及聚四氟乙烯材料來作為復(fù)合管的防腐材料。這種復(fù)合管主要在輸送酸、堿、鹽類等腐蝕性液體中應(yīng)用。

2.3 塑—銅復(fù)合管

2.3.1微孔塑覆銅水管

在給排水管材中應(yīng)用微孔塑覆銅水管，能夠起到良好的殺菌抑菌的作用。在內(nèi)部管道中主要運(yùn)用銅管作為材料，能夠提升水質(zhì)的安全性。然而運(yùn)用銅管具有較強(qiáng)的導(dǎo)熱性，所以需要設(shè)計(jì)為微孔塑覆銅水管結(jié)構(gòu)，才能避免熱水的溫度影響。在微孔塑覆銅水管制造中，只要利用氮?dú)獍l(fā)泡技術(shù)以及一次性擠出成型技術(shù)進(jìn)行交工，而且在復(fù)合管中應(yīng)用PE發(fā)泡塑料保溫層，能夠提高保溫抗凍性以及機(jī)械強(qiáng)度，其主要應(yīng)用在直飲水系統(tǒng)中。

2.3.2聚乙烯塑覆銅水管

這種復(fù)合管道主要采用“內(nèi)銅外塑”的雙層結(jié)構(gòu)，而銅管的形狀主要為齒型環(huán)以及平環(huán)形。其中齒型環(huán)銅管能夠有效隔熱，使塑料的伸縮能力進(jìn)一步擴(kuò)大，能夠在冷熱水管道中應(yīng)用。而平環(huán)形銅管能夠防潮、抗腐蝕，所以能夠在埋地、埋墻以及戶外環(huán)境中應(yīng)用。

3 結(jié)語

新型塑料復(fù)合材料具有多種不同的優(yōu)勢(shì)，在給排水管材中應(yīng)用塑料復(fù)合材料，能夠滿足不同的施工環(huán)境，降低施工成本，擴(kuò)大管材的應(yīng)用性能。但是需要結(jié)合實(shí)際情況，合理選擇應(yīng)用不同的新型復(fù)合材料管材，才能達(dá)到良好的應(yīng)用效果。

[1] 林曉星.塑料復(fù)合材料在給排水管材中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)探析[J].塑料工業(yè),2016,44(8):5-9.

[2] 閆立軍,段景寬,馮金茂,等.一種建筑排水管道用聚乙烯消音復(fù)合材料及其制備方法：中國專利，CN 103756232 A[P].2014.