建筑給排水常用管材探究論文

1、建筑給排水常用管材探究論文 摘要：近些年來(lái),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(jiǎn)要論述。 關(guān)鍵詞：建筑給排水管材塑料管金屬管復(fù)合管 - 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(rùn)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(wú)規(guī)共聚聚丙烯管(pp-r),聚丁烯管

2、(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(shí)間發(fā)生變化,管道阻塞機(jī)率小。 (4)相對(duì)于金屬管材,密度小,材質(zhì)輕,運(yùn)輸,安裝方便,靈活,簡(jiǎn)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).

3、阻燃性差,大多數(shù)塑料制品可燃,且燃燒時(shí)熱分解,會(huì)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(shí),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/mc 0.07 0.22 0.1

4、5 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(duì)較高

5、,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(shí)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(shí)如果對(duì)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(wèn)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(wú)需保溫。

6、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(shí)間。從而確定與之有關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)以及對(duì)管材的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)和監(jiān)控。一般進(jìn)行兩項(xiàng)試驗(yàn):液壓試驗(yàn)和長(zhǎng)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 de90，42pn de90，336pn pex 1.0/95 1.6/常溫 1.2 2.5 3.5 5.6 abs 1.0 3.8/h 48 pb 1625冷水 1.0/熱水

7、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(shí)應(yīng)使用無(wú)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(shí)間較長(zhǎng) 粘合、

8、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(guó)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(shí)間較長(zhǎng) 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(shí),可選用聚乙烯

9、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(wèn)題: (1).熱膨脹系數(shù)大,需設(shè)置伸縮補(bǔ)償裝置來(lái)解決。 (2).剛度小,平直性差,需加密管卡、支架、吊架來(lái)解決。 (3).耐熱性差,軟化溫度低,需限制排水溫度,限制使用場(chǎng)所和控制與熱源的距離來(lái)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(lái)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(lái)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(shí),問(wèn)

10、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(lái)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(cè)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(chǎng)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

11、意味鍍鋅鋼管在整個(gè)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(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),還將在消防給水系統(tǒng),尤其是自動(dòng)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(shì)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(wèn)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(zhǎng)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(guó)際

12、市場(chǎng)，經(jīng)過(guò)幾十年的推廣和應(yīng)用，這種管材已得到國(guó)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(duì)較貴，所以在國(guó)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(guò)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(chǎng)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

13、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(huì)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(shuō)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