復合管材在城市排水中的應用

劉輝

摘 要：復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。

關鍵詞：鋁合金-UPVC復合排水管；技術；發展；特性；使用

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

1 復合管材綜述

復合管材包括襯鉛管、襯膠管、玻璃鋼管。常用的復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。金屬材料作為復合管的支撐材料，起到了加固、增加強度的效果，內襯結構主要由環氧樹脂和水泥所組成，這樣的結構形式使得復合管材在具體工程實踐中具有重量較輕、內壁光滑、阻力小、耐腐蝕較好的優點。另外，隨著科技的進步以及復合管材更新，具有高強軟金屬作為支撐的復合管材也得到了廣泛應用，非金屬管在內外兩側，如鋁塑復合管具有管道內部堅實、不宜被腐蝕等優點，可以保證水質不被污染。也有金屬管在內側，并不是非金屬管在外側，如塑覆銅管，這是利用塑料的導性差起絕熱保溫盒保護作用。

根據金屬材料的不同，復合管可以劃分為鋼塑復合管、不銹鋼-塑復合管、塑覆不銹鋼復合管、塑覆銅管、鋁塑復合管、交聯鋁塑復合管、襯塑鋁合金管。排水管道中所使用到的復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、強耐腐蝕的優點，可稱之為理想的管材。但是相對于其他形式的管材，復合管材發展速度不是很快，主要是由于較高的市場價格，復合管材所用到的兩種材質膨脹系數相差較大，在使用過程中很容易損壞，不利于工程維護。復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復合排水管在工程中的應用進行細致的分析。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合材料。它以其優異的耐腐蝕性能、水力性特點、輕質高強、輸送流量大、安裝方便、工期短和綜合投資低等優點，成為化工行業及排水工程的最佳選擇。鋁合金UPVC復合排水管是在UPVC排水管的基礎上，進行包覆鋁帶。其結構為三層管，內層為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性質。玻璃鋼加砂管在一些城市建設發展較慢的城市也得到了廣泛應用，其具有水力特性好、體制輕、耐腐蝕性強、使用壽命長等優點。某區城市市政排水工程一期規模為10萬m3/d，設計截流倍數I，截流干管管徑規模為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，本工程質量得到了相關部門的好評。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。根據相關數據檢測報告，可以知道玻璃鋼加砂管徑向變形率ΔY/R為5%，在地下鋪設達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。一些工程技術人員盲目的認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現玻璃鋼管的承載能力與失效時間的對數值成線性關系。根據實測數據可以知道，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生裂紋，同時也提高了抗滲性能。

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，玻璃鋼加砂管材已經得到了廣泛的應用。

3 鋁合金-UPVC復合排水管的使用

3.1 鋁合金-UPVC復合排水管的技術特點分析。鋁合金-UPVC復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就會老化，各項物理性能指標大幅度下降，管材發脆，表面發黃褪色，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，在我國較為嚴寒地區，這樣管材的特性就會顯著發揮出來，不易凍裂或者碰碎。所以相對于傳統的UPVC排水管材，鋁合金-UPVC復合排水管在低溫狀態下的耐沖擊性、管材剛性等一些物理力學指標都具有很好的表現。在戶外明裝公用建筑以及市政工程管道上應用具有明顯的優勢，耐腐蝕性更好，鋁合金-UPVC復合排水管連接可以采用較為傳統、成熟、可靠的UPVC粘接技術，所以其內層具有較好的耐腐蝕性、耐化學作用性能。鋁合金-UPVC復合排水管材外面材質的熔點溫度已經達到了600℃，防火性能以及阻燃性能也很優異，克服了UPVC管在建筑排水管道應用中的防火安全等一系列問題，是現代建筑戶內、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，鋁合金-UPVC復合排水管的鋁合金材質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境相協調或者根據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于建筑物外墻涂層，具有易連接、連接牢靠優點，可以用普通的工具刀沿著鋁合金-UPVC復合排水管圓周剝掉需承插粘結的鋁合金部分后，就可以用傳統的UPVC連接進行固定。根據鋁合金內管壁的結構形式，常見的鋁合金-UPVC復合排水管種類有：鋁合金-UPVC復合排水管、鋁合金-UPVC復合雨水管、鋁合金-UPVC中空發泡復合排水管、鋁合金-UPVC螺旋復合排水管、鋁合金-UPVC壓力復合排水管，上面各種復合管材在某些特性上面稍有不同，在具體使用中要根據各自的特性進行選用。

3.2 鋁合金-UPVC復合排水管材應用前景分析。由于鋁合金-UPVC復合排水管材推廣使用較晚，所以相應的產品標準以及管道安裝的相應的技術規范也不是很完善，技術標準的確定關系到產品的生產、銷售以及施工使用，相信不遠將來鋁合金-UPVC復合排水管材的相關規范會更加完善。鋁合金-UPVC復合排水管材具有優異的性能，但是較高價格也阻礙了其大面積的使用，結構形式優化、價格降低成為了鋁合金-UPVC復合排水管的發展方向，相信隨著相關產品新技術的出現以及工程生產成品降低、功效提高，鋁合金-UPVC復合排水管會成為一種物美價廉的排水用材。

隨著國內復合排水管的快速發展，相關規范更加完善，成本的大幅度降低，更加成熟、質量穩定、高壽命期的排水管材將會得到大面積的推廣，應用前景將會更加廣泛。

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