摘要：近些年来,建筑给排水的最大热点是新型管材的广泛应用。传统的镀锌钢管和普通排水铸铁管由于易锈蚀、自重大、运输施工不便等原因被取而代之。目前, 建筑给排水常用管材主要有塑料管,金属管和复合管三种。现在就常用管材的一些特性,优缺点,使用范围做一简要论述。
关键词：建筑给排水 管材 塑料管 金属管 复合管
1.塑料管
塑料管是合成树脂加添加剂经熔融成型加工而成的制品。添加剂有增塑剂,稳定剂,填充剂,润滑剂,着色剂,紫外线吸收剂,改性剂等。
常用塑料管有:硬聚氯乙烯管(PVC-U),高密度聚乙烯管(PE-HD), 交联聚乙烯管(PE-X),无规共聚聚丙烯管(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。
塑料管的原料组成决定了塑料管的特性。塑料管的主要优点:
(1).化学稳定性好,不受环境因素和管道内介质组分的影响,耐腐蚀性好。
(2)．导热系数小,热传导率低,绝热保温,节能效果好。
(3).水力性能好,管道内壁光滑,阻力系数小,不易积垢,管内流通面积不随时间发生变化,管道阻塞机率小。
(4)．相对于金属管材,密度小,材质轻,运输,安装方便,灵活,简捷,维修容易。
(5)．可自然弯曲或具有冷弯性能,可采用盘管供货方式,减少管接头数量。
其主要缺点:
(1).力学性能差,抗冲击性不佳,刚性差,平直性也差,因而管卡及吊架设置密度高。
(2).阻燃性差,大多数塑料制品可燃,且燃烧时热分解,会释放出有毒气体和烟雾。
(3).热膨胀系数大,伸缩补偿必须十分强调。
所以,在推广塑料管的同时,还需要发展技术克服其缺点。
1.1 塑料管性能
1.1.1 物理性能：
塑料管的物理性能和铝塑复合管,钢管,铜管比较见表1:表1
物理性能 单位 PVC-U PE PE-X PP PB ABS 钢 铜 密度 g/cm 1.50 0.95 0.95 0.90 0.93 1.02 7.85 8.89 导热系数 w/mk 0.16 0.48 0.40 0.24 0.22 0.26 50 400 热膨胀系数 mm/m°C 0.07 0.22 0.15 0.16 0.13 0.11 0.012 0.018 弹性模量 MPa 3000 600 600 210000 110000 拉伸强度 MPa 40 25 >25 28 17 40 700 150 硬度 R 120 70 100 60 230HB 使用温度 °C 0-60 -60-60 -60-95 -20-95 -20-95 -20-80
塑料管的物理性能影响管道的方式,用途,补偿措施和管道保温等方面。如:
(1).PVC-U、PP、ABS的力学性能相对较高, 被视为“刚性管”,明装较好。反之,PE、PE-X、PB作为“柔性管”适合暗敷。
(2).塑料管的使用温度及耐热性能决定了PVC-U,PE,ABS仅能用于冷水管,而PE-X,PP, PB则可作为热水管。当建筑物有热水供应系统且冷热水采用统一管材时耐热性能成为主要指标。
(3).塑料管因热膨胀系数高,在塑料管路中尤其是作为热水管,采用柔性接口，伸缩节或各种弯位等热补偿措施较多。其中以PE,PP等聚烯烃类为最。施工安装时如果对此没有足够重视,并采取相应技术措施,极易发生接口处因伸缩节而拉脱的问题。
(4).由于导热系数低,塑料管的绝热保温性能优良进而可减少保温层的厚度甚至无需保温。当不同塑料管之间绝热性的比较除导热系数外,还同它们各自的管壁厚度有关。
1.1.2 承压性能:
承压性能所涉及的内容是在一定条件下塑料管材能够承受的内压力和恒压下的破坏时间。从而确定与之有关的设计参数以及对管材的质量进行评价和监控。一般进行两项试验:液压试验和长期高温液压试验。 各种管材的承压性能见表2
表2
管 材 工作压力/MPa 试样试验压力/MPa 接头密封试验/MPa 爆破压力/MPa UPVC 1.6 42/h De≤90，4．2PNDe＞90，3．36PN PEX 1.0/95℃1.6/常温 1.22.5 3.55.6 ABS 1.0 3.8/h 4～8 PB 1．6～2．5／冷水1.0/热水 PP-RPP-C 2.0/常温0.6/75℃ 20℃，11h，16MPa80℃，48h，4.8MPa80℃，170h，4.2MPa HDPE 1.0/热水1.6/冷水
1.1.3 卫生性能:
理化卫生指标。其中PE,PE-X,PP,PB和ABS易达标。而PVC-U管材在生产时应使用无毒PVC树脂和卫生及稳定剂才能满足卫生性能的要求。
1.2 给水塑料管的应用
结构形式单一,材料品种众多且性能各异.常用给水塑料管的特点列表如下:
表3
品种 优 点 缺 点 连接方式 PVC-U 抗腐蚀力强，易于粘合，价廉，质地坚硬 有UPVC单体和添加剂渗出，不适用于热水输送；接头粘合技术要求高，固化时间较长 粘合、螺纹 HDPE 韧性好，较好的疲劳强度，耐温度性能较好；质轻，可挠性和抗冲性能好 熔接需要电力；机械连接，连接件大 挤压夹紧、热熔合、电熔合 PEX 耐温性能好，抗蠕变性能好 只能用金属件连接；不能回收重复利用 挤压夹紧 PB 耐温性能好，良好的抗拉、压强度，耐冲击，低蠕变，高柔韧性 国内还没有PB 树脂原料，依赖进口，价高 挤压夹紧、热熔合、电熔合 PP-R 耐温性好 在同等压力和介质温度的条件下，管壁最厚 热熔合 ABS 强度大，耐冲击 耐紫外线差，粘接固化时间较长 粘合、螺纹、电熔合
一般情况聚氯乙烯管由于价格低廉,在不考虑水质影响,在冷水供水系统属于首选管材,而当温度较高时,可选用聚乙烯管或交联聚乙烯管、聚丙烯管、聚丁烯管。
1.3 排水塑料管的应用
材质单一:硬聚氯乙烯
结构形式多样:芯层发泡管,空壁管,螺旋管,芯层发泡螺旋管,空壁螺旋管。
其存在的一些问题:
(1).热膨胀系数大,需设置伸缩补偿装置来解决。
(2).刚度小,平直性差,需加密管卡、支架、吊架来解决。
(3).耐热性差,软化温度低,需限制排水温度,限制使用场所和控制与热源的距离来解决。
(4).阻燃性差,在穿越楼板、上人屋面的屋面板、防火墙、管道井井壁处需设置阻火圈和防火套管来解决。
(5)抗机械冲击性差,需强化施工技术,精心施工来解决。
(6)隔声性差,塑料管的噪声大于铸铁管,管道明装且管道位置靠近卧室时,问题尤为突出。降噪的方式,提高管道材质的隔声效果,芯层发泡管空壁管是基于这一思路而开发的；降噪的另一方式是改变水流条件,螺旋管是基于这一思路而开发的。将两种方式结合起来的思路是芯层发泡螺旋管和空壁螺旋管的开发。
相同条件下,不同结构形式的排水塑料管,其噪声测定结果:
普通管>芯层发泡管>空壁管>螺旋管
排水塑料管的应用是在取代普通排水铸铁管的工作上进行的。目前,排水塑料管已可在建筑高度为100m以下的建筑物内使用,但各地区的进展很不平衡。当建筑高度大于、等于100m的高层建筑和不适宜采用排水塑料管的场合,可采用柔性抗震排水铸铁管。
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2.1 镀锌钢管
镀锌钢管的被取代既不意味金属管被取代,也不意味镀锌钢管在整个建筑给水领域被取代。
镀锌钢管由于价格低廉、性能优越,防火性能好,使用寿命长等优点,还将在消防给水系统,尤其是自动喷水灭火系统中应用.而塑料管(承压小)则不应在消防给水系统和生活-消防,生产-消防共有系统中应用。
2.2 铜管
金属管中最具优势的是铜管,铜管应用较久,优点较多,管材和管件齐全,接口方式多样,较多的应用在热水管路中,目前存在的主要问题在于铜的折出量容易超标。
2.3 铸铁管
给水铸铁管与钢管相比有不易腐蚀、造价低、耐久性好等优点，适合于埋地敷设。缺点是质脆、重量大、长度小等。连接方式一般采用承插连接。
卡箍式铸铁排水管是一种新型的建筑用排水管材，60年代开始进入国际市场，经过几十年的推广和应用，这种管材已得到国际上的普遍认可。这种管材与传统的承插式铸铁排水管道相比有许多优点，是一种更新换代产品，但由于这种管材及配件价格相对较贵，所以在国内一直未能得到普及推广。
2.4 其它:
不锈钢管也受到工程技术人员的青睐,有关方面正从减少壁厚,降低价格方面着手,以利于推广。
铝合金管是铝厂向给排水行业推出的新品种。
镀镍钢管是和镀锌钢管性质最近,而耐腐蚀性能远远超过镀锌钢管的新颖管材,在解决了降低镀层费用和管材断口处施工现场上镍工艺后,有望在一定范围内得到采用。
涂塑钢管则是在金属管材中前景看好的一种管材,且管道布置和敷设、接口方式和施工安装均与镀锌钢管相同,是这种管材最容易被接受。由于其涂层薄、价格低,也最容易被推广。
3.复合管:
复合管包括衬铅管、衬胶管、玻璃钢管。复合管大多是由工作层(要求耐水腐蚀)、支承层、保护层(要求耐腐蚀)组成。
复合管一般以金属作支撑材料，内衬以环氧树脂和水泥为主， 它的特点是重量轻、内壁光滑、阻力小、耐腐性能好；也有以高强软金属作支撑,而非金属管在内外两侧,如铝塑复合管，它的特点是管道内壁不会腐蚀结垢，保证水质；也有金属管在内侧,而非金属管在外侧,如塑覆铜管,这是利用塑料的导热性差起绝热保温和保护作用。
根据金属的材料可分为:
(1).钢塑复合管
(2).不锈钢-塑复合管,塑覆不锈钢管
(3).塑覆铜管
(4).铝塑复合管，交联铝塑复合管
(5)衬塑铝合金管
应该说复合管材是管径≥300mm以上给排水管道最理想的管材。它兼有金属管材强度大,刚性好和非金属管材耐腐蚀的优点。但它又是目前发展较缓慢的一种管材。这是因为：（1）.两种管材组合在一起比单一管材价格偏高。(2).两种材质热膨胀系数相差较大,如粘合不牢固而环境温度和介质温度变化又较剧烈,容易脱开,而导致质量下降。
复合管的连接宜采用冷加工方式,热加工方式容易造成内衬塑料的伸缩、变形乃至熔化。一般有螺纹、卡套、卡箍等连接方式。
由于复合管尚属新型管材，我国还未有统一的设计、施工及验收规范。设计及施工人员往往套用镀锌管的工艺来进行设计与施工，故在此不作一一赘述。
随着时代科技的发展，我们的社会在不不断的变化，越来越有现代气息，工人们建造房屋，建造桥梁，而且现在的科技发展越来越快，很多复合型材料运用在建筑工程中，使得我们的建筑更加稳固，就如叫玻璃钢电缆的一种保护管，它是一种复合型材料，我们生活中很多建筑也用到它，它对于以往的金属钢管有比较好的优势，大家可以一起了解下。
什么是玻璃钢电缆管
玻璃钢电缆保护管是一种新型的复合材料管，它主要以树脂为粘合剂，玻璃纤维为增强剂，石英砂为辅料，通过微电脑控制机器缠绕制造而成，它具有强度大抗高压，重量轻易安装，安全可靠，绝缘性能强，可以抗各种腐蚀性物品的腐蚀，防参漏水能力强，还具有寿命长，可达50年以上，由于玻璃钢电缆保护管集有行业的各种优点，性能已经超过了同等行业的塑料管性能，因此逐渐受到行业工程人事的喜爱。
它抗压力强、重量轻、内壁光滑，摩擦系数小，在穿用电缆时轻松，不损伤电缆。搬、运要比金属钢管和水泥管轻松、方便。施工安装简便，既省事又省力。耐腐蚀性能强、绝缘、非磁性、耐酸、耐碱、阻燃型、抗静电。弯曲弹性模量好，完全解决了金属钢管易腐烂、无扭曲弹性的特点，同时也克服了塑管易老化、抗冲击力差的不足。耐水性能好，可在潮湿或水中长期使用不变质。由于玻璃钢的特定性能，该玻璃钢管使用寿命在50年以上。施工方便，在抢修特定工程时，效率尤为突出，是电力电缆工程、通信电缆市政工程及道路地下敷设电缆最为理想的保护装置,电缆过河、过桥使用最为适宜、轻便。
玻璃钢电缆管的用途
玻璃钢电缆保护管可满足用户的各种特定要求，可以应用于淤泥质软土地工区、湿陷性黄土地区、湖泊海淀地区以及存在高深度化学腐蚀性介质地区等多种场地区域。采用配套的专用管枕组合，可组成多层多列的多管道排管方式。电缆过桥、过河等特殊环境进时作保护管。
典型的应用领域：
城市电网建设和改造工程。城市市政改造工程。民航机场工程建设。工业园区、小区工程建设。交通路桥工程建设。
功能特性
强度高，用于行车道下直埋，无需加混疑土保护层，能加快工程施工进度。
韧性好，能抵抗外界重压和基础沉降所引起的破坏。
电绝缘、阻燃、耐热性能好，可在130度高温长期使用而不变形。
耐腐蚀，使用寿命长，可以耐酸、碱、盐及有机溶剂等各种腐蚀性介质的侵蚀，其使用寿命可达50年。
内壁光滑，不刮伤电缆。橡胶密封圈承插接头，方便安装连接，并适应热胀冷缩。
比重小，质量轻，一人即可抬动，两人便可实施安装，能大大缩短施工周期，降低安装费用，同时避免道路开挖暴露时间长，影响城市交通秩序等问题。
无电腐蚀，非磁性。不象钢管等磁性材料，产生电涡流后，促使电缆发热损坏。
适用范围广：玻璃钢电缆保护管适用电缆埋地敷设时作保护管用，也使用于电缆过桥、过河等高要求场合。采用配套的专业管枕组合，可组成多层多列的多导管排管方式。
玻璃钢电缆管的安装施工
搬运保管
FRP复合玻璃钢电缆保护管的装卸必须采用人工扛抬的方法，切忌随意从车上抛扔，以免损坏承插口。
玻璃钢电缆保护套管的施工规范
(1)保护管标准长度为4米/6米,采用橡胶圈承插式接口连接或管件粘合连接,原则上以直埋敷设为主
(2)管材埋深一般应离地面1米及以下
(3)管材的搬运
玻璃钢电缆保护管装卸注意事项玻璃钢电缆保护管装卸注意事项
A.管件装车搬运时,要防止管材散捆掉落
B.卸管材时,禁止将管材从车上往下扔,防止管材的端头损伤。玻管材的保管
A.管材应放在凹凸少的较平坦的地方保管,否则有可能使管材被泥水污损
B.管材堆放采用进字型叠法或单根依固,防止管子散捆
电缆沟开挖
电缆沟的开挖宽度及深度应根据需埋设保护管层数和列数来决定。其管顶(H1)离地面不得小于500mm。一般宽度标准的沟形如右图所示。
沟底基础处理
地下导管一般要承受其覆盖土的荷重及外界附加的荷重(交通车辆及其所载货物的重量)。因此对沟的基础处理应予以高度重视，不良的基础将会引起导管的Z字形移位及局部应力集中，使电缆的安全遭受威胁。
对一般土壤的地段
只要在沟底敷设50-100mm的黄沙或混凝土垫层并加以压实整平即可。
对部分土壤层较差的地段
为预防导致管枕的不均匀沉陷，应在这些地段管枕下垫上混凝土垫板，在沟底同样需要敷设50-100mm的黄沙或混凝土垫层并加以压实整平。
管枕配置
地下埋设的电缆导管通常是采用数层和数列配置的方式。为了使多列管有固定的排列和支持，本产品设计了多种防滑管枕用于电缆导管的敷设。
连接和敷设
玻璃钢电缆保护管的连接操作方法比较简单，只要将管子的插入端插入管子的承受端即可。
具体操作步骤如下：
用干净抹布擦净管子的插入端外表面和接受端内表面及橡胶密封圈。
正确安装好橡胶密封圈。
为了易于插入可以使用润滑剂，其方法即将润滑剂均匀地涂敷在擦净的橡胶密封圈里面及插入端四周表面。润滑剂应使用中性洗净剂的溶液或起泡沫的肥皂，切忌使用油和润滑脂，以免橡胶圈老化。
砂的回填
在玻璃钢电缆保护管的周围必须填以黄沙或混凝土，并将回填土由下至上逐层回填密实，以防填吵不良引起路面下沉和导管移位。
玻璃钢电缆管的加工工艺和质量
玻璃钢电缆保护管的加工工艺与质量是密切相关的，不一样的厂家工艺也有区别，这也就造成了玻璃钢电缆管价格的差异。
首先，无碱纱与高碱纱的使用，国家明确规定不允许使用高碱纱作为玻璃钢缠绕纱线，但是对于许多小厂家，小加工户对质量要求并不严格，第一想到的是成本，因为无碱纱的价格是高碱纱的1.8倍左右，所以高碱纱成为小厂家的首选，除因客户明确要求使用无碱纱以外，全部使用的都是高碱纱。
然而，对于夹砂管和工艺管又有很大区别，夹砂玻璃钢电缆保护管的强度很大一部分作用在夹砂层的树脂含量上，树脂含量低强度必然低，电缆管的质量也得不到保证;玻璃钢电缆管和玻璃钢夹砂管道不同，玻璃钢电缆保护管夹砂层的树脂是通过纱线带到夹砂层上的，所以纱线能带到管子上的树脂多少决定了夹砂层树脂的含量，纱线夹同样夹紧的情况下因为无碱纱带料少，高碱纱带料多，做夹砂管特别是夹砂层比较厚的电缆管，无碱纱并不一定比高碱纱强度高。但是做工艺管就不一样了，工艺管没有夹砂层，强度取决于纱线的强度，无碱纱要比高碱 纱的强度高。
还有就是因为许多厂家希望降低成本而把设备上的导丝头更换成眼数少的，同样的纱片宽度下，眼数少了，纱线的数量也会减少，带到管子上的树脂同样会减少，成本降低了，但电缆管的质量随之降低了，所以会出现价格的差异，一分价钱一分货是肯定的。
以上就是玻璃钢电缆保护管的介绍，可以知道它是一种复合型材料，有着很多的优势，能解决金属钢管的一些弊端，它这种产品的用途也十分广泛，能在电缆过桥，过河的环境做保护管，它的功能很多，也体现了它的优势，再来就是玻璃钢电缆保护管的安装施工需要注意的一些方法技巧，以及电缆沟的开挖，对一般土壤地段的要求，管枕的配置方式最后的连接敷设。最后是它的加工工艺和质量，大家可以根据以上的特征选取质量好的玻璃钢电缆管，希望以上的介绍对你有帮助。
以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料，称谓为玻璃纤维增强塑料，或称谓玻璃钢。由于所使用的树脂品种不同，因此有聚酯玻璃钢、环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢之称。玻璃具有硬而易碎，具有很好的透明性以及耐高温、耐腐蚀等性能；同时钢铁很硬并且不易碎，也具有耐高温的特点。于是人们开始想，如果能制造一种既具有玻璃的硬度、耐高温、抗腐蚀的性质，又具有钢铁一样坚硬不碎的特点，那这种材料一定会大有用途。人们经过研究试验，终于制出了这样一种复合材料。它，就是能与钢铁比肩而立的玻璃钢管。玻璃钢管以其独具的强耐腐蚀性能、内表面光滑、输送能耗低、使用寿命长(在50年以上)、运输安装方便、不需维修及综合造价低等诸多优势在石油、电力、化工、造纸、城市给排水、工厂污水处理、海水淡化、煤气输送等行业取得了广泛的应用。
主要优点：
1、耐腐蚀性能好。由于玻璃纤维钢管的主要原材料选用高分子成分的不饱和聚脂树脂和玻璃纤维组成，能有效抵抗酸、碱、盐等介质的腐蚀和未经处理的生活污水、腐蚀性土壤、化工废水以及众多化学液体的侵蚀，在一般情况下，能够长期保持管道的安全运行。
2、抗老化性能和耐热性能好。玻璃钢管可在-40℃到70℃温度范围内长期使用，采用特殊配方的耐高温树脂还可在200℃以上温度正常工作。长期用于露天使用的管道，其外表面添加有紫外线吸收剂，来消除紫外线对管道的辐射，延缓玻璃钢管道的老化。
3、抗冻性能好。在零下20℃以下，管内结冰后不会发生冻裂。
4、重量轻、强度高、运输方便。玻璃钢管不但重量轻、强度高、可塑性强、运输与安装方便，还容易安装各种分支管，且安装技术简单。
5、水力条件好。内壁光滑、输送能力强，不结垢、不生锈、水阻小。
6、可设计性好。玻璃钢管可根据用户的各种特定要求，诸如不同的流量，不同的压力，不同的埋深和载荷情况，设计制造成不同压力等级和刚度等级的管道。
7、维护成本低。玻璃钢管由于上述的耐腐，耐磨和抗冻和抗污等性能，因此工程不需要进行防锈，防污，绝缘，保温等措施和检修。对地埋管无需作阴极保护，可节约工程维护费用达70%以上。
8、耐磨性好。把含有大量泥浆，砂石的水，装入管子中进行旋转磨损影响对比试验。经300万次旋转后，检测管内壁的磨损深度如下:用焦油和瓷釉涂层的钢管为0.53mm，用环氧树脂和焦油涂层的钢管为0.52mm，经表面硬化处理的钢管为玻璃钢管为0.21mm。由此玻璃钢耐磨性能好。
9、电热绝缘性好。玻璃钢是非导体，管道的电绝缘性特优，适应使用于输电，电信线路密集区和多雷区玻璃钢的传热系数很小，只有0.23，是钢的千分之五，管道的保温性能优异。
10、摩擦阻力小输送能力高。玻璃钢管内壁非常光滑，糙率和摩阻力很小。糙率系数为0.0084，而混凝土管的n值为0.014，铸铁管为0.013。因此，玻璃钢管能显著减少沿程的流体压力损失，提高输送能力。因此，可带来显著的经济效益:在输送能力相同时，工程可选用内径较小的玻璃钢管道，从而降低一次性的工程投入；采用同等内径的管道，玻璃钢管道可比其他材质管道减少压头损失，节省泵送费用。此外，玻璃钢管道可缩短泵送时间，减少长期运行费用。
