塑料復合材料在給排水管材中的應用及發展趨勢探析

劉延艷

摘 要：近幾年，城市規劃建設的不斷發展完善，使得城市基礎配套設施建設成為城鎮經濟發展的重中之重。作為城市基礎配套設施的基礎環節之一，傳統的給排水管通常采用塑料管、水泥管或金屬管等材料，對于設施建設和維護的投入成本較大，在此基礎上，塑料復合管的研發與使用為給排水設施的建設提供了新的發展方向。本文從塑料復合材料的類型和特點出發，對于其在排水管工程建設中的應用及發展方向進行簡單的分析論述。

關鍵詞：鋁復合管；鋁襯塑管；節能減排

一、塑料管在給水管工程建設中應用的局限性

塑料管由于每種塑料的力學性能和化學性能不一樣，適用的場景也不相同。現在常用的塑料管有：聚氯乙烯管（PVC管）、聚乙烯管（PE管）、交聯聚乙烯管（PEX管）、改性聚丙烯管（PP管）、ABS管、聚丁烯管（PB管）等。它們的性能受到塑料原材料本身性能和成本的制約，塑料的部分缺陷需要通過改性、添加填充物的方式進行改進。下面針對部分塑料管介紹其在給排水工程應用中的局限性：PVC管是國內使用最早也是推廣最為成功的塑料給排水管。自來水管道直徑（DN）≤200mm的配水管已經開始大量使用PVC管，替代了傳統的灰鑄鐵管及鍍鋅鋼管。

但是，管件連接處普遍采用膠帶纏繞密封方式，由于PVC材料較脆，在不均勻受力條件下連接處易發生爆管。而且，由于PVC材料成本較高，基本上都會添加滑石粉、碳酸鈣、石英砂甚至植物纖維等填充物，制成新型的塑料復合管，其不僅能降低生產成本增加競爭力，還可以增強管材的抗沖擊強度和硬度。PP管也是推廣程度較高的一種塑料管，其雖然造價低，且無毒，但是由于其抗沖擊性能不佳，不是作為供水管的最佳選擇，所以目前大多數在使用的PP管材都是改性PP材料或與其他填充物結合的復合管。PB管具有非常優良的耐溫性和化學穩定性，非常適合用于冷熱水管和采暖供熱管上，但是原材料聚丁烯價格較貴，而且國內的PB均來自進口，因此這也是制約其在給排水管道工程中大量應用的原因之一。

二、塑料復合管的主要類型及其特點

給排水管材的種類主要包括塑料管、金屬管及復合管。復合管結合了前者的優勢并隨著新材料、新工藝的研發，已經開始應用于給排水工程中。塑料復合材料是指塑料和一種或多種非塑料的材料，通過物理或化學方法，組成的新型材料。

1、塑-鋁復合管

鋁塑復合管早在20世紀70年代末就被提出，經過幾十年的研發，其技術已經相對成熟，目前是給排水管道中應用最為廣泛的塑料復合管。它由聚乙烯層-熱熔膠層-鋁層-熱熔膠層-聚乙烯層五層結構構成。市場上主要有三種鋁塑復合管：第一種是內外層為聚乙烯，第二種是內層為交聯聚乙烯，外層為聚乙烯，第三種是內外層均為交聯聚乙烯，中間層均為鋁層。其結合了聚乙烯和鋁合金的優點，內外層的聚乙烯層耐腐蝕性強，使得中間層鋁合金不容易受破壞，耐低溫性好，高寒地區不易發生爆管，另外，中間層鋁合金密度小于鋼材，強度高，彎曲后不反彈，彌補了塑料管這方面的不足。而且，鋁塑復合管的使用壽命很長，能夠達到50a，使得其成為既經濟又有優良品質的綜合性管材。鋁塑復合管常應用在室內冷熱水管道及地面輻射采暖系統上，并逐步取代鍍鋅管，在煤氣輸送、氧氣輸送、化工液體輸送、飲料和醫藥生產行業、雨水和供水管道系統等領域得到廣泛應用。

2、孔網鋼帶塑料復合管

孔網鋼帶塑料復合管又稱為鋼骨架塑料復合管，其中間層為多孔鋼帶焊接卷管，并以塑料（多數為高密度聚乙烯）為基體，中間層的鋼帶作為增強體，三種常見的孔網鋼帶塑料復合管結構。這種復合管采用類似多層共擠成型工藝，內外壁塑料通過金屬骨架上的孔形成一體，相對于鋁塑復合管通過熱熔膠將鋁合金和塑料黏合的形式更加牢固耐用。它的優勢在于具有鋼管的機械強度，又具有塑料管的耐腐蝕性，主要應用在配水管道或室內冷水主管道上。這種管材的劣勢就是鋼帶生銹問題，斷面必須做防銹處理，且由于管件連接處易生銹并在使用中無法防止其不生銹，對管材的壽命有較大影響。

三、塑料復合管相較于傳統材料的主要優勢

塑料復合管教育傳統的塑料管、金屬管有著較為明顯的優勢，綜合了塑料管材質輕、不易生銹和金屬管使用時間長、材質堅固的特點，在一些給排水設施建立的工程項目中的應用越來越廣泛，對于基礎設施的建設進程有著極為重要的推動作用。因為其經濟成本的投入較于傳統材質的給排水管更加低廉，使用效果有綜合了其他材質的優點。對于環境的要求并不高，適用范圍較為廣泛，對于給排水設施的建設起著極為重要的推動作用。

1、超大口徑復合管

由于城鎮規劃建設的快速發展，導致相關產業對給排水設施的大容量水管的需求日益增加，城市用水量的需求擴大，對于給排水系統建設技術也有著更為嚴格的需求。現階段，超大口徑塑料復合管在給排水的工程建設中的需求量增加。相較于國外對于塑料復合管的應用技術，我國的給排水設施中的復合管應用技術還不夠成熟，對于復合管的生產與使用還不足以滿足當前基礎設施的配套建設。部分企業為了謀求自身的發展，將更多的精力投入到了研發超大口徑及排水管的技術領域，并研究出了優秀的研發成果，如超大口徑中空雙壁波紋管等。

2、環保

傳統的鋼筋砼管、金屬管等生產過程污染嚴重，能耗大，已經不符合環境友好型生產的標準，為了能夠節能減排，環保型復合管是未來給排水管道的發展趨勢。雖然我國在環保型給排水管道的發展上做出了很大的改變，但與發達國家的環保管道高使用率相比，仍然還有一定差距，主要表現為：復合管生產技術落后，自動化程度低，生產環節中環境保護的意識不強，為了節省成本，采用環境不友好材料作為填充劑等。

結語：科學技術的不斷發展，不僅促進了生產力的快速發展，現階段各行各業的發展離不開現代化技術在相關領域的廣泛適用。塑料復合材料的研發使用對給排水設施建設的快速發展提供了重要的技術支持，為此，相關生產單位和給排水建設單位應加強塑料復合材料的生產和應用，不僅可以促進相關企業的快速發展，在節省能源消耗、降低工程建設對環境的負面影響、促進基礎設施的全面建設，推動社會的現代化進程等方面也有著極為重要的影響。

參考文獻：

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