塑料復合材料在給排水管材中的應用分析

張 愛

(大同市二院建筑設計研究有限責任公司，山西 大同 037000)

近幾年以來，我國的現代化科學技術快速發展，人們的生活質量逐漸提升，市政給排水工程建設速度不斷加快，在市政給排水工程中，給排水管道的應用至關重要。我國的給排水管道從傳統的金屬管發展變化，并相繼出現了塑料管以及復合管，這也使給排水工程建設更加方便。由于傳統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，在給排水工程中應用這些管材，消耗的能源較高，會對環境造成極大的污染，使用壽命比較短，施工成本非常高。在新型塑料復合管材料不斷革新發展過程中，新型塑料復合材料逐漸取代傳統的金屬管材，其將使給排水管道安裝工程更加方便、快捷，降低施工成本，全面改善施工質量。因此，必須加強對塑料復合材料在給排水管材中的應用研究。

1 傳統塑料管的應用局限性

自金屬管材料發展為塑料管之后，在市政給排水工程中逐漸開始普遍應用塑料管。各種不同塑料形成的塑料管，具有不同的力學性能與化學性能，其能夠應用在各種不同的場景中。在當前的給排水管道施工中，主要應用聚氯乙烯管(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管以及聚丁烯管(PB管)等幾種塑料管，通過運用這些塑料管來進行給排水工程施工，可能會受到材料本身特性的影響，使施工質量產生影響，所以需要對塑料管進行改性，或者向里面添加填充物，才能改進塑料管質量。

在我國的給排水管道施工中，應用比較早的塑料管就是PVC管，一般在直徑小于20 cm的管道施工中也會應用PVC管，在連接兩個管件時，主要應用膠帶進行纏繞密封。但是對PVC管材的性能進行研究發現，這種管材非常脆弱，如果沒有進行均勻受力，就會導致兩根管材連接位置出現爆管的問題。同時，應用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，才能達到標準的抗沖擊強度，并減少生產成本。

同時，在給排水管道應用施工中，PP管與PB管也是比較適用的塑料管，PP管應用中的造價成本較低，安全無公害，然而無法抵抗較大的沖擊，強度比較低，所以需要進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穩定性，能夠用來作為冷熱水管以及采暖供熱管，然而其中應用的聚丁烯材料具有較高的成本，需要從國外進口，所以在我國的市政給排水工程施工中無法大量應用PB管。

2 新型塑料復合材料在給排水管材中的應用策略

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

2.1 塑—鋁復合管

2.1.1鋁塑復合管

最早在二十世紀七八十年代時，就研發成功了鋁塑復合管。在當前的給排水工程施工中，應用比較普遍的塑料復合管材料的結構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合管主要指的是這樣幾種：1)內層和外層都為聚乙烯；2)只有內層為交聯聚乙烯材料，而外層是聚乙烯材料；3)其中內層和外層是交聯聚乙烯材料，而中間層材料是鋁層。在鋁塑復合管材料中，其不僅繼承了聚乙烯的性能優勢，而且具有鋁合金的優勢。所以具有很強的耐腐蝕性、抗破損性以及耐低溫性，能夠適用于各種高寒地區。而且在鋁塑復合管的中間層部位，添加的鋁合金具有很低的密度，能夠隨意彎曲不反彈，抗破損強度和硬度比較高，這也延長了復合管的使用壽命，其不僅具有經濟性特征，而且具有優良的品質。當前，主要在室內冷熱水管道和地面輻射采暖系統中，開始應用鋁塑復合管，能夠發揮良好的供水、供氣作用。

2.1.2鋁襯塑管

在鋁—塑復合管材中，鋁襯塑管也是應用較多的復合管，其主要在鋁合金管材的內部襯下聚乙烯管、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。這種復合管的直徑規格大約為10 mm～65 mm，能夠應用在室內冷水管道中。由于表面為鋁合金襯托，所以具有較強的金屬光澤，能夠用于室內明設管道，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，所以需要注意應用環境。

2.2 塑—鋼復合管

2.2.1孔網鋼帶塑料復合管

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

2.2.2鍍鋅鋼管襯塑復合管

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

2.2.3熱滾塑鋼復合管

在這種復合管中主要利用普通碳素鋼管來作為基體，然后利用化學穩定性比較強的抗腐蝕材料作為內襯管道，在焊接鋼管的過程中，主要應用火焰噴涂工藝以及自動噴槍噴涂的方式進行加工，當碳鋼管的內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合管的防腐材料。這種復合管主要在輸送酸、堿、鹽類等腐蝕性液體中應用。

2.3 塑—銅復合管

2.3.1微孔塑覆銅水管

在給排水管材中應用微孔塑覆銅水管，能夠起到良好的殺菌抑菌的作用。在內部管道中主要運用銅管作為材料，能夠提升水質的安全性。然而運用銅管具有較強的導熱性，所以需要設計為微孔塑覆銅水管結構，才能避免熱水的溫度影響。在微孔塑覆銅水管制造中，只要利用氮氣發泡技術以及一次性擠出成型技術進行交工，而且在復合管中應用PE發泡塑料保溫層，能夠提高保溫抗凍性以及機械強度，其主要應用在直飲水系統中。

2.3.2聚乙烯塑覆銅水管

這種復合管道主要采用“內銅外塑”的雙層結構，而銅管的形狀主要為齒型環以及平環形。其中齒型環銅管能夠有效隔熱，使塑料的伸縮能力進一步擴大，能夠在冷熱水管道中應用。而平環形銅管能夠防潮、抗腐蝕，所以能夠在埋地、埋墻以及戶外環境中應用。

3 結語

新型塑料復合材料具有多種不同的優勢，在給排水管材中應用塑料復合材料，能夠滿足不同的施工環境，降低施工成本，擴大管材的應用性能。但是需要結合實際情況，合理選擇應用不同的新型復合材料管材，才能達到良好的應用效果。

[1] 林曉星.塑料復合材料在給排水管材中的應用及發展趨勢探析[J].塑料工業,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合材料及其制備方法：中國專利，CN 103756232 A[P].2014.