塑料复合材料在给排水管材中的应用及发展趋势探析

刘延艳

摘 要：近几年，城市規划建设的不断发展完善，使得城市基础配套设施建设成为城镇经济发展的重中之重。作为城市基础配套设施的基础环节之一，传统的给排水管通常采用塑料管、水泥管或金属管等材料，对于设施建设和维护的投入成本较大，在此基础上，塑料复合管的研发与使用为给排水设施的建设提供了新的发展方向。本文从塑料复合材料的类型和特点出发，对于其在排水管工程建设中的应用及发展方向进行简单的分析论述。

关键词：铝复合管；铝衬塑管；节能减排

一、塑料管在给水管工程建设中应用的局限性

塑料管由于每种塑料的力学性能和化学性能不一样，适用的场景也不相同。现在常用的塑料管有：聚氯乙烯管（PVC管）、聚乙烯管（PE管）、交联聚乙烯管（PEX管）、改性聚丙烯管（PP管）、ABS管、聚丁烯管（PB管）等。它们的性能受到塑料原材料本身性能和成本的制约，塑料的部分缺陷需要通过改性、添加填充物的方式进行改进。下面针对部分塑料管介绍其在给排水工程应用中的局限性：PVC管是国内使用最早也是推广最为成功的塑料给排水管。自来水管道直径（DN）≤200mm的配水管已经开始大量使用PVC管，替代了传统的灰铸铁管及镀锌钢管。

但是，管件连接处普遍采用胶带缠绕密封方式，由于PVC材料较脆，在不均匀受力条件下连接处易发生爆管。而且，由于PVC材料成本较高，基本上都会添加滑石粉、碳酸钙、石英砂甚至植物纤维等填充物，制成新型的塑料复合管，其不仅能降低生产成本增加竞争力，还可以增强管材的抗冲击强度和硬度。PP管也是推广程度较高的一种塑料管，其虽然造价低，且无毒，但是由于其抗冲击性能不佳，不是作为供水管的最佳选择，所以目前大多数在使用的PP管材都是改性PP材料或与其他填充物结合的复合管。PB管具有非常优良的耐温性和化学稳定性，非常适合用于冷热水管和采暖供热管上，但是原材料聚丁烯价格较贵，而且国内的PB均来自进口，因此这也是制约其在给排水管道工程中大量应用的原因之一。

二、塑料复合管的主要类型及其特点

给排水管材的种类主要包括塑料管、金属管及复合管。复合管结合了前者的优势并随着新材料、新工艺的研发，已经开始应用于给排水工程中。塑料复合材料是指塑料和一种或多种非塑料的材料，通过物理或化学方法，组成的新型材料。

1、塑-铝复合管

铝塑复合管早在20世纪70年代末就被提出，经过几十年的研发，其技术已经相对成熟，目前是给排水管道中应用最为广泛的塑料复合管。它由聚乙烯层-热熔胶层-铝层-热熔胶层-聚乙烯层五层结构构成。市场上主要有三种铝塑复合管：第一种是内外层为聚乙烯，第二种是内层为交联聚乙烯，外层为聚乙烯，第三种是内外层均为交联聚乙烯，中间层均为铝层。其结合了聚乙烯和铝合金的优点，内外层的聚乙烯层耐腐蚀性强，使得中间层铝合金不容易受破坏，耐低温性好，高寒地区不易发生爆管，另外，中间层铝合金密度小于钢材，强度高，弯曲后不反弹，弥补了塑料管这方面的不足。而且，铝塑复合管的使用寿命很长，能够达到50a，使得其成为既经济又有优良品质的综合性管材。铝塑复合管常应用在室内冷热水管道及地面辐射采暖系统上，并逐步取代镀锌管，在煤气输送、氧气输送、化工液体输送、饮料和医药生产行业、雨水和供水管道系统等领域得到广泛应用。

2、孔网钢带塑料复合管

孔网钢带塑料复合管又称为钢骨架塑料复合管，其中间层为多孔钢带焊接卷管，并以塑料（多数为高密度聚乙烯）为基体，中间层的钢带作为增强体，三种常见的孔网钢带塑料复合管结构。这种复合管采用类似多层共挤成型工艺，内外壁塑料通过金属骨架上的孔形成一体，相对于铝塑复合管通过热熔胶将铝合金和塑料黏合的形式更加牢固耐用。它的优势在于具有钢管的机械强度，又具有塑料管的耐腐蚀性，主要应用在配水管道或室内冷水主管道上。这种管材的劣势就是钢带生锈问题，断面必须做防锈处理，且由于管件连接处易生锈并在使用中无法防止其不生锈，对管材的寿命有较大影响。

三、塑料复合管相较于传统材料的主要优势

塑料复合管教育传统的塑料管、金属管有着较为明显的优势，综合了塑料管材质轻、不易生锈和金属管使用时间长、材质坚固的特点，在一些给排水设施建立的工程项目中的应用越来越广泛，对于基础设施的建设进程有着极为重要的推动作用。因为其经济成本的投入较于传统材质的给排水管更加低廉，使用效果有综合了其他材质的优点。对于环境的要求并不高，适用范围较为广泛，对于给排水设施的建设起着极为重要的推动作用。

1、超大口径复合管

由于城镇规划建设的快速发展，导致相关产业对给排水设施的大容量水管的需求日益增加，城市用水量的需求扩大，对于给排水系统建设技术也有着更为严格的需求。现阶段，超大口径塑料复合管在给排水的工程建设中的需求量增加。相较于国外对于塑料复合管的应用技术，我国的给排水设施中的复合管应用技术还不够成熟，对于复合管的生产与使用还不足以满足当前基础设施的配套建设。部分企业为了谋求自身的发展，将更多的精力投入到了研发超大口径及排水管的技术领域，并研究出了优秀的研发成果，如超大口径中空双壁波纹管等。

2、环保

传统的钢筋砼管、金属管等生产过程污染严重，能耗大，已经不符合环境友好型生产的标准，为了能够节能减排，环保型复合管是未来给排水管道的发展趋势。虽然我国在环保型给排水管道的发展上做出了很大的改变，但与发达国家的环保管道高使用率相比，仍然还有一定差距，主要表现为：复合管生产技术落后，自动化程度低，生产环节中环境保护的意识不强，为了节省成本，采用环境不友好材料作为填充剂等。

结语：科学技术的不断发展，不仅促进了生产力的快速发展，现阶段各行各业的发展离不开现代化技术在相关领域的广泛适用。塑料复合材料的研发使用对给排水设施建设的快速发展提供了重要的技术支持，为此，相关生产单位和给排水建设单位应加强塑料复合材料的生产和应用，不仅可以促进相关企业的快速发展，在节省能源消耗、降低工程建设对环境的负面影响、促进基础设施的全面建设，推动社会的现代化进程等方面也有着极为重要的影响。

参考文献：

[1] 李思明.钢骨架聚乙烯塑料复合管在排水工程中的应用浅析[J].科学与财富，2016（3）.

[2] 孔智勇，孔令辉，闫立军，等.大口径钢丝网骨架聚乙烯复合管在市政给水管道工程中的应用[C].首届城镇供水管材选择与应用技术研讨会.2015.