塑料复合材料在给排水管材中的应用分析

张 爱

(大同市二院建筑设计研究有限责任公司，山西 大同 037000)

近几年以来，我国的现代化科学技术快速发展，人们的生活质量逐渐提升，市政给排水工程建设速度不断加快，在市政给排水工程中，给排水管道的应用至关重要。我国的给排水管道从传统的金属管发展变化，并相继出现了塑料管以及复合管，这也使给排水工程建设更加方便。由于传统的金属管使用的管材为铸铁管、钢管、钢筋混凝土管和黏土管，在给排水工程中应用这些管材，消耗的能源较高，会对环境造成极大的污染，使用寿命比较短，施工成本非常高。在新型塑料复合管材料不断革新发展过程中，新型塑料复合材料逐渐取代传统的金属管材，其将使给排水管道安装工程更加方便、快捷，降低施工成本，全面改善施工质量。因此，必须加强对塑料复合材料在给排水管材中的应用研究。

1 传统塑料管的应用局限性

自金属管材料发展为塑料管之后，在市政给排水工程中逐渐开始普遍应用塑料管。各种不同塑料形成的塑料管，具有不同的力学性能与化学性能，其能够应用在各种不同的场景中。在当前的给排水管道施工中，主要应用聚氯乙烯管(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管以及聚丁烯管(PB管)等几种塑料管，通过运用这些塑料管来进行给排水工程施工，可能会受到材料本身特性的影响，使施工质量产生影响，所以需要对塑料管进行改性，或者向里面添加填充物，才能改进塑料管质量。

在我国的给排水管道施工中，应用比较早的塑料管就是PVC管，一般在直径小于20 cm的管道施工中也会应用PVC管，在连接两个管件时，主要应用胶带进行缠绕密封。但是对PVC管材的性能进行研究发现，这种管材非常脆弱，如果没有进行均匀受力，就会导致两根管材连接位置出现爆管的问题。同时，应用PVC管具有非常高的成本，其中必须填充滑石粉、碳酸钙或者石英砂等材料，才能达到标准的抗冲击强度，并减少生产成本。

同时，在给排水管道应用施工中，PP管与PB管也是比较适用的塑料管，PP管应用中的造价成本较低，安全无公害，然而无法抵抗较大的冲击，强度比较低，所以需要进行改性或添加填充物。而PB管虽然具备较好的耐温性以及化学稳定性，能够用来作为冷热水管以及采暖供热管，然而其中应用的聚丁烯材料具有较高的成本，需要从国外进口，所以在我国的市政给排水工程施工中无法大量应用PB管。

2 新型塑料复合材料在给排水管材中的应用策略

随着科技的发展和时代的进步，传统的金属管、塑料管逐渐被淘汰，在给排水管材中逐渐开始应用全新的塑料复合材料。塑料复合材料为塑料和一种或几种非塑料的材料充分结合起来，然后采用化学或物理加工的方式，使其形成新型塑料复合材料，并应用在给排水管材中，其主要具有以下几种。

2.1 塑—铝复合管

2.1.1铝塑复合管

最早在二十世纪七八十年代时，就研发成功了铝塑复合管。在当前的给排水工程施工中，应用比较普遍的塑料复合管材料的结构主要包含了聚乙烯层、热熔胶层、铝层、热熔胶层、聚乙烯层等等几层。而市场上流通比较广泛的铝塑复合管主要指的是这样几种：1)内层和外层都为聚乙烯；2)只有内层为交联聚乙烯材料，而外层是聚乙烯材料；3)其中内层和外层是交联聚乙烯材料，而中间层材料是铝层。在铝塑复合管材料中，其不仅继承了聚乙烯的性能优势，而且具有铝合金的优势。所以具有很强的耐腐蚀性、抗破损性以及耐低温性，能够适用于各种高寒地区。而且在铝塑复合管的中间层部位，添加的铝合金具有很低的密度，能够随意弯曲不反弹，抗破损强度和硬度比较高，这也延长了复合管的使用寿命，其不仅具有经济性特征，而且具有优良的品质。当前，主要在室内冷热水管道和地面辐射采暖系统中，开始应用铝塑复合管，能够发挥良好的供水、供气作用。

2.1.2铝衬塑管

在铝—塑复合管材中，铝衬塑管也是应用较多的复合管，其主要在铝合金管材的内部衬下聚乙烯管、聚丙烯管，但是在管材的外部包裹铝合金，从而形成了铝衬塑管。这种复合管的直径规格大约为10 mm～65 mm，能够应用在室内冷水管道中。由于表面为铝合金衬托，所以具有较强的金属光泽，能够用于室内明设管道，起到良好的装饰作用。然而外层包裹的铝材不具备较好的耐腐蚀性，所以需要注意应用环境。

2.2 塑—钢复合管

2.2.1孔网钢带塑料复合管

在给排水管材中应用的孔网钢带塑料复合管主要指的是钢骨架塑料复合管，其中主要应用钢材作为骨架，利用聚乙烯塑料来作为基体。在形成孔网钢带塑料复合管的过程中，主要应用多层共挤成型工艺，使钢材的金属骨架能够和内外部塑料连接起来，从而确保复合管牢固耐用，黏合紧密，不会出现破损脱落问题。由于孔网钢带塑料复合管中间层为钢架，所以具有较强的机械强度，而聚乙烯塑料管的耐腐蚀性比较强，所以能够在室外配水管道以及室内冷水主管道中应用这种复合管材料，但是在应用中容易出现钢带生锈的现象，必须及时对钢带断面进行防锈处理，才能延长复合管的使用寿命。

2.2.2镀锌钢管衬塑复合管

在制作镀锌钢管衬塑复合管时，主要采用这样两种方法：第一，采用内喷聚乙烯材料的方法；第二，在镀锌钢管的内部进行配合，然后采用复合挤压的方法挤压聚乙烯、聚丙烯管。通过应用内部喷聚乙烯的方式，无法确保喷洒聚乙烯材料均匀，在应用中可能会导致内衬出现脱落问题。只有运用第二种方式才能达到良好的效果。在形成镀锌钢管衬塑复合管之后，主要在饮用水、污水以及海水等等水流输送中应用。

2.2.3热滚塑钢复合管

在这种复合管中主要利用普通碳素钢管来作为基体，然后利用化学稳定性比较强的抗腐蚀材料作为内衬管道，在焊接钢管的过程中，主要应用火焰喷涂工艺以及自动喷枪喷涂的方式进行加工，当碳钢管的内部完全加热成熟之后，才能在表面涂装，其中主要以聚烯烃以及聚四氟乙烯材料来作为复合管的防腐材料。这种复合管主要在输送酸、碱、盐类等腐蚀性液体中应用。

2.3 塑—铜复合管

2.3.1微孔塑覆铜水管

在给排水管材中应用微孔塑覆铜水管，能够起到良好的杀菌抑菌的作用。在内部管道中主要运用铜管作为材料，能够提升水质的安全性。然而运用铜管具有较强的导热性，所以需要设计为微孔塑覆铜水管结构，才能避免热水的温度影响。在微孔塑覆铜水管制造中，只要利用氮气发泡技术以及一次性挤出成型技术进行交工，而且在复合管中应用PE发泡塑料保温层，能够提高保温抗冻性以及机械强度，其主要应用在直饮水系统中。

2.3.2聚乙烯塑覆铜水管

这种复合管道主要采用“内铜外塑”的双层结构，而铜管的形状主要为齿型环以及平环形。其中齿型环铜管能够有效隔热，使塑料的伸缩能力进一步扩大，能够在冷热水管道中应用。而平环形铜管能够防潮、抗腐蚀，所以能够在埋地、埋墙以及户外环境中应用。

3 结语

新型塑料复合材料具有多种不同的优势，在给排水管材中应用塑料复合材料，能够满足不同的施工环境，降低施工成本，扩大管材的应用性能。但是需要结合实际情况，合理选择应用不同的新型复合材料管材，才能达到良好的应用效果。

[1] 林晓星.塑料复合材料在给排水管材中的应用及发展趋势探析[J].塑料工业,2016,44(8):5-9.

[2] 闫立军,段景宽,冯金茂,等.一种建筑排水管道用聚乙烯消音复合材料及其制备方法：中国专利，CN 103756232 A[P].2014.