目前,在建筑工程中可用于橋面排水的管材主要有:聚氯乙烯(PVC-U)管、高密度聚乙烯(HDPE)管和鑄鐵管。
PVC- U 管
PVC-U 又稱(chēng)硬 PVC,它是氯乙烯單體經(jīng)聚合反應而 制成的無(wú)定形熱塑性樹(shù)脂加一定的添加劑 (如穩定劑、 潤滑劑、填充劑等)組成,是國內推廣使用最早的、目前 使用量最大的塑料管材。
擁有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)內壁光滑,流體阻力小。
(2)機械強度大,具有較好的承受外部荷載的性能。
(3)耐腐蝕性好,較難生成水垢。
(4)耐老化性好。
(5)質(zhì)量輕,搬運裝卸便利,價(jià)格低廉。
(6)施工簡(jiǎn)易,PVC-U(管材)之接合施工迅速容易,通 ??捎谜辰觿┱辰?,也可用膠圈柔性連接。
但存在以下缺點(diǎn):
(1)耐溫度性能差,低溫條件下較脆,高溫條件下易 變軟。
(2)管徑小,其熔融擠出時(shí)的流動(dòng)性及熱穩定性較
差,不適于制備大口徑管。
(3)接頭粘接技術(shù)要求高,在受力不均勻的條件下容 易爆管。
HDPE 管
HDPE 具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)水流阻力小。
(2)連接可靠,采用電熱熔方式連接,接頭強度高于 管材本體。
(3)耐溫度性能好,可在 -60℃~60℃范圍內安全使 用。
(4)使用壽命長(cháng),HDPE 屬于惰性材料,可在復雜化學(xué) 環(huán)境下使用,壽命超過(guò) 50 年。
(5)可撓性好,容易彎曲。
(6)管徑大。
存在以下缺點(diǎn):
(1)易燃。
(2)熔接需要電力,采用機械連接,連接件大,會(huì )影響 過(guò)水斷面。
(3)力學(xué)性能差,管卡及吊裝設置密度高。
鑄鐵管
鑄鐵管作為使用歷史最長(cháng)久的管材具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)承壓能力強,鑄鐵管的承壓能力遠優(yōu)于 PVC-U 和 HDPE 等塑料管。
(2)防火性能好。
(3)力學(xué)性能好,管卡設置密度低。
缺點(diǎn):
(1)質(zhì)量大,不便于搬運裝卸。
(2)易腐蝕。
(3)水流阻力大,同樣流量下,所需管徑大于 PVC-U 與 HDPE 管。
(4)可撓性差,不易彎曲,繞過(guò)障礙物時(shí)需要大量轉 換彎頭。
可見(jiàn)由于橋面排水的特殊性,常用的排水管材PVC-U、HDPE 和鑄鐵管均不能很好滿(mǎn)足橋面排水的需求。PVC-U 的承壓能力、耐溫度性能、管徑都無(wú)法滿(mǎn)足需求;HDPE 所需管卡過(guò)多;鑄鐵管也存在自身質(zhì)量大、水流阻力大、可撓性差的缺點(diǎn)。這就要求對現有管材進(jìn)行改進(jìn)或出現新的更適用的排水管材。
新型管材的相關(guān)研究進(jìn)展針對傳統管材中的缺點(diǎn),國內外學(xué)者進(jìn)行了大量的研究和改良工作,以期改善現有管材的性能局限性。如PE 管材,國外不僅發(fā)展出了 PE80、PE100 等類(lèi)型,并得到廣泛應用,目前的研究已經(jīng)發(fā)展到分子設計的高度,既考慮分子量分布、共聚單位分布,又考慮共聚單體在分子鏈上的排列,從而使 PE 燃氣管道和大口徑 PE 壓力管道的應用具有優(yōu)勢。
國內學(xué)者在新型管材的研究上也有著(zhù)矚目的成果。
如王健軍等人研究發(fā)明了一種使用壽命長(cháng)、內襯層可更換的內襯承插式復合管材,其工作層內襯在承壓層內。
姜麗琴等發(fā)明了基層材料采用 20R、16MnR 或 15CrMnR之一,復層材料采用 00Cr19Ni10 的高強、高耐壓性能的耐腐蝕復合管材。
朱勝金提高了鋼塑復合纏繞波紋管管材的環(huán)剛度,牢固穩定,并使其具有使用壽命長(cháng)、成本低、重量輕、防漏、防裂、防變形等特點(diǎn)。
內蒙古科技大學(xué)李保衛教授的團隊生產(chǎn)出同時(shí)具備玻璃陶瓷與金屬性能的納米級微晶玻璃復合管材。這種微晶玻璃管材抗彎強度達到 192MPa(金屬性能),耐酸性>99%,耐堿性>97% , 莫 氏 強 度 接近金剛石達到 9 級,耐磨性<0.04g/m2,體積密度為 3.2g/cm3。
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