UPVC管材在工程实际运用的思考

UPVC管材在工程实际运用的思考

刘志诚

刘志诚（陕西省宝鸡市冯家山管理局土木设计院，陕西宝鸡721001）

摘要：主要通过分析比较介绍UPVC塑料管材的特点性能.种类以及在工程中的应用，工程应用中注意的问题，建议在工程建设中推广.普及多采用UPVC管材。

关键词：UPVC；特点；应用；推广

1前言

在早期建设的输配水管网中，使用的主要是金属管道和混凝土管道，金属管道加工和安装方便，但成本很高，特别是大口径的排水管，由于重量大，使用中出现了好多问题，再者，金属管道使用久了，极易腐蚀，所以在施工中都要进行防腐处理，比较麻烦，增加了成本。混凝土管道主要用于排水工程特别是大口径排水工程中，采用的都是预制管，管道笨重，施工中对接麻烦。

随着现代科学技术的发展，出现了大量的塑料管，一类是聚烯烃材料，聚乙烯（PE），聚丙烯（PPR）等，这些塑料管道适用于熔合（加热）连接。另一类是氯乙烯材料，聚氯乙烯（PVC），硬质聚氯乙烯（UPVC）等，适用于粘接（胶水）连接。《国家化学建材产业“十五”计划和2010年发展规划纲要》指出，要求在全国新建.改建.扩建.项目中，建筑排水管70%采用塑料管，建筑给水.热水和供暖60%采用塑料管，城市供水管道50%采用塑料管，村镇供水管道70%采用塑料管道，城市煤气管道20%采用塑料管道，电线护套管80%采用塑料管道。塑料作为一种新型建筑材料大量代替金属管.混凝土管运用于给排水.通信.燃气等工程。通过工程实际应用分析比较，PVC管道由于自身材料强度较低，使用寿命较短，PE管价格较高在这里不多介绍了，想重点说说UPVC管材。

2UPVC管材的优点

2.1耐腐蚀，寿命长，成本低

UPVC管材具有良好的耐腐蚀性能，能耐大气.土壤.盐类或酸缄等物质的腐蚀，抗潮湿，浇入混凝土中与水泥.外加剂等物质均无化学反应。长期使用不需要对表面刷漆防腐，不存在缝隙腐蚀.电偶腐蚀.孔蚀等局部腐蚀。正常情况下，金属管材的使用年限在20年左右，而UPVC可使用40-50年。

2.2生产工艺简单，可设计性能强

塑料管生产工艺简单，可根据管道承受的内力.外压力进行材料配比和壁厚设计，可根据流量大小生产出多种口径管材及管件，可达到不同的耐腐蚀.阻燃.介电等目的，可满足各种工程和施工要求，另外为了与室内外建筑材料装饰配合，也可加入不同的色彩颜料，生产出各种不同色彩程度的管材以求达到美观的效果。

2.3质地轻，搬运及安装方便

UPVC管材其密度在1.4g/cm3左右，而铸铁.钢质管分别为7.2g/cm3和7.8g/cm3左右，是UPVC管材重量5倍多，同样长度UPVC管要比金属管轻得多，且其强度高，运输.安装方便，施工速度快，降低了劳动强度，提高了劳动效率。

2.4水力学性能好，阻力小，输送力强

UPVC管材内壁光滑，粗糙系数在0.01左右，不易堵塞，不结垢，使用摩阻力极小。当流量相同时，输送介质引起的压力损失约为金属管道的3/5左右，输送能力强，长期运送费用减小，节能效果显著。

3UPVC管材在工程中的应用

3.1内壁螺旋UPVC管材使用于要求低噪音的排水系统中

我国的住宅.办公.公寓等排水系统中，明敷的排水管道，过去以铸铁管为主，改为UPVC管以后，水流噪音很明显的增大了，工程技术人员为了解决噪音高的问题，就研究出了内壁螺旋UPVC排水管。所谓内壁螺旋UPVC管道，就是在管道的内壁设计出凸出内壁的，且成螺旋状的突出结构，它依据的降噪原理是水流沿管材内壁旋转而流下时，可以减少水流与管道内部空气的撞击以及自身撞击，从而减少了噪音的产生。与UPVC内壁配合使用的管件也同样有降低噪音的作用，这样使用水流噪音降低，通过测试比较，低于铸铁排水管，符合国家有关排水系统规范要求，非常适合室内排水管，内壁螺旋UPVC管是要求噪音低的排水系统中的理想管材。

3.2UPVC管是理想的室外地埋柔性管材

硬质聚氯乙烯是一种硬而又有韧性的粘弹性材料，具有良好的物理性能，加工成的管子柔性极好，在室外工程中UPVC管直埋充分显示了它良好的性能。直埋UPVC管在垂直压力作用下将产生垂直变形，同时亦产生水平变形，管的水平变形向管的两侧两旁的填土，使管体又受到侧填土被动土压力的变形约束，从而加强了管体继续承受垂直土压力的承载能力。一般情况下由钢板或预应力混凝土制成的地埋柔性管允许垂直变率在2%左右，UPVC管允许垂直变形率高达5%，而从有关资料查得使用UPVC较早的欧洲国家经实地调查发现使用达20年以上的地埋管材垂直变形已高达10%而仍正常工作。

3.3绝缘电工套管应使用UPVC管

由于UPVC管耐腐蚀，重量轻，不易损坏，易于操作等特点，在绝缘电工套管中已大量采用。UPVC管材内壁光滑，使电线很容易穿过且不会划伤电线，从而减少了导线漏电隐患。UPVC套管设计为自熄性材料，阻燃性能好，也不必担心因线路漏电引起火灾的危险。UPVC为非磁性材料，用作电线套管代替钢管可以避免涡流和减少电压降，使功率损失降至最小限度。所以UPVC管材作为绝缘电工套管比金属管子使用寿命长，造价低，节省资源，应大量用于室内的电气安装工程以及室外地埋电缆，电线铺设工程中。

4安装UPVC管道时应注意的问题

4.1防漏

由于UPVC管材外壁非常光滑，有较大的热胀冷缩性，在其穿越楼板处容易出现温度裂隙，就会出现渗漏现象，为了防止此现象发生，可以：

a穿楼板处管外壁用粗砂纸打毛，以求增大粘接性。

b管子四周孔洞用C25细石分2次灌缝，第一次灌2/3，待混凝土收缩后再灌余下的1/3。

c在管子周围做高出楼板结合面20mm的阻水圈，以防止地面积水造成渗漏。

4.2伸缩和固定

塑料管与金属管比较，受环境温度影响较大，受温度变化产生位移也较大。对于一端自由的静定结构来说可以自由的伸缩和膨胀，温度的变化不会在结构内产生应力，但在两端固定的静不定结构中，由于热胀冷缩变化受到限制，就要产生由温度引起的应力。所以在管道安装过程中处理不当，会引起破坏，导致漏水现象发生。

根据材料力学理论，室内安装的给排水管道均属于静不定结构，所以在管道安装过程中应注意：

a在温差较大的环境中使用UPVC管道，需要依靠专用的伸缩节配件解决伸长和收缩的问题，作法一，伸缩节设于立管与每层排水横管连接件下，使支管在立管边处的位移为最小，以减少漏水现象；作法二，若在秋季安装，伸缩间隙预留15mm；作法三，为防转换层跨度横管加装伸缩节出现渗漏，可以用给水UPVC管伸缩节替代。

b楼层立管中所设的抢卡只是起一个定位作用，安装时不易将管身箍的太紧，使管身伸缩留有余地。

c避免使用圆钢制成的U形螺旋这样线接触的卡子，宜采用镀锌扁钢且内壁光滑的面接触抢卡，且管身留有微隙。

d由于UPVC管刚度的原因，一定要合理的选择支承。要求有一定的刚度和强度能承受管道重量和伸缩导致的应力，还要求与UPVC管间有微隙能自由伸缩，支承间距不能过大，以免发生挠曲造成渗漏。下面是工程建设中常用的几种支承间距如表一。

5结束语

管道最大支承间距表一

塑料管作为一种新型的管材，与金属管道和混凝土管道相比，其优越的特性已经充分显示出来了，特别是近年来，我国城市建设飞速发展，城市配套工程中使用的管道材料中，用塑料管替代金属和混凝土管已成趋势，燃气项目中采用的PE管较多，由于UPVC管的特点及实用性，住宅.办公及公寓建设项目及室内外给排水采用的非常多，特别是国家支持农村人畜饮水事业，需要大量的给排水管道，由于资金等原因，过去采用PVC管较多，经过近几年的使用，效果不是很好，不到年限改换的不少，随着人民生活水平的提高及国家支持的力度加大在该项事业中能加大UPVC代替PVC的力度发挥其质优价廉的优良性能，使其在各个行业能得到极大的推广.普及.应用。

参考文献：

[1]窦玉玲，芯层发泡.内壁螺旋UPVC排水管材及配套管材的研制。北京《工程塑料应用》杂志社。

[2]阔丽芳，推广UPVC管材势在必行。高等学校基建研究。

[3]龚洛书，建筑工程手册。北京，中国建筑工业出版社。

[4]孙云普，高温热力学管道直埋技术。焦作，焦作工学院。