浅谈施工用给水管特性比较
2014-04-02杨凤东
杨凤东
河北省秦皇岛市山海关排水管理处（066200）
浅谈施工用给水管特性比较
杨凤东
河北省秦皇岛市山海关排水管理处（066200）
这里就建筑工程中给水管材的性能展开论述，并对各种管材的特性进行分析比较，从而提高管道施工技术，保证安全供水。
建筑工程；给水管材；分析
目前，给水管根据材质可分为:普通铸铁管、球墨铸铁管、PVC塑料管、预应力混凝土管、钢管等。建筑施工中，给水管的渗漏或爆管不同程度地影响了人们的日常生活或企业的正常运转。据统计,仅秦皇岛市政给水管每年的管道泄露或爆管事故频率0.8～1.0次/Km，造成的经济损失或社会影响是可想而知的。下面就这些管材的使用特性做一下比较。
1 球墨铸铁管与普通铸铁管的性能比较
球墨铸铁管的制作过程是在普通铸铁管的原材料中添加了镁、钙等碱土金属或稀有金属铸造而成的。球墨铸铁管的铸造工艺有连续铸造法、热模铸造法和水冷法，其中水冷法为当今世界最先进工艺。球墨铸铁管与普通铸铁管相比，不仅保持了普通铸铁管的抗腐蚀性，而且具有强度高、韧性好、壁薄、重量轻、耐冲击、弯曲性能大、安装方便等优点。因此球墨铸铁管不但在国外普遍采用，而且在国内也得到了很好的推广使用。在我国很多地区，球墨然铸铁管在中、小口径的给水管中已普遍采用。
2 球墨铸铁管与钢管的性能比较
钢管可分为有缝钢管和无缝钢管，在给水管道中一般采用有缝管。与球墨铸铁管相比，钢管具有韧性好、抗拉强度大、管壁薄、耐高压、管材长、接口少等优点。钢管最大的缺点是耐腐蚀性差、价格高。因此在一般情况下，除了小口径管道及特殊工程（例如顶管工程等）外，在中、大口径给水管中很少采用。
3 球墨铸铁管与预应力钢筋混凝土管的性能比较
在城市给水中，预应力钢筋混凝土管适用于大口径的管道（最大口径已超过2 000 mm），与球墨铸铁管相比具有以下特点:1）节约能源,主要材料为砂、石，可就地取材。2）重量大、质地脆、切凿困难、施工难度相对较大。3）工作压力比球墨管低20%～40%，为0.15～2.5 MPa。4）最大偏转角度为1.5度，而球墨铸铁管最大可达3.0度，因此预应力钢筋混凝土管的地形适应能力差。
4 球墨铸铁管与PVC塑料管的性能比较
与球墨铸铁管相比，PVC管材的特点是内壁光滑、重量轻、耐腐蚀、防结垢性能好、价格低等，但缺点也较多，主要有以下几点:1）易老化、热胀冷缩大，不宜长期受日光照射，保存室温不宜大于40度。2）强度低、抗压性能差，施工不当易引起变形。3）刚性差，可挠度差，易引起口漏。
尽管塑料管存有上述缺点，但是从能源角度来看,其发展是乐观的。在很多城市，小口径塑料管已在建筑物中取代钢管,个别城市（例如烟台、沈阳等）已把塑料管用到300～400 mm口径较大的管道上。
5 聚乙烯给水管分析比较
聚乙烯材料由于其强度高、耐腐蚀、无毒等特点，被广泛应用于给水管制造领域。它不会生锈，是替代普通铁给水管的理想管材。
1）具有优良的耐腐蚀性和较长使用寿命。聚乙烯为无惰性材料，除少量强氧化剂外，可耐多种化学药品侵蚀，且不易滋生细菌。众所周知钢管、铸铁管被塑料管所取代的原因不仅是因为塑料管材输水能耗低、生活能耗低、重量轻、水流阻力小、安装简便迅速、造价低、寿命长、具有保温功能等，还因为聚乙烯管材耐腐蚀、不易滋生微生物等性能。聚乙烯管材的使用寿命为50年以上,这一点不仅已为国际标准和国外的一些先进标准所确认，而且已经被实践所证明。
2）聚乙烯具有非常突出的耐低温性能，低温脆化点为-70℃，优于其他管道。
3）聚乙烯具有良好的快速裂纹增长断裂韧性。
4）聚乙烯具有独特的柔韧性和优良的耐刮痕的能力。
聚乙烯管道系统的挠性有着巨大的技术经济价值。聚乙烯的挠性是一个重要的性质，它极大地提高了该材料对于管线工程的价值。良好的挠性使聚乙烯管可以盘卷，以较长的长度进行供应，避免了大量的接头和管件。聚乙烯独特的柔韧性能够有效地抵抗地下运动和端载荷。从表面上看，强度和刚性方面,塑料埋地管不及水泥管及金属管道，但从实际应用看，塑料埋地管是属于“柔性管”，在正确设计和铺设施工下塑料埋地管是和周围土壤共同承受负载的。所以塑料埋地管不需要达到“钢性管”一样的强度和刚性就可以满足埋地使用的力学性能的要求。聚乙烯的压力松弛特性可有效地通过形变而消耗应力，其实际轴向应力水平远比理论计算值低，而且其断裂伸长率一般都大于500%，弯曲半径可以小到管直径的20～25倍，是一种高韧性材料，对地基不均匀沉降的适应能力非常强。这些特点使其成为抵御地震、地基沉降以及温差伸缩的最为优秀的管道。
统计数字表明，聚乙烯管的漏损率不到十万分之二，远远低于球墨铸铁管的2～3%，大幅度提高了管道的安全性和经济效益，这也是燃气管道较多地使用聚乙烯管的非常重要的原因。
6 小结
从以上管材的性能比较分析中可看出，不同管材性能是不同的，各有优缺点。在选用管材过程中，必须从管材性能、地域特点、地形特征、施工技术等各方面综合考虑，才能保证所选材料的合理性。
