1 管材結(jié)構(gòu)
HDPE(高密度聚乙烯)塑料管材是一種內(nèi)壁光滑,由螺旋纏繞或擠塑工藝制成的非金屬塑料管材,該管材不僅具有良好的經(jīng)濟(jì)性,而且具備接口穩(wěn)定可靠、材料抗沖擊、抗開裂、耐老化、耐腐蝕等一系列優(yōu)點?;炷凉苡射摻钭鳛榧訌姽羌芘c水泥沙漿復(fù)合而成?;炷凉艿脑牧陷^易獲得,價格較低,制造簡單方便;主要缺點是抗腐蝕性較差,不宜輸送酸性、堿性較強的工業(yè)廢水;管節(jié)較短,接頭多,施工復(fù)雜,抗?jié)B、抗漏性差。
2 性能參數(shù)
3 抗化學(xué)性
混凝土管抗化學(xué)性比鋼管要好,但比 HDPE 排水塑料管差得多。廢水中的固狀物不以懸浮態(tài)存在時,會生成硫化氫,而水泥耐硫化氫性能很差。這種現(xiàn)象在廢水收集管流速較慢時經(jīng)常發(fā)生。HDPE 排水塑料管對絕大多數(shù)廢水均有優(yōu)良的抗化學(xué)性。除一些無極性物質(zhì)如酒精、鹵族元素及其芳香烴等外,HDPE 排水塑料管的抗化學(xué)性均優(yōu)于混凝土管。聚乙烯管現(xiàn)在已被用于混凝土管修復(fù)的內(nèi)襯管;或在對抗腐蝕性要求較高的環(huán)境也用于新裝混凝土管的內(nèi)襯。
4 水力性能
HDPE 排水塑料管的摩擦系數(shù)是 0.009~0.01,而混凝土管摩擦系數(shù)是 0.013~0.014,增加的 20~30%摩擦系數(shù)對管道的流動阻力影響比較大。
5 抗磨性能比較
抗磨性能指材料抗機械磨損的能力。對于排污系統(tǒng)、排水系統(tǒng)及涵洞用管材,由于其中含有粗沙、懸浮固體物對管壁持續(xù)磨損,因而需要更高的抗磨性?;炷凉懿牡目鼓バ詴蚋g的影響而降低,因此對特定的使用條件必須加以評估。在試驗條件下,HDPE 塑料管的耐磨性比混凝土管高 3~5 倍。事實上,聚乙烯材料是所有管道材料當(dāng)中耐磨性的。
6 安裝
HDPE 排水塑料管安裝時基于柔性管道安裝方法,自身對地殼變化、不均勻沉降適應(yīng)性比較強,加上 HDPE 排水塑料管五種連接方式對安裝適應(yīng)性也比較強,所以敷設(shè)時對地基要求、回填材料、密實度要求相對較松?;炷凉馨惭b時基于剛性管安裝方法,加上采用承插連接方式,因此混凝土管對地基要求、回填材料、密實度要求相對要嚴(yán)格。
7 技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較
雖然 HDPE 排水塑料管材料費比混凝土管材料費高,但在實際工程中獲知,兩種管材工程總造價基本持平。另外,HDPE 排水塑料管要比混凝土管顯現(xiàn)出更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益:(1)大大縮短工期和縮小施工難度:由于 HDPE 排水塑料管質(zhì)量遠(yuǎn)輕于混凝土管材,非常容易搬運,所以大大縮小了施工難度;并且 HDPE 排水塑料管最短為 6 米一根,而混凝土管為 2.5 米一根,大大縮短工期。(2)HDPE 排水塑料管對溝底要求不高:由于混凝土管材為鋼性管,為保證承插效果,溝底必須處理平整,打基礎(chǔ)層,并且要求施工人員有的責(zé)任心。HDPE 排水塑料管為柔性管,對溝底要求不高。(3)HDPE 排水塑料管對地面下沉或地殼變動時不斷裂;HDPE 排水塑料管的伸長率為混凝土管的 20 多倍,是 PVC的六倍半,其斷裂伸長率卻非常高,延伸性很強。這就意味著當(dāng)?shù)孛嫦鲁粱虬l(fā)性地震時地殼有變動的情況下,HDPE 排水塑料管能夠產(chǎn)生抗性變形而不斷裂。這一點遠(yuǎn)優(yōu)于混凝土管,也優(yōu)于有明顯脆性的 PVC 管。(4)HDPE 排水塑料管的滲透率遠(yuǎn)低于混凝土管材,低于 2%,對地下水不會造成二次污染;混凝土管材無彈性,雖然配有膠圈,但密封效果差,特別是施工人員由于混凝土管材重,不好施工,索性不管承插的效果,導(dǎo)致膠圈失去作用,從而使管材泄漏率提高。(5)HDPE排水塑料管使用壽命長,50 年以上。PE 管的安全使期為 50年以上,這一點不僅已為國際標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)所證明,而且
已被先進(jìn)國家證明。混凝土管理論上使用壽命 20 年,但是其為硅酸鹽類,長期受到酸堿的腐蝕,壽命大大降低。全國各地均有混凝土管材由于污水滲漏導(dǎo)致地面下沉,接口斷裂,幾年內(nèi)就不得不更換的實例。(6)HDPE 排水塑料管內(nèi)表面光滑,不帶正負(fù)電核,不結(jié)垢?;炷凉懿囊捉Y(jié)垢,結(jié)垢后,使管徑縮小,影響通流量。(7)HDPE 排水塑料管質(zhì)量輕,便于運輸與安裝,無損耗;混凝土管材質(zhì)量重,不便于運輸與安裝,并且在運輸與安裝時易損耗。(8)當(dāng)管道通過流量、坡降及埋深相同時,HDPE 可以比混凝土管小一兩個型號;HDPE 內(nèi)表面粗糙系數(shù)為 0.009,混凝土管材內(nèi)表面粗糙系數(shù)為 0.014,按照世界公認(rèn)的謝才定律,進(jìn)行同流量計算,HDPE管材可以比混凝土管材小兩個型號,而實際應(yīng)用中,建議小一個型號即可。如設(shè)計為 DN600 口徑的混凝土管材可以用DN500 口徑的 HDPE 排水塑料管替換。
8 連接系統(tǒng)
HDPE 排水塑料管連接方式:熱熔對接焊、熱收縮套(帶)連接、電熱熔帶連接、不銹鋼活套連接等多種連接方式,施工簡單方便,密封性好,強度高。相連的多根管如同一根一樣,整體柔性更好,故較能適應(yīng)地基較差條件下的施工及地基沉降,特別是在沿海地區(qū),地基均較差,沉降嚴(yán)重,HDPE排水塑料管能夠大幅度適應(yīng)不均勻沉降?;炷凉苓B接方式有兩種:
其一,采用承插(中間加密封圈)連接方法,連接特點簡單,但不可靠,由于地殼變化及不均勻沉降造成連接處脫開,產(chǎn)生泄漏;其二,采用承插(水泥沙漿封口)連接,連接特點相對簡單,但不可靠,由于地殼變化及不均勻沉降容易造成泄漏。綜上所述,混凝土管在實際工程應(yīng)用中存在很多問題,隨著社會的發(fā)展以及施工技術(shù)的革新,HDPE 排水塑料管以其質(zhì)輕、化學(xué)性能好、通流能力強、施工方便以及環(huán)保等諸多優(yōu)點,將不可避免代替?zhèn)鹘y(tǒng)埋地混凝土管,HDPE 排水塑料管在工程中的應(yīng)用會越來越多,應(yīng)用領(lǐng)域也會越來越廣泛。