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混凝土管+PE給水管襯層:市政給水管新選擇

時(shí)間2018-11-27 8:34:19 作者:本站原創(chuàng)
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  混凝土管道因?yàn)楣こ淘靸r(jià)比較低,近百年來一直在我國市政建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。但是,該產(chǎn)品存在耐化學(xué)腐蝕性差、管接口處易滲漏、受地質(zhì)沉降影響大等明顯缺點(diǎn),制約著該產(chǎn)品在我國更多市政給水工程中的應(yīng)用。而歐洲國家通過對該產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)改造,開發(fā)并推廣應(yīng)用了一種新的管道產(chǎn)品———混凝土管+PE給水管,并使這種新產(chǎn)品成為輸水、排水和化工輸液工程中管道品種的新選擇。

混凝土管襯塑技術(shù)設(shè)計(jì)

  混凝土管內(nèi)壁的襯層可選用HDPE材料。由HDPE材料組成的這種襯層具有諸多優(yōu)點(diǎn):耐化學(xué)腐蝕性;摩擦系數(shù)低,可提高管道輸水能力;衛(wèi)生可靠,可輸送飲水。管道接口可用HDPE焊接,安全可靠,可防止污染地下水;柔韌性好,耐低溫,具有抗地質(zhì)沉降變形的能力。此外,HDPE襯層符合EN10204(DIN50049)標(biāo)準(zhǔn),無孔隙,經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明:厚度為1毫米的HDPE,其防漏性相當(dāng)于200毫米厚的混凝土。

  綜上所述,由HDPE襯層和混凝土管所形成的復(fù)合型管道,是一種綜合性能優(yōu)秀的市政給水管道。

 

混凝土管內(nèi)襯塑料的力學(xué)性能分析

  一、HDPE內(nèi)襯層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
  1.HDPE材料是一種非極性高分子材料,它與混凝土表面不具有親和性。HDPE內(nèi)襯層外壁上嵌有相當(dāng)數(shù)量的Y字型或倒錐形凸釘,借助凸釘,襯層將在軸向和徑向以同等附著力嵌埋在混凝土管內(nèi)壁上。
  2.HDPE內(nèi)襯層上的凸釘和板之間沒有焊縫,剪切力很大,軸向或徑向剪切力能高達(dá)1800牛頓。3.HDPE內(nèi)襯層和混凝土整體結(jié)合,使管材的環(huán)剛度得到很大的提高。
  二、混凝土管內(nèi)襯塑料的力學(xué)性能
  法國東部區(qū)域?qū)嶒?yàn)室的試驗(yàn)顯示:混凝土管在受力65牛頓時(shí)變形兩毫米即斷裂。而內(nèi)襯HDPE的混凝土管,在受力85牛頓時(shí)變形1.8毫米,但未斷裂。這兩種管道都是混凝土受力,說明HDPE襯層起到了增強(qiáng)作用。試驗(yàn)顯示:混凝土管內(nèi)襯塑料后抗壓強(qiáng)度比無內(nèi)襯的混凝土管提高了兩倍。
  試驗(yàn)還顯示:沒有內(nèi)襯HDPE的混凝土管,當(dāng)變形7.5毫米時(shí),環(huán)剛度為140千牛,而帶內(nèi)襯的混凝土管變形25毫米時(shí)環(huán)剛度為260千牛,在變形12.5毫米時(shí)環(huán)剛度為180千牛,是剛性變形,而12.5毫米~25毫米變形階段為彈性變形。
  三、混凝土管內(nèi)襯塑料破環(huán)后狀態(tài)分析
  混凝土內(nèi)襯塑料后環(huán)剛度得到大幅度提高,德國Oldenburg的IRO機(jī)構(gòu)測試過程發(fā)現(xiàn):當(dāng)管頂端受壓,水平和垂直方位出現(xiàn)斷裂,但內(nèi)襯層并為斷裂,與混凝土未出現(xiàn)剝離、塑料內(nèi)襯層完整無損,仍保持對流體的密封性。

混凝土管內(nèi)襯塑料的連接方法

  生產(chǎn)混凝土管時(shí),將塑料內(nèi)襯層按必要的直徑焊接成筒,置入到混凝土管的模胎上,這個(gè)系統(tǒng)可應(yīng)用于現(xiàn)有的混凝土管生產(chǎn)過程中。塑料內(nèi)襯層的厚度原則上是3毫米~5毫米,也可以更薄,視管材在工程中埋深、地下水位高度等條件而定。
  HDPE內(nèi)襯層混凝土管的接口基本有三種形式:管套帶有揭條式、管套帶有內(nèi)襯重疊式、無管套平口連接式。混凝土管內(nèi)襯塑料的三種連接方法都需要擠出焊接機(jī),焊條為同等材質(zhì)的HDPE,直徑為4毫米。所有焊接應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行德國DVS220P1熱塑性材料擠出焊接標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定的工藝規(guī)程和工藝方案。

PE給水管

PE給水管

混凝土管內(nèi)襯塑料應(yīng)用領(lǐng)域分析

  一、供水配套工程中的應(yīng)用。
  美國每年要鋪設(shè)約2.3×104千米的供水管道,其中12.5%為PPC管、水泥管(47.7%為球墨鑄鐵管,38.7%為塑料管)。大口徑以預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管為主。由于預(yù)應(yīng)力混凝土管襯塑后可在諸如偏酸性粘土等地質(zhì)條件惡劣的場合鋪設(shè),還可降低諸如鋼管等大口徑金屬類供水管道的工程綜合造價(jià),因此,預(yù)應(yīng)力混凝土管內(nèi)襯塑料后管材的應(yīng)用前景是非常可觀的。
  二、城市排水系統(tǒng)工程中的應(yīng)用。
  城市無壓排水或低壓排水可用混凝土管或鋼筋混凝土管襯塑,這兩種管道可改善混凝土管在接口處易滲漏的缺點(diǎn),可提高城市排水管網(wǎng)的運(yùn)行壽命。
  三、遠(yuǎn)程調(diào)水工程的應(yīng)用。
  大口徑管道調(diào)水工程的造價(jià)主要體現(xiàn)在管材和管道的連接方面,顯然,在管道系統(tǒng)材質(zhì)的選擇上,混凝土管內(nèi)襯塑是最理想的。
  2002年德國斯圖回特調(diào)水工程又一次應(yīng)用了混凝土管內(nèi)襯塑料,顯示出新型混凝土管的生命力。
  四、城市污水處理廠中水回用遠(yuǎn)程輸送中的應(yīng)用。
  由城市污水處理廠輸出的中水管路系統(tǒng)內(nèi)壓力在0.5兆帕以上,HDPE雙壁波紋管不能應(yīng)用,實(shí)踐中人們傾向于價(jià)格較低的混凝土管,因此內(nèi)襯塑是最理想的選擇,可以提高中水輸送管路系統(tǒng)的運(yùn)行壽命。

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