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HDPE 排水塑料管与混凝土管的简要对比分析

来源:http://www.shandonghuihuang.cn/news11670.html   发布时间:2018/8/17 10:23:00

HDPE 排水塑料管与混凝土管的简要对比分析

1  管材结构
HDPE(高密度聚乙烯)塑料管材是一种内壁光滑,由螺旋缠绕或挤塑工艺制成的非金属塑料管材,该管材不仅具有良好的经济性,而且具备接口稳定可靠、材料抗冲击、抗开裂、耐老化、耐腐蚀等一系列优点。混凝土管由钢筋作为加强骨架与水泥沙浆复合而成。混凝土管的原材料较易获得,价格较低,制造简单方便;主要缺点是抗腐蚀性较差,不宜输送酸性、碱性较强的工业废水;管节较短,接头多,施工复杂,抗渗、抗漏性差。
2  性能参数

 

3  抗化学性
混凝土管抗化学性比钢管要好,但比 HDPE 排水塑料管差得多。废水中的固状物不以悬浮态存在时,会生成硫化氢,而水泥耐硫化氢性能很差。这种现象在废水收集管流速较慢时经常发生。HDPE 排水塑料管对绝大多数废水均有优良的抗化学性。除一些无极性物质如酒精、卤族元素及其芳香烃等外,HDPE 排水塑料管的抗化学性均优于混凝土管。聚乙烯管现在已被用于混凝土管修复的内衬管;或在对抗腐蚀性要求较高的环境也用于新装混凝土管的内衬。
4  水力性能
HDPE 排水塑料管的摩擦系数是 0.009~0.01,而混凝土管摩擦系数是 0.013~0.014,增加的 20~30%摩擦系数对管道的流动阻力影响比较大。
5 5 抗磨性能比较
抗磨性能指材料抗机械磨损的能力。对于排污系统、排水系统及涵洞用管材,由于其中含有粗沙、悬浮固体物对管壁持续磨损,因而需要更高的抗磨性。混凝土管材的抗磨性会因腐蚀的影响而降低,因此对特定的使用条件必须加以评估。在试验条件下,HDPE 塑料管的耐磨性比混凝土管高 3~5 倍。事实上,聚乙烯材料是所有管道材料当中耐磨性最好的。
6 6 安装
HDPE 排水塑料管安装时基于柔性管道安装方法,自身对地壳变化、不均匀沉降适应性比较强,加上 HDPE 排水塑料管五种连接方式对安装适应性也比较强,所以敷设时对地基要求、回填材料、密实度要求相对较松。混凝土管安装时基于刚性管安装方法,加上采用承插连接方式,因此混凝土管对地基要求、回填材料、密实度要求相对要严格。
7  技术经济比较
虽然 HDPE 排水塑料管材料费比混凝土管材料费高,但在实际工程中获知,两种管材工程总造价基本持平。另外,HDPE 排水塑料管要比混凝土管显现出更多的经济效益和社会效益:(1)大大缩短工期和缩小施工难度:由于 HDPE 排水塑料管质量远轻于混凝土管材,非常容易搬运,所以大大缩小了施工难度;并且 HDPE 排水塑料管最短为 6 米一根,而混凝土管为 2.5 米一根,大大缩短工期。(2)HDPE 排水塑料管对沟底要求不高:由于混凝土管材为钢性管,为保证承插效果,沟底必须处理平整,最好打基础层,并且要求施工人员有绝对的责任心。HDPE 排水塑料管为柔性管,对沟底要求不高。(3)HDPE 排水塑料管对地面下沉或地壳变动时不断裂;HDPE 排水塑料管的伸长率为混凝土管的 20 多倍,是 PVC的六倍半,其断裂伸长率却非常高,延伸性很强。这就意味着当地面下沉或发性地震时地壳有变动的情况下,HDPE 排水塑料管能够产生抗性变形而不断裂。这一点远优于混凝土管,也优于有明显脆性的 PVC 管。(4)HDPE 排水塑料管的渗透率远低于混凝土管材,低于 2%,对地下水不会造成二次污染;混凝土管材无弹性,虽然配有胶圈,但密封效果差,特别是施工人员由于混凝土管材重,不好施工,索性不管承插的效果,导致胶圈失去作用,从而使管材泄漏率提高。(5)HDPE排水塑料管使用寿命长,50 年以上。PE 管的安全使期为 50年以上,这一点不仅已为国际标准和国内标准所证明,而且
已被先进国家证明。混凝土管理论上使用寿命 20 年,但是其为硅酸盐类,长期受到酸碱的腐蚀,寿命大大降低。全国各地均有混凝土管材由于污水渗漏导致地面下沉,接口断裂,几年内就不得不更换的实例。(6)HDPE 排水塑料管内表面光滑,不带正负电核,不结垢。混凝土管材易结垢,结垢后,使管径缩小,影响通流量。(7)HDPE 排水塑料管质量轻,便于运输与安装,无损耗;混凝土管材质量重,不便于运输与安装,并且在运输与安装时易损耗。(8)当管道通过流量、坡降及埋深相同时,HDPE 可以比混凝土管小一两个型号;HDPE 内表面粗糙系数为 0.009,混凝土管材内表面粗糙系数为 0.014,按照世界公认的谢才定律,进行同流量计算,HDPE管材可以比混凝土管材小两个型号,而实际应用中,建议小一个型号即可。如设计为 DN600 口径的混凝土管材可以用DN500 口径的 HDPE 排水塑料管替换。
8  连接系统
HDPE 排水塑料管连接方式:热熔对接焊、热收缩套(带)连接、电热熔带连接、不锈钢活套连接等多种连接方式,施工简单方便,密封性好,强度高。相连的多根管如同一根一样,整体柔性更好,故较能适应地基较差条件下的施工及地基沉降,特别是在沿海地区,地基均较差,沉降严重,HDPE排水塑料管能够大幅度适应不均匀沉降。混凝土管连接方式有两种:
其一,采用承插(中间加密封圈)连接方法,连接特点简单,但不可靠,由于地壳变化及不均匀沉降造成连接处脱开,产生泄漏;其二,采用承插(水泥沙浆封口)连接,连接特点相对简单,但不可靠,由于地壳变化及不均匀沉降容易造成泄漏。综上所述,混凝土管在实际工程应用中存在很多问题,随着社会的发展以及施工技术的革新,HDPE 排水塑料管以其质轻、化学性能好、通流能力强、施工方便以及环保等诸多优点,将不可避免代替传统埋地混凝土管,HDPE 排水塑料管在工程中的应用会越来越多,应用领域也会越来越广泛。

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