重慶市后勤工程學(xué)院  劉兆勇 吳恬 丁昭霞 王惠光
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    摘要：本文回顧了建筑給水管材的發(fā)展，分析了建筑給水管材的現(xiàn)狀；指出鋁塑復(fù)合管作為一種新型建筑給水管材正得到廣泛應(yīng)用，就鋁塑復(fù)合管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、優(yōu)越性進(jìn)行了論述，并就經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了比較。
    關(guān)鍵詞：建筑給水管材 鋁塑復(fù)合管 經(jīng)濟(jì)性

一、建筑給水管材的發(fā)展及現(xiàn)狀

    建筑給水采用傳統(tǒng)的鍍鋅鋼管已有近百年的歷史。鍍鋅鋼管強(qiáng)度高，但存在如下不足：（1）笨重，不易彎曲，長(zhǎng)距離敷設(shè)需分段連接，接頭多，易漏滲；（2）連接方式煩瑣，需絞螺紋；（3）管壁粗糙、易銹蝕，造成流通截面小，同時(shí)水質(zhì)易受污染；（4）壽命短，一般在10年左右。如果采取有色金屬材料或防銹措施進(jìn)行處理，則管材價(jià)格昂貴。
    近年來(lái)，銅管、新型塑料管材得到了大力發(fā)展。在復(fù)合材質(zhì)方面，出現(xiàn)了襯里銅管和鋁塑復(fù)合管。鋁塑復(fù)合管，被建材專家稱為“第四代新型管材”，它的出現(xiàn)，帶來(lái)了給水管材的革命。目前，常見給水管材見表1。

表1 常見建筑給水管材一覽表

    1999年12月15日，建設(shè)部、國(guó)家經(jīng)貿(mào)委、國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局、國(guó)家建材局聯(lián)合發(fā)文《關(guān)于在住宅建設(shè)中淘汰落后產(chǎn)品的通知》（建住房[1999]295號(hào)）：從2000年6月1日起，在城鎮(zhèn)新建住宅中，建筑給水管道禁止使用鍍鋅鋼管，“推廣應(yīng)用鋁塑復(fù)合管等新型管材”。

二、鋁塑復(fù)合管自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

    鋁塑復(fù)合管基本結(jié)構(gòu)為五層復(fù)合而成，即：HDPE-粘膠劑-鋁管-粘膠劑-HDPE，或PEX-粘膠劑-鋁管-粘膠劑-PEX。鋁管接縫焊接方法有兩種：搭接型和對(duì)接型。目前，我國(guó)尚無(wú)鋁塑復(fù)合管國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。但已有多家企業(yè)可生產(chǎn)符合美國(guó)ASTM-93a標(biāo)準(zhǔn)（美國(guó)材料與測(cè)試協(xié)會(huì)高溫高壓鋁塑復(fù)合管標(biāo)準(zhǔn)）的鋁塑復(fù)合管。
    鋁塑復(fù)合管結(jié)合了高分子材料HDPE/PEX、鋁合金的各自特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)物理復(fù)合和化學(xué)復(fù)合過(guò)程，將各自優(yōu)點(diǎn)得以充分發(fā)揮。

2.1 材料特點(diǎn)
    （1）HDPE/PEX
    HDPE/PEX系半結(jié)晶性飽和碳?xì)浠衔铮砸蚁閱误w聚合而成，分子式為（CH₂-CH₂）n。該聚合物密度大，軟化點(diǎn)高，燃點(diǎn)高，拉伸屈服強(qiáng)度大，脆化溫度低，具有較好的耐溶劑性、乃蒸氣滲透性和耐環(huán)境應(yīng)力開裂性。其化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，耐酸、堿及各種化學(xué)腐蝕物。此外，生產(chǎn)鋁塑復(fù)合管的聚乙烯符合現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“聚乙烯衛(wèi)生樹脂標(biāo)準(zhǔn)”（GBN88-80）和“聚乙烯成型品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)”（GBN84-80）。
    （2）高強(qiáng)度鋁合金
    鋁合金管作為復(fù)合管道的內(nèi)襯，發(fā)揮了金屬管的優(yōu)點(diǎn)。（1）一致性保證了100%隔氧，氧氣滲透率為零，徹底消除塑料管透氣性的缺陷；（2）良好的塑性變形能力，能吸收塑料管彎曲時(shí)的反彈能量，使復(fù)合管能任意成型而不反彈；（3）線膨脹系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于塑料，兩者結(jié)合可以使復(fù)合管的綜合線膨脹系數(shù)大大見效，保持管道的穩(wěn)定；（4）良好的導(dǎo)熱性能，可以消除塑料的熱能積聚，形成縱向散熱帶，增強(qiáng)復(fù)合管的耐熱能力。
    （3）熱融粘膠劑
    要將HDPE/PEX和鋁合金的上述優(yōu)點(diǎn)充分發(fā)揮，關(guān)鍵還在于使“復(fù)合”時(shí)鋁塑之間的熱融粘劑具有如下特性：（1）與HDPE/PEX、鋁合金存在良好的親和能力，與兩者都能牢固粘連；（2）線膨脹系數(shù)、拉伸強(qiáng)度、熱融指數(shù)等物性介于HDPE/PEX之間；（3）較高的耐熱性，能夠在熔融狀態(tài)使用；（4）擠塑加工方便。

2.2 復(fù)合工藝
    制造時(shí)鋁塑復(fù)合工藝是關(guān)鍵，機(jī)械連接、化學(xué)膠粘是不行的。采用物理復(fù)合與化學(xué)復(fù)合的方法，使HDPE/PEX處于高溫熔融狀態(tài)，鋁合金處于加熱狀態(tài)，在鋁合金和HDPE/PEX之間再擠入熱融粘膠劑，形成良好的五層結(jié)構(gòu)。最后再通過(guò)高溫高壓，形成鋁塑復(fù)合管。

三、鋁塑復(fù)合管作為建筑給水管的優(yōu)勢(shì)

3.1 機(jī)械及物理性能良好
    耐壓、耐沖擊、抗破裂能力強(qiáng)。塑性變形能力好，能在一定半徑范圍內(nèi)，任意彎曲，不反彈；同時(shí)，有一定彈性，能減弱水錘現(xiàn)象，消除流體壓力沖擊和噪聲。易于盤繞，連續(xù)長(zhǎng)度可達(dá)200m以上。重量輕，相同流通直徑鋁塑復(fù)合管重量上是銅管的1/3~1/4，是鍍鋅鋼管的1/15~1/17；運(yùn)輸安裝輕便快捷，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。保溫性能良好，導(dǎo)熱系數(shù)是鍍鋅鋼管的1/110，是銅管的1/700；用于熱水時(shí)，一般情況不用保溫。耐燃性能良好。耐溫性能好，HDPE復(fù)合管工作溫度-40~60℃。防老化性能好，冷脆溫度低，防紫外線，抗熱老化能力強(qiáng)，壽命長(zhǎng)。

3.2 耐腐蝕、衛(wèi)生性能良好
    耐酸、堿、鹽的腐蝕，不需要進(jìn)行防腐處理；不銹蝕，保證供水的潔凈。鋁塑復(fù)合管耐腐蝕情況見表2。

表2 鋁塑復(fù)合管耐腐蝕情況表

    鋁塑復(fù)合管內(nèi)壁光滑，不積水垢，流體阻力小，流量大。內(nèi)層為衛(wèi)生級(jí)的HDPE/PEX，加工中不加入任何重金屬類的穩(wěn)定劑，無(wú)毒性，耐腐蝕，不積水垢和滋生微生物，中間鋁層隔離氧氣，是理想的建筑給水管材。

3.3 安裝使用方便
    能夠連續(xù)長(zhǎng)度幾十米、幾百米敷設(shè)，減少接頭；能夠自行彎曲，減少?gòu)濐^。管道類別齊全，有普通管、耐高溫管及特殊用途管等。接頭配件齊全，接頭和管子均不用加工螺紋，采用嵌入壓裝式，不需專業(yè)管道工安裝。鋁塑復(fù)合管與其他管材的性能比較見表3。

表3 鋁塑復(fù)合管與其他管材性能比較表

（注：空白格表示不需要工具或能源）
3.4 經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題
    不同管材的單位長(zhǎng)度費(fèi)用見表4。

表4 單位長(zhǎng)度不同管材費(fèi)用比較表

    表4表明，材料費(fèi)上，鋁塑復(fù)合管比鍍鋅管要高一些，但比高檔的銅管和不銹鋼管則低得多。但如果把材料費(fèi)、使用年限和安裝工時(shí)等綜合因素都相加起來(lái)，鋁塑復(fù)合管的造價(jià)大大低于鍍鋅管，更比銅管低許多。不難看出：作為冷水管時(shí)鋁塑復(fù)合管比鍍鋅鋼管的一次性投入要高；但年均費(fèi)僅為鍍鋅鋼管的30%左右。作熱水管使用時(shí)，鋁塑復(fù)合管無(wú)論從一次性投入還是年均費(fèi)用上都比銅管低。