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排水管道材料发展研究的国内外文献综述

1.1常见排水管道用管材

新型排水管道种类众多，目前在市政排水设施中使用广泛的有钢筋碇管（RCP）、

硬聚氯乙烯（UPVC）管、高密度聚乙烯（HDPE）管和玻璃钢夹砂管（RPMP）这几

种。

（1）钢筋碇管（RCP）

钢筋碇管是一种传统管材，在市政排水管道中使用最广泛，它具有抗压性高、耐

以性好、制造门槛低、价格便宜等优点，在我国城镇建设和农田水利建设中作为排水

管材被大量使用，取得了良好的会效益和经济效益］。国内生产的管材，大多为

400-3000毫米管径，2-3米管长的碇管。早期我国采用的工艺主要为离心式，接口为

平口或企口，碇管管壁在D/10-D/12之间。铺设碇管管道时，需要根据不同的埋深，

现浇不同包角的底座，在管道接口之间采用水泥砂浆抹带和填缝，施工费时费力。为

了适应时代的发展，钢筋碇管除了普通混凝土圆管以外，还研发了异型管、矩形涵管

和内衬式复合管。目前除雨水管以外的钢筋碇管，柔性接口已基本取代刚性接口口1］。

（2）硬聚氯乙烯管（UPVC）

这种管材以聚氯乙烯树脂为生产材料，管材截面为方孔“工〃字型，结构为密封

式。其生产工艺是由厂家直接生产型材，并将型材运输到施工现场，直接使用特制缠

绕机缠绕成型，优点是重量轻、强度高、运输方便、施工速度快等，性能明显优于传

统管材。由于该管材可直接在施工现场加工成型，根据检查井间距长度加工，安装连

接密封性好，因此也被广泛用于各领域。

（3）高密度聚乙烯管（HDPE）

原材料以高密度聚乙烯树脂为主，管材在热熔融状态下采用特殊挤出成型工艺制

成。该管材可分为双壁波纹管和双壁缠绕管。这种管材具有强度高、刚性好、耐腐蚀、

使用寿命长、施工快捷方便等优点，在市政给排水工程中被大量应用。属于柔性管材，

具有良好的柔韧性及柔性接口抗不均匀沉降性能。自身重量轻，施工过程中不需要大

型吊装设备，降低了吊装成本，也提高了施工速度。

（4）玻璃钢夹砂管（RPMP）

20世纪70年代，在纯玻璃钢管的中间加入树脂砂浆层，诞生了新的管材的。它

是以环氧树脂和玻璃纤维为基体，石英砂为辅料，采用连续纤维和加砂工艺成型，管

壁中间区域做成树脂砂浆层以增加管壁厚度，通过缠绕法等工艺制成的新型复合材料。

该管材的管壁结构可分为：内衬层、内缠绕层、夹砂层、外缠绕层、外保护层，在原

有玻璃钢管优点的基础上，既提高了刚度，又降低了成本。优点是耐腐蚀性能好、轻

质高强、安装方便和综合投资低。

1.2国外发展状况

20世纪40年代初，由德国人首先生产出塑料管材，并应用于给排水工程中。随

着科技和制造技术的不断进步，国外对于塑料管材的研究也在持续深入，各领域内的

传统管材逐渐被其取代，凭借各方面优越性，其替代速度非常惊人，开始占据市场主

导地位。在1980-1990年中，塑料管材以每年8%的速率在增长，而除此之外其它管

材只以每年2%的速率在增长，只有塑料管材的四分之一。

用于塑料管材的材料主要有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯以及玻璃钢等。聚乙烯:

20世纪50年代，第一代聚乙烯管材专用材料被研制出来，这种材料耐慢速裂纹扩展

(SCG)性能较差，高温下较短的时间就会发生脆性破坏。第二代聚乙烯管材专用材

料于70年代产生，与第一代相比材料耐SCG性能提高，因此聚乙烯管的静液压性能

有了较大的改善。第三代聚乙烯管材具有更高的耐SCG性能和静液压强度，在80C

试验周期内不出现胞性破坏。聚氯乙烯：是受引发剂作用，由氯乙烯聚合所形成的一

种热塑性树脂，聚氯乙烯属于高分子聚合物的一种，可以随着温度的变化，呈现出三

种不同的状态，分别是黏流态、玻璃态与高弹态。其中，处于黏流态的高聚物分子,

流动性相对良好，可以用于挤出或注塑。玻璃钢：基体树脂包括内衬树脂和结构层缠

绕树脂，内衬树脂选择食品级间苯型不饱和聚酯树脂，结构树脂选用邻苯型不饱和聚

酯树脂；增强材料包括无碱玻璃纤维表面毡、无碱针织毡、无碱缠绕纱、无碱玻璃纤

维增强布以及石英砂等。

80年代开始，塑料管发展上升至崭新高度，欧美各国不仅继续开展其品种研发

工作，而且主要精力慢慢放在增强其性能与管材上，纷纷研制出异型、复合型等一系