建筑给水管材-铝塑复合管

重庆市后勤工程学院  刘兆勇 吴恬 丁昭霞 王惠光
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    摘要：本文回顾了建筑给水管材的发展，分析了建筑给水管材的现状；指出铝塑复合管作为一种新型建筑给水管材正得到广泛应用，就铝塑复合管的结构特点、优越性进行了论述，并就经济性进行了比较。
    关键词：建筑给水管材 铝塑复合管 经济性

一、建筑给水管材的发展及现状

    建筑给水采用传统的镀锌钢管已有近百年的历史。镀锌钢管强度高，但存在如下不足：（1）笨重，不易弯曲，长距离敷设需分段连接，接头多，易漏渗；（2）连接方式烦琐，需绞螺纹；（3）管壁粗糙、易锈蚀，造成流通截面小，同时水质易受污染；（4）寿命短，一般在10年左右。如果采取有色金属材料或防锈措施进行处理，则管材价格昂贵。
    近年来，铜管、新型塑料管材得到了大力发展。在复合材质方面，出现了衬里铜管和铝塑复合管。铝塑复合管，被建材专家称为“第四代新型管材”，它的出现，带来了给水管材的革命。目前，常见给水管材见表1。

表1 常见建筑给水管材一览表

    1999年12月15日，建设部、国家经贸委、国家质量技术监督局、国家建材局联合发文《关于在住宅建设中淘汰落后产品的通知》（建住房[1999]295号）：从2000年6月1日起，在城镇新建住宅中，建筑给水管道禁止使用镀锌钢管，“推广应用铝塑复合管等新型管材”。

二、铝塑复合管自身的结构特点

    铝塑复合管基本结构为五层复合而成，即：HDPE-粘胶剂-铝管-粘胶剂-HDPE，或PEX-粘胶剂-铝管-粘胶剂-PEX。铝管接缝焊接方法有两种：搭接型和对接型。目前，我国尚无铝塑复合管国家标准。但已有多家企业可生产符合美国ASTM-93a标准（美国材料与测试协会高温高压铝塑复合管标准）的铝塑复合管。
    铝塑复合管结合了高分子材料HDPE/PEX、铝合金的各自特点，经过物理复合和化学复合过程，将各自优点得以充分发挥。

2.1 材料特点
    （1）HDPE/PEX
    HDPE/PEX系半结晶性饱和碳氢化合物，以乙烯为单体聚合而成，分子式为（CH₂-CH₂）n。该聚合物密度大，软化点高，燃点高，拉伸屈服强度大，脆化温度低，具有较好的耐溶剂性、乃蒸气渗透性和耐环境应力开裂性。其化学性质非常稳定，耐酸、碱及各种化学腐蚀物。此外，生产铝塑复合管的聚乙烯符合现行的国家标准“聚乙烯卫生树脂标准”（GBN88-80）和“聚乙烯成型品卫生标准”（GBN84-80）。
    （2）高强度铝合金
    铝合金管作为复合管道的内衬，发挥了金属管的优点。（1）一致性保证了100%隔氧，氧气渗透率为零，彻底消除塑料管透气性的缺陷；（2）良好的塑性变形能力，能吸收塑料管弯曲时的反弹能量，使复合管能任意成型而不反弹；（3）线膨胀系数远远小于塑料，两者结合可以使复合管的综合线膨胀系数大大见效，保持管道的稳定；（4）良好的导热性能，可以消除塑料的热能积聚，形成纵向散热带，增强复合管的耐热能力。
    （3）热融粘胶剂
    要将HDPE/PEX和铝合金的上述优点充分发挥，关键还在于使“复合”时铝塑之间的热融粘剂具有如下特性：（1）与HDPE/PEX、铝合金存在良好的亲和能力，与两者都能牢固粘连；（2）线膨胀系数、拉伸强度、热融指数等物性介于HDPE/PEX之间；（3）较高的耐热性，能够在熔融状态使用；（4）挤塑加工方便。

2.2 复合工艺
    制造时铝塑复合工艺是关键，机械连接、化学胶粘是不行的。采用物理复合与化学复合的方法，使HDPE/PEX处于高温熔融状态，铝合金处于加热状态，在铝合金和HDPE/PEX之间再挤入热融粘胶剂，形成良好的五层结构。最后再通过高温高压，形成铝塑复合管。

三、铝塑复合管作为建筑给水管的优势

3.1 机械及物理性能良好
    耐压、耐冲击、抗破裂能力强。塑性变形能力好，能在一定半径范围内，任意弯曲，不反弹；同时，有一定弹性，能减弱水锤现象，消除流体压力冲击和噪声。易于盘绕，连续长度可达200m以上。重量轻，相同流通直径铝塑复合管重量上是铜管的1/3~1/4，是镀锌钢管的1/15~1/17；运输安装轻便快捷，减轻了劳动强度。保温性能良好，导热系数是镀锌钢管的1/110，是铜管的1/700；用于热水时，一般情况不用保温。耐燃性能良好。耐温性能好，HDPE复合管工作温度-40~60℃。防老化性能好，冷脆温度低，防紫外线，抗热老化能力强，寿命长。

3.2 耐腐蚀、卫生性能良好
    耐酸、碱、盐的腐蚀，不需要进行防腐处理；不锈蚀，保证供水的洁净。铝塑复合管耐腐蚀情况见表2。

表2 铝塑复合管耐腐蚀情况表

    铝塑复合管内壁光滑，不积水垢，流体阻力小，流量大。内层为卫生级的HDPE/PEX，加工中不加入任何重金属类的稳定剂，无毒性，耐腐蚀，不积水垢和滋生微生物，中间铝层隔离氧气，是理想的建筑给水管材。

3.3 安装使用方便
    能够连续长度几十米、几百米敷设，减少接头；能够自行弯曲，减少弯头。管道类别齐全，有普通管、耐高温管及特殊用途管等。接头配件齐全，接头和管子均不用加工螺纹，采用嵌入压装式，不需专业管道工安装。铝塑复合管与其他管材的性能比较见表3。

表3 铝塑复合管与其他管材性能比较表

（注：空白格表示不需要工具或能源）
3.4 经济性问题
    不同管材的单位长度费用见表4。

表4 单位长度不同管材费用比较表

    表4表明，材料费上，铝塑复合管比镀锌管要高一些，但比高档的铜管和不锈钢管则低得多。但如果把材料费、使用年限和安装工时等综合因素都相加起来，铝塑复合管的造价大大低于镀锌管，更比铜管低许多。不难看出：作为冷水管时铝塑复合管比镀锌钢管的一次性投入要高；但年均费仅为镀锌钢管的30%左右。作热水管使用时，铝塑复合管无论从一次性投入还是年均费用上都比铜管低。