硬聚氯乙烯PVC-U管在高层建筑排水工程中的应用

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硬聚氯乙烯PVC-U管在高层建筑排水工程中的应用

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-11-11 2112


硬聚氯乙烯PVC-U管在高层建筑排水工程中的应用

摘要:通过对硬聚氯乙烯PVC-U管与铸铁管在不同方面的对比,了解它的优缺点,针对硬聚氯乙烯PVC-U管在水岸·雅居底商住宅楼工程中的运用,总结实践经验,对硬聚氯乙烯PVC-U管在未来工程中的发展提出自己的意见和建议。

关键词:PVC、PVC-U、硬聚氯乙烯、聚乙烯、PE管、排水管、坡度、预留洞、检查口、横支管、器具排水管

Abstract: The hard PVC-U PVC pipe and cast iron pipe in different aspects of the comparison, to understand its advantages and disadvantages, for the hard PVC pipe in PVC-U shui an ya ju building projects in the use of To sum up practical experience of the hard PVC-U PVC pipe in the next project for the development of their comments and suggestions.

Key words: PVC, PVC-U, PVC-U, PE, PE pipes, drainage, slope, the hole aside, I check, cross-branch, drainage equipment

前言]水岸·雅居底商住宅楼工程位于太原市滨河西路西侧,滨河体育馆北侧,与汾河公园隔路相望,是滨河西路的标准建筑之一,在建设过程中,水暖安装是其中一项重要的分部工程。2008年4月初,工程进入水暖安装阶段,主体已经施工完毕。在水暖安装过程中,有一项比较重要的分项工程,就是排水横支管的安装,安装的材料是浙江中财牌硬聚氯乙烯PVC-U排水管,下面就论述一下聚氯乙烯PVC-U在工程中的应用。

一、 PVC的介绍

聚氯乙烯PVC,英文名称是polyvinyl chloride polymer,简写为PVC。本色为微黄色半透明状,有光泽。透明度胜于聚乙烯、聚苯烯,差于聚苯乙烯,随助剂用量不同,分为软、硬聚氯乙烯,软制品柔而韧,手感粘,硬制品的硬度高于低密度聚乙烯,而低于聚丙烯,在屈折处会出现白化现象。

聚氯乙烯是一种使用一个氯原子取代聚乙烯中的一个氢原子的高分子材料。

二、排水管在工程使用中有铸铁排水管无可比拟的优越性

(一) PVC-U管材属热塑性塑料制品,由PVC加热成熔融状态(150~200℃),含56%左右特有阻燃元素氯(Cl),故氧指数高,属难燃材料,化学性质稳定,特有的机械物理性能使其能正常使用达50年之久,同时其抗腐蚀、抗老化、耐磨性也使之比排水铸铁管、水泥管更能长期稳定地使用,从而降低了更换维修的频率,减低了运行费用以及材料的自然损耗,有利于建筑物的长期使用,也增加了建筑物使用的安全性和可靠性。

(二) 良好的排水性能:PVC-U管的内壁比铸铁管光滑,因此对水流的阻力较小。

(三) 管材轻、施工方便

长期以来,排水铸铁管由于比重较大,且安装时需打麻、调制接口材料、捻口、养护,施工时不仅工作繁重,而且安装时间很长,使施工效益明显降低。而PVC-U管材比重为1.4t/m3左右,仅为铸铁管管材的l/5,同样长度的塑料管要比铸铁管轻得多,安装时只需人工搬运,而且PVC-U排水管采用的是承插式溶粘接口,同时,其标准长度(有6m4m)比铸铁管长,减少了接口数量,少了安装工序。例如:一根标准6m长的DN110的塑料管只需一人即可安装完成,而铸铁管则要2~3人,这样工程安装时间可减少60%以上,安装费用也可降低50%以上,对于施工单位,可节省开支,降低成本,缩短工程周期,也提高了建筑物的经济性。

(四) 经济、美观

按目前的市场情况,PVC-U排水管价格仅为铸铁排水管的80%左右,也就是说,单位造价每千平方米建筑面积节省建筑费用较同铸铁排水管造价降低700元左右。此外,由于PVC-U管材较轻,其运输费用也得到明显PVC-U排水管通常外壁为白色,且不用作上漆刷红丹、银粉等防腐处理,不存在如铸铁管外壁锈蚀脱落等问题,暗装入管井中时不需经常维修护理,明装则比铸铁管优点更为显著:易清洗,对视觉效果妨碍较少,极大改善了人们的生活,工作环境,也方便了建筑物的物业管理。

三、尽管排水管有上述的众多优点,应用中又有其自身不可避免的不足,下面就从其缺陷和改进措施两方面加以阐述:

(一) PVC-U排水管材及管件本身的问题

1. 排水噪声大

由于PVC-U排水管内壁较为光滑,水流不易形成水膜沿管壁流动,在管道中呈混乱状态撞击管壁;而且, PVC-U排水管管壁比同规格的铸铁管管壁薄,如DN110的前者为4.0mm,而后者为5.5mm。这样PVC-U管就不能有效地阻止噪声的传递,给用户的生活带来“不安宁”因素,如果将PVC-U内螺旋管用于室内卫生器具管和排水横支管,优点是有效的降低了噪声,但是,容易造成杂物淤积,堵塞管道;但是内螺旋管道用于雨水管道可以有效降低噪声,可以满足实际需要。

2. 承压能力较弱

PVC-U排水管的承压能力远不及铸铁排水管,普通管壁的PVC-U排水管的承压能力不足0.4MPa,与之相配套的伸缩节的承压能力则更低,所以PVC-U排水管最好不要用在高层排水的横干管上,也不能用在高层建筑的雨水排水管道上,一旦横干管堵塞,就可能给用户带来较大的损失。取而代之的可以是承压能力较强的承插胶圈接口的PVC-U给水管,因通过管道与胶圈之间的位移就能缓解因温度效应引起的管道轴向应力,而不需加设伸缩节。

3. 温度影响

PVC-U管耐热性能差,且在60℃以上环境抗拉强度下降(适用于连续排放温度不超过40℃,瞬时排放温度不超过80℃的生活污水)。因此,设计使用中应远离热源,如距灶边大于等于400mm,距热水管道间距大于等于200mm,同时热水管道应采取保温措施,不得穿越烟道和防火墙。

由于受温度影响大,膨胀系数大,每层立管及较长的横管上均要求设置伸缩节。由此,其他专业布置时应考虑PVC-U管的缺口效应,在与其它管道平行敷设时,塑料管靠边,当交叉敷设时,塑料管在下,且应错开,并考虑加金属套管防护。此外,立管穿越楼板屋面处应作为固定支承点,并应加装柔性护套。

(二) 在工程安装中存在的问题

1. 加强过程控制,提高施工质量

由于PVC-U排水管安装是新工艺,安装人员对工艺要求不了解,导致中出现接口涂胶量不够、漏涂或流淌严重,管件使用位置不当等问题。

正确的施工工艺是:管材断口要平齐,用圆锉或刮刀去掉断口内外的飞刺,粘接前应对承插口做插入试验,不得全部插入,一般为承口的3/4深度,并做标记。试插合格后,用棉丝将承插口周围的水分、灰尘擦拭干净。用毛刷涂抹胶粘剂,先涂承口,后涂插口,应轴向涂刷,动作要迅速,涂抹均匀,胶粘剂的用量要适宜,不得漏涂或流淌。涂胶完成后,随即找准方向将管子轻轻插入承口,对直后挤压,管端插入深度应超过标记,并保证接口的垂直度,而后静置2~3分钟。接口过程中,可稍做旋转,以利胶粘剂分布均匀,但不得超过1/4圈,不得插到底后再旋转。粘口结束后立即用棉丝将溢出的胶粘剂擦拭干净,直埋管道可不擦拭。冬季施工,环境温度不得低于-100C,当环境温度低于-100C时,应采取防寒防冻措施,施工场所应保持空气通畅,不得密闭。

管件使用上应注意这样几点:在立管与横支管连接处应安装斜三通或斜四通,出户横管与立管处采用两个45°的弯头连接或一个45°弯头与一个45°三通连接,这样可以减少管道堵塞的机会,降低连接处形成水舌流,排水系统气压波动小,卫生器具的水封不易被破坏,排水管道的有毒有害气体不易侵入室内。

2. 规范楼板堵洞,降低渗漏隐患

部分管道穿楼板处没有在管道周围做阻水圈,也未预埋套管,部分卫生间补洞防水没有做好,造成楼板漏水,管道穿过楼板后,有些施工人员为方便省事,不进行土建支模,仅用纸屑、碎块等杂物进行简单遮挡后用水泥砂浆填塞孔洞,加之硬聚氯乙烯管外表比较光滑,与混凝土粘接不是很牢固,因此非常容易造成严重的楼板渗水现象,影响住户正常使用。正确的做法是:管道安装完毕后,堵洞应由土建派专人与水暖工配合完成。一方面保证了立管垂直度及管道的平面位置,另一方面可以提高堵洞质量。堵洞时,首先要求洞底吊模紧贴楼板底,同时堵洞后的砼上口要略低于楼板面,避免管道周围出现“砼鼓包”,这样,也不至于剔凿“鼓包”时误伤管道。堵洞材料选用与楼板砼同标号的豆石砼,内加适量的防水剂和膨胀剂,堵洞时要求用钢筋棍将砼振捣密实。装修施工时,在管道周围做高5cm、水平尺寸大于管径5cm的防水台墩。

3. 做好成品保护,减少人为破坏

部分工程由于成品保护措施不力,造成管道堵塞或人为砸坏。尤其是暗装管道,一旦破坏后被封闭,将会给日后的维修带来很大的不便,而且费用也会随之增加。因此工程施工的每一个环节,都要做好成品保护,施工中的预留管口要做可靠的临时封堵,且不得随意打开,以防掉进杂物造成管道堵塞。预制好的管道要码放整齐,垫平、垫牢,不许用脚踩或物压,也不得双层码放。不许在安装好的托、吊管道上搭设架子或拴吊物品。各工种在施工中,严禁用硬质工器具直接撞击PVC-U排水管道。在暗装管道在隐蔽之前必须做好检查工作,作好隐蔽检验记录,发现问题及时解决。

4. 坡度和连接

因为水岸雅居水暖安装中,排水立管一项的管材为柔性法兰接口的铸铁管材,为保证PVC-U排水横支管与铸铁管接口不漏水,我们采用了柔性法兰连接,用防水橡胶圈套在PVC-U排水管上,用法兰连接PVC-U管与铸铁排水立管,但是坡度是很重要的。

四、管材和管件的现场检验与存放:

(一) 管材的现场检验:

1.外观管材内外壁应光滑、清洁,没有划伤和其他缺陷,不允许有气泡、裂口及明显的凹陷、杂质、颜色不均、分解变色线等。管端头应切割平整,并与管的轴线垂直。

2.管材同一截面的壁厚偏差不得超过14%。

3.管材的弯曲度:

蓄水排水板施工注意事项:1.用于园林中的花池、花槽和花坛时,直接以蓄水板和过滤土工布代替常规材料,(如陶粒、鹅卵石或贝壳等组成的过滤层)。2.用于新、旧屋顶或地下工程顶板等硬质界面绿化时,在铺设蓄排水板之前,先清理现场杂物,按照设计图纸要求设置防水层,再用水泥砂浆起坡,使表面无明显凹凸处,蓄排水板有序排放,铺设范围内无须另外设置排水盲沟。3.用于做建筑夹层板时,蓄排水板铺设在屋顶混凝土板上,蓄排水板外再砌一层单墙,或用混凝土来保护,使地下渗水通过排水板的架空空间流入盲沟对集水坑。4.蓄排水板四周相互拼接,铺设时的空隙,作为下层排水道,其上的土工布过滤保湿层铺设时也需搭接好。5.蓄排水板铺设完毕后,可进行下一道工序,尽快铺设好过滤土工布和基质层,防止泥土、水泥、黄砂堵塞孔道或进入蓄排水板的蓄水、水槽、排水通道。为确保蓄排水板充分发挥其作用同时可在过滤土工布上面铺上操作板,方便进行绿化施工。

外径40~200mm,弯曲度≤1.0%;外径≥225mm,弯曲度≤0.5%.

4.通常在现场可将管材平放于地面,在上面踩踏,如仅变形而不破碎,可初步确定材料符合要求。原因如下:环保安全的PVC-U管材的主要原料为PVC粉,辅料包括填充剂、热稳定剂、抗冲击剂、润滑剂、改良剂、发泡剂、着色剂等。PVC-U排水管中PVC粉含量在95%以上; PVC排水管中PVC粉含量在90%以上,其余部分为上述辅料成份的总和。在PVC-U管材中,填充剂(碳酸钙)的主要作用为降低管材成本(碳酸钙的吨价与PVC粉吨价比例为1:16)。碳酸钙与PVC粉的比例关系直接决定了管材质量的好坏。如果碳酸钙含量过高,虽然也能生产出管材,但质量无法得到保证,更不能满足PVC-U管材50年之使用寿命,也就会出现踩踏会碎的现象。

(二) 管件的现场检验

1、 管件的壁厚不小于同规格管材的壁厚;

2、 外观表面应光滑,无裂纹、气泡、脱皮和明显的杂质以及色泽不均、分解变色等缺陷。

(三) 管材、管件的运输及堆放

1、硬聚氯乙烯管材及配件在运输、装卸及堆放过程中应轻拿轻放,严禁抛扔或激烈碰撞。

2、硬聚氯乙烯管应避免阳光暴晒,短期堆放应遮盖,若存放期较长,则应放置于棚库内,以防变形和老化。

3、硬聚氯乙烯管材管件堆放时,应放平垫实,堆放高度不宜超过1.5m;对于承插式管材、管件堆放时,相邻两层管子的承口相互倒置并让出承口部位,以免承口承受集中荷载。

4、硬聚氯乙烯管材运输和堆放时可以采用大管套小管的形式,但套装的管子应呈自由状态,不可过度挤撑。

五、管材的连接方式

PVC-U管材的连接方式有橡胶圈接口、粘接接口、法兰连接等形式。因为水岸雅居工程中的PVC-U管材管件间用的是粘接连接。当管道采用粘接连接时,所选用的胶粘剂的性能应符合下列基本要求:

(1)粘附力和内聚力强,易于涂在结合面上;

(2)固化时间短;

(3)硬化的粘接层对水不产生任何污染;

(4)粘接的强度应满足管道的使用要求。

六、连接工序

准备→清理工作面→试插→刷胶粘剂→粘接→养护

七、操作方法

(一) 准备。检查管材、管件质量、根据作业项目按表一准备施工工具。连接的管子需要切断时,须将插口出做成坡口再进行连接。切断管子时,应保证断口平整且垂直管轴线。加工成的坡口应符合下列要求:坡口长度一般不小于3mm;坡口厚度约为管壁厚度的1/3~1/2。坡口完后,应将残屑消除干净。

表1

作业项目

工具种类

切口及坡口

见表2

清理工作面

除表2外尚需丙酮、清洗剂

粘接

毛刷、粘接剂

表2

作业项目

工具种类

锯管及坡口

细齿锯或割管机,倒角器或中号板锉,万能笔、量尺

清理工作面

棉纱或干布

涂润滑剂

毛刷,润滑剂

连接

手动葫芦或插入机,绳

安装检查

塞尺

(二) 清理工作面。管材或管件在粘合前,应用棉纱或干布将承口内侧和插口外侧擦拭干净,使被粘接面保持清洁,无尘砂与水迹。当表面粘有油污时,须用棉纱蘸丙酮等清洁剂擦拭干净。

(三)试插。粘接前应将两管试插一次,使插入深度及配合情况符合要求,并在插入端表面划出插入承口深度的标线。管端插入承口深度应不小于表3中的规定。

表3

管材公称外径(mm)

50

63

75

90

110

管端插入承口 深度

31

38

43

51

61

(四) 涂刷胶粘剂。用毛刷将胶粘剂迅速涂刷在插口外侧及承口内侧结合面上时,宜先涂承口,后涂插口,宜轴向涂刷,涂刷均匀适量。

(五)粘接。承插口涂刷胶粘剂后,应立即找正方向将管端插入承口,用力挤压,使管端插入的深度至所划标线,并保证承插接口的直度和接口位置正确。管端插入承口粘接后,拉紧,并保持一段时间。

(六)养护。承插接口连接完毕后,应及时将挤出的胶粘剂擦拭干净。粘接后,不得立即对结合部位强行加载,其静置固化时间不应低于20min。我们在施工完毕以后,还利用塑料膜把管子缠紧,原因是内墙抹灰,还没有进行,为了确保施工后的成品得到很好的保护,对抹灰时容易造成的污染有了有效的预防。

七、实际施工中的问题和解决办法

(一) 在施工过程中,生活污水塑料管道的坡度必须符合设计规范要求,见表4所示。

表4

项次

管径(mm)

标准坡度(%0)

最小坡度(%0)

1

50

25

12

2

75

15

8

3

110

12

6

4

125

10

5

5

160

7

4

但是在实际施工中,仍出现有少量的倒坡现象,原因是在施工队伍堵预留洞时,可能造成洞中管道移位,或是安装时的不认真所导致。此问题已及时被发现并在卫生间防水未做之前已被解决,给后续工程提供了好的条排水件。

解决办法如下:由于发现及时,在施工队未堵预留洞,把倒坡的管道重新返工;也有很少量的是在堵洞之后,我们采取先开凿洞口后把器具排水管提高的方式,有的也要返工。

(二) 排水塑料管的吊卡间距

按《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范GB50242-2002》的5.2.9要求,见表5,单位m。

吊卡的问题在于脱胶,胶水粘接不牢固,原因是抹胶不够,出现少胶、漏胶的情况,成品保护中,也有少许出现脱胶的情况,是因为外力的破坏,因为后续工程,比如说消防管道,有的工人想借力攀登高架梯,因此被破坏,事后发现问题,我们采取了重新刷胶的措施,同样若已堵洞,则必须返工,凿洞。

表5

管径(mm)

50

75

110

125

160

立管

1.2

1.5

2.0

2.0

2.0

横管

0.5

0.75

1.10

1.30

1.6

(三) 设置检查口的问题

因为PVC-U管道用于排水横支管,根据《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范GB50242-2002》的5.2.6第二条、在连接2个及2个以上大便器或三个及三个以上卫生器具的污水横管上应设置清扫口。当污水管在楼板下悬吊铺设时,可将清扫口设在上一层楼地面上,污水管起点的清扫口与管道相垂直的墙面距离不得小于200mm;若污水管起点设置堵头代替清扫口时,与墙面距离不得小于400mm。第三条、在转角小于135°的污水横管上,应设置检查口或清扫口。

见左图,这是排水横支管的一个样立,我们正好符合规范规定,所以就采取了

横支管起点位置用顺水三通,一头设置成为检查口,另外,如果起端是大便器,则就会使用带检查口的90度¢110的弯头代替三通,这样就可以减少成本,带来一定的经济效益。

(四) 横管纵横方向弯曲也是规范要求的重点,由于我们是按预留洞来安装横支管,所以这部分的问题很少,我们的处理办法就是重新用水钻打洞。

《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范GB50242-2002》的5.2.16规定见表6:

表6

项目

允许偏差

检验方法

横管纵横 方向

塑料管

每1m

1.5

用水准仪(水平尺)、直尺、拉线和尺量检查

全长(25m以上)

≯38

(五) 堵洞问题非常重要,因为这关系这将来住户的卫生问题,要严格控制堵洞的质量。

八、管道安装时的注意事项

(一) 对接管道时,应使被安装的管子与已安装的管子处于一条直线上。插口插入承口时,若明显感到阻力增大,应拔出管子检查、调整,重新安装。

(二) PVC-U横支管与铸铁立管橡胶圈连接时,法兰盘必须均匀受力,不得出现坡度过大导致的撅口现象。

九、关于聚氯乙烯管的发展

PVC-U树脂的生产,在所有通用树脂当中乙烯耗呈最低,成本也最低。按照化工生产平衡估算,生产每吨聚氯乙烯单体耗乙烯均0.468吨,耗氯0.599吨,每吨聚氯乙烯悬浮树脂耗聚氯乙烯单体1.01吨,合计每吨树脂耗乙烯0.47吨,生产聚乙烯(PE)平均每吨树脂耗乙烯1.08吨,所以生产每吨聚氯乙烯(PVC)比聚乙烯(PE)少销耗乙烯54.3%。从这样的结果可以断言,发展聚氯乙烯管道更符合产业发展要求。从小处讲可以有效利用我国相对有限的石油资源,从大处讲有利于我国在国际政治中的地位。

聚氯乙烯将是唯一支持氯平衡的产品,烧碱作为基础化工原料需求量很大,国内的产量达到1000万吨,平均每生产一吨固体烧碱,同时生产氯气0.85顿。如何将有害的氯资源综合利用,搞好氯平衡是发展基础工业的重要措施。制碱业的发展会更快,需要的氯平衡更大。发展聚氯乙烯管道是完成这一平衡的关键。

综上所述,硬聚氯乙烯PVC-U排水管已发展到人们的日常生活中了,卫生问题,以及对人们的生产生活带来很重要的影响,要合理选用PVC-U管道,由此我建议质检部门应严格检测PVC-U的成分,对人民生产生活有益而无害,让PVC-U管变的更环保。

参考文献]

1.《实用给水排水工程施工手册》孙连溪主编 中国建筑工业出版社

2.《给水排水设计手册》 第二册 建筑给水排水 中国建筑工业出版社

3.《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242-2002 中国建筑工业出版社

4.《建筑排水硬聚氯乙烯管道工程技术规程》CJJ/T 29-98 中国建筑工业出版社


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