高密度聚乙烯(HDPE)纏繞增強管主要以HDPE樹脂為原料，以聚丙烯(PP)波紋管為骨架管，采用纏繞成型工藝制成。按截面，其結構可分為PR、SQ、VW三種系列。產(chǎn)品直徑為300-3500mm，標準管長為6m，產(chǎn)品特征為內(nèi)表面光滑，外部呈異型增強結構。
      HDPE纏繞增強管的生產(chǎn)工藝過程是，將原料按一定的配比裝入攪拌裝置中進行攪拌，待混合均勻后經(jīng)真空送料裝置送至中間料倉貯存，然后由真空送料裝置送至擠出機中加熱、塑化、均化后，經(jīng)流道、口模分別擠出成平料帶和用以包覆PP骨架管的弧型料帶，等距地纏繞在旋轉的模具表面上，從而制得各種結構形式的制品。制品和模具一起被吊運至切削設備上，冷卻并按規(guī)定的尺寸切削承口和插口端，然后吊運至脫模臺將制品脫模。脫模后的制品經(jīng)內(nèi)外表面修整后，在承口端預埋上金屬電熔絲，即可進行檢驗和包裝。該產(chǎn)品生產(chǎn)工藝獨特，產(chǎn)品換型快，只需更換不同規(guī)格的模具和口模，即可按用戶要求生產(chǎn)出管長在6m以內(nèi)的不同規(guī)格的HDPE纏繞增強管材。
      1 HDPE纏繞增強管的性能及特點
      HDPE纏繞增強管具有良好的性能，以獨特的增強結構形式(由PP管形成的骨架作用)建立了良好的承外力結構，實現(xiàn)了產(chǎn)品輕量化。就強度和剛度而言，表面看來HDPE纏繞增強管不如混凝土管，特別是鋼筋混凝土管，但在實際應用中因為HDPE纏繞增強管屬于柔性管，只要設計和施工得當，它能與周圍土壤共同承受負載，在同等應用條件下較之其它管材質(zhì)輕，便于運輸，比水泥管、鋼管的施工更為安全、方便、快捷，能明顯降低費用。單位管長件重僅為鋼管的1／6、鑄鐵管的1／8、水泥管的1／13，使施工作業(yè)更加安全，且能減輕工人的勞動強度。
     HDPE纏繞增強管的一大優(yōu)勢是粗糙系數(shù)小、輸水量大。與同類型其它管材相比，可獲得較大的設計流量和較小的比摩阻。在同樣的直徑下，采用HDPE纏繞增強管可以減少坡度，能減少鋪設工程量；在密封性方面，HDPE纏繞增強管的連接牢固、可靠，無泄漏；而且韌性和彈性均良好，化學性質(zhì)穩(wěn)定，能耐各種酸、堿的腐蝕，耐磨損性優(yōu)良，使用壽命可達50年以上。在環(huán)保方面，HDPE纏繞增強管材質(zhì)衛(wèi)生、無污染、無毒害，產(chǎn)品生產(chǎn)全過程無任何污染物產(chǎn)生，用過的廢舊管可百分之百地回收利用，屬環(huán)保安全型綠色產(chǎn)品。
     HDPE纏繞增強管的另一優(yōu)勢是施工方便、快捷。由于該管材宏觀上具有很好的柔韌性，為"管道與填土作用"系統(tǒng)承力結構，而在局部管段又有很強的剛性，因此，在管道施工過程中不需設置混凝土墊層或混凝土管基，可在溝槽內(nèi)直接敷設，基本可以做到邊開挖、邊下管、邊回填，節(jié)省了工期，簡化了施工程序，節(jié)省了人力、物力，經(jīng)濟效益及社會效益顯著。
      2 HDPE纏繞增強管的應用
      HDPE纏繞增強管系列管材是以塑代鋼、以塑代水泥的換代產(chǎn)品，在歐洲已得到廣泛的應用，該產(chǎn)品適用于各種地理和地質(zhì)條件不同的土壤環(huán)境、不同深度的地下埋設，以及特殊地面的敷設，適用于遠距離低壓輸水、城市給排水、海水輸送、農(nóng)田灌溉等輸送工程。同時還可用于制作低壓容器、通風管道、儲料倉及特殊的厚板材等。
      目前，HDPE纏繞增強管在我國的應用水平有了很大的提高，廣泛應用于排水排污工程。據(jù)水力計算公式：
式中：V--流速，m／s；
      R--水力半徑，m；
      I--水力坡降；
      Q--流量，m3／s；
      A--水流斷面，m2；
      n--粗糙系數(shù)。
      可得混凝土管的粗糙系數(shù)為0.014，而HDPE纏繞增強管的粗糙系數(shù)為0.0009。這樣，HDPE纏繞增強管的輸水量相對于同內(nèi)徑混凝土管在同等使用條件下可提高40％以上，達到設計流量相同的HDPE纏繞增強管與混凝土管內(nèi)徑對應關系見表1。由表1可知，用較小內(nèi)徑的HDPE纏繞增強管可替代內(nèi)徑較大的水泥管。
表1  達到設計流量的HDPE管與混凝土管的內(nèi)徑對應關系
        HDPE管內(nèi)徑/mm     混凝土管內(nèi)徑/mm
              600                        800
              800                      1000
            1000                      1200
            1200                   1400-1500
            1500                   1600-1800
            2000                      2500
             2500                     3000
       在施工中鋪設水泥管一般需要設置管基，同時還要對水泥管連接處進行維護才能使管道的施工安裝達到質(zhì)量要求。而鋪設HDPE纏繞增強管在施工中不需設置管基，只需在開槽后將槽底鋪平即可。由于HDPE纏繞增強管的接口采用電熔絲預埋方式，連接速度快，以直徑1000mm的管材為例，兩條管材的焊接時間僅為17-20min，大大提高了施工速度，縮短了施工周期，而且所需開挖的土方工程量較水泥管的土方工程量大為減少。因此，雖然其價格比水泥管高，但是國內(nèi)外的實踐經(jīng)驗證明，采用HDPE纏繞增強管的總工程造價常常會低于傳統(tǒng)的水泥管，在施工場地狹窄地段使用大口徑HDPE纏繞增強管的優(yōu)越性更加明顯。例如，1999年6月的石家莊市北新街老區(qū)綜合改造工程，由于原有城市雨水管網(wǎng)標高的限制，設計標高只有2.3m，如果選用直徑1800mm混凝土管，扣除管壁厚度，管頂至路面只有0.4m，無法保證路面重載車通行安全，如采取滿包混凝土加強措施，工程耗資巨大，幾經(jīng)權衡，最后決定選用直徑1500mmHDPE管代替混凝土管。1999年底經(jīng)石家莊市政建設總公司檢測中心對該工程測量表明，該道路彎沉值為0.095-0.126mm，遠小于0.576mm的設計彎沉值，管道抗路面荷載的能力大于周圍的原土層，從而充分顯示出大口徑HDPE纏繞增強管抗外部荷載的能力。因此，不但可以完全滿足工程的設計要求，而且可以達到在城市主干路及快速路下使用的要求。
       3  結語
       HDPE纏繞增強管因具有獨特的性能和特點，使它在諸多管材中脫穎而出，倍受人們的青睞，它的應用前景看好。最近國家建設部、石化局、輕工局和建材局4部門共同發(fā)布了《國家化學建材產(chǎn)業(yè)"十五"計劃和2010年發(fā)展規(guī)劃綱要》，其中在"十五"發(fā)展目標中規(guī)定城市排水管的20％要采用塑料管，這必將促進HDPE纏繞增強管的快速發(fā)展。據(jù)業(yè)內(nèi)有關專家預測，"十五"期間我國僅城市排水一項就將投資1200億元左右，可見塑料管材的發(fā)展空間很大，這為HDPE纏繞增強管開創(chuàng)了空前的發(fā)展機遇?？梢陨钚?，在今后20年內(nèi)我國將掀起建設塑料排水管網(wǎng)的高潮，HDPE纏繞增強管有著廣闊的發(fā)展前景。