不同材质水管温控防裂对比分析
市面常售给水管材优缺点分析
市面常售给水管材优缺点分析给水管材，是指自来水或者其他输水工程中所需要使用的输送管材，和排水管不同，给水管材一般都是需要能够承受一定的给水压力。
目前我国市场上存在约20种左右的给水管材，主要包括金属类管材(不锈钢管、镀锌钢管、铜管等)、复合管材(衬塑钢管、铝塑管等、铜塑管)、塑料类管材(PPR管、PVC管等)。
它们的价格以金属类最贵，其次是衬塑管，最经济的是塑料管。
从安全可靠性讲和它们的价格成正比，塑料管材成本较经济，金属管材性能最优。
一、金属类管材1、薄壁不锈钢管：薄壁不锈钢管材，是指壁厚与外径之比不大于6%的不锈钢管道。
优点：其具有安全卫生、强度高，抗腐蚀性能强、韧性好，抗振动冲击和抗震性能优，低温不变脆，输水过程中可确保输水水质的纯净。
热传导性能低，保温性能是铜材料水管的24倍，大量地节约了热水输送中地热能损耗。
同时，管件精光后内壁光洁、摩阻小，可进一步提高管材的水力性能，节约消耗。
且经久耐用又可再生做装潢材料利用。
缺点：成本较高，另外自来水中的氯离子对管道影响较大。
304系列，当水温为70度时，氯离子含量在50mg/L的氯离子浓度就对管道有产生应力腐蚀破裂的趋势，点腐蚀很严重，一般使用不会超过一年。
316系列，在水温为70-95度时，氯离子含量在50mg/L-200 mg/L时丝毫对管道不会产生应力腐蚀破裂，也不会产生点腐蚀。
但当含氧量较高，温度超过95度时，采取冷作加工方法的容易发生点腐蚀倾向。
综上所述，建议在热水管中，最低使用的材料为316LCu，此材料耐应力腐蚀和点腐蚀要好于316L，稳妥的材料为317，但造价稍高。
连接方式：目前在薄壁不锈钢给水管材、管件领域中，相关同类产品的主要区别是连接方式的不同，所以下面介绍几种有代表性的的薄壁不锈钢给水管材、管件的连接方式:卡凸式连接、卡压式连接、环压式连接和承插氩弧焊式连接。
卡凸式连接：“卡凸式连接法”属于压缩式连接技术的一种改良方式。
其特征在于：以专用扩管工具在薄壁不锈钢管端的适当位置，由内壁向外(径向)辊压使管子形成一道凸缘环，然后将管插进带有承插口锥台形聚四氟乙烯密封圈和锁紧螺母的管件中，拧紧锁紧螺母时，靠凸缘环推进压缩锥台形聚四氟乙烯密封圈而起密封作用。
PPR管与PVC给水管的对比
PPR管与PVC给水管的对比
关于ppr管与pvc管你知道多少？PPR水管与pvc水管的区别你又了解多少呢？一起对比两种管材的差异。
一、ppr管与pvc管的用途差别
PPR管可用于给水和暖气供热，PVC排水管用于卫生间排放的下水管路。
二、PPR水管与pvc水管的原料差别
PPR就是无规共聚聚丙烯，是目前使用最多的给水管材，ppr管材具有重量轻、强度高、耐腐蚀、不结垢、使用寿命长、耐热性和承压能力高、保温节能、无毒无害等特点。
PVC就是聚氯乙烯，但PVC中的化学添加剂酞会导致癌症、肾损坏，破坏人体功能再造系统，影响发育，并且其强度无法达到给水管的承压要求，所以极少使用于自来水管，一般用于排水管。
三、ppr管材与pvc管材的连接方式的区别
PPR管采用熔接连接，永久不会失效，且可以耐热，所以可用范围较大，PVC管的连接是采用胶水粘结，时间久了会失效。
大约5-8年时间，并且无耐热所以只能用在冷水管及电线管上。
四、PPR水管与pvc水管的价格差别
由于ppr水管主要用于给水管以及ppr水管诸多优良的特性，注定PPR水管比pvc水管高很多。
五、ppr管与pvc管的优缺点对比
ppr管的优点是施工工艺简单，管道耐压以及耐热效果明显。
多用于
室内用户装修管道，或室外区域给水管道的施工；缺点则是管道造价比PVC管道高。
PVC材质的塑料管道的优点是施工工艺简单，价格便宜；缺点则是管道不耐高温、管道强度不够、不耐老化等。
温泉系统管道使用对比(CPVCPP玻纤复合管304316不锈钢管PPR)
温泉系统管道使用对比（CPVCPP玻纤复合管304316不锈钢管PPR）1.CPVC管CPVC管是一种由氯化聚氯乙烯制成的管道，具有良好的耐热性、抗腐蚀性和耐压性能。
它适用于工作温度在93℃以下的温泉系统。
CPVC管具有高强度、耐化学性能好、不受细菌和真菌生长的影响等特点。
然而，CPVC管道对氧化剂和强酸的抗性较差，需要定期维护和清洗。
2.PP玻纤复合管PP玻纤复合管是一种由聚丙烯和玻纤增强材料制成的管道，具有较高的耐腐蚀性和抗震性能。
它适用于温泉系统中的酸性和碱性介质输送。
PP玻纤复合管道还具有良好的绝缘性能，可大大减少温度损耗。
然而，由于其比较硬，不能抗低温和高温，因此在使用时需要注意温度范围。
3.304和316不锈钢管304和316不锈钢管是一种常见的温泉系统管道材料，具有较好的耐腐蚀性和耐高温性能。
它们适用于各种温泉系统，包括酸性、碱性和高温介质。
不锈钢管道具有结构稳定、抗氧化性强、光滑内壁、不易结垢等优点。
但是，不锈钢管道的价格相对较高，安装和维护成本也较高。
4.PPR管PPR管是一种由聚丙烯随机共聚物制成的管道，具有较好的耐腐蚀性和耐高温性能。
它适用于温泉系统中的酸性和碱性介质输送。
PPR管道还具有良好的抗冲击性和低噪音性能，安装方便且密封性好。
然而，PPR管道对紫外线的耐性较差，需要采取保护措施。
综上所述，每种管道材料都具有自己的特点和适用范围。
在选择适合温泉系统的管道时，需要根据系统温度、介质性质和预算等因素进行综合考虑。
请注意在使用过程中加强维护和保养，以确保温泉系统的正常运行。
市政给水管道管材对比分析
第一章给水管道管材比选1.1. 管材的选择比较1、配水管网管材选择原则（1）使用寿命长，安全可靠性强，维修量少。
（2）管道内壁光滑，输水能力强。
（3）在保证质量的前题下，造价相对较低。
（4）满足本工程穿越河道的实际需要。
1.1.1.无缝钢管无缝钢管的生产方法大致分为斜轧法(孟内斯曼法)和挤压法。
前法是先用斜轧辊将管坏穿孔，然后用轧机将其延伸。
这种方法生产速度快，但对管坯的可加工性要求较高，主要适用于生产碳素钢和低合金钢管。
后法则是用穿孔机将管坯或钢锭穿孔，再用挤压机挤压成钢管，这种方法比斜轧法效率低，适用于生产高强度合金钢管。
斜轧法和挤压法都必须先将管坯或钢锭加热，生产的钢管称为热轧管。
用热加工法生产的钢管有时候可根据需要再进行冷加工。
冷加工有两种方法：一种是冷拔法，就是将钢管通过拔管模拉拔。
使钢管逐渐变细、伸长；另一种方法是冷轧法．它是将孟内斯曼兄弟发明的热轧机应用于冷加工中的方法。
无缝钢管的冷加工。
可以提高钢管的尺寸精度和加工光洁度，改善材质的机械性能等。
无缝钢管在钢管中的比例近几年稳定在 42％～45％左右，焊管有上升的趋势。
无缝钢管与焊接钢管比较是材料的可靠性和品种适应性强，尤其适应厚壁和合金钢的生产，主要问题是投资高、成本高、制造工艺复杂，壁厚和椭圆度公差大，因此无缝管的生产成本明显高于焊接钢管。
1.1.2.直缝钢管直缝钢管是焊缝与钢管纵向平行的钢管。
通常分为公制电焊钢管、电焊薄壁管、变压器冷却油管等等。
直缝焊管生产工艺简单，生产效率高，成本低，发展较快。
螺旋焊管的强度一般比直缝焊管高，能用较窄的坯料生产管径较大的焊管，还可以用同样宽度的坯料生产管径不同的焊管。
但是与相同长度的直缝管相比，焊缝长度增加30~100%，而且生产速度较低。
直缝钢管的长度通常300mm-1200 mm，直缝钢管坯的穿孔温度因原料不同而异。
热扩直缝钢管大多在1200℃左右，碳含量和其它合金元素含量越高，温度越低，直缝钢管加热操作的关键是尽量削减氧化皮数量，特别是在热揉捏时。
不同软管材料的种类及特点
不同软管材料的种类及特点【知识】不同软管材料的种类及特点导语：软管广泛应用于工业、农业、建筑和家庭等领域，用于输送各种液体、气体和固体颗粒物质。
不同的软管材料具有不同的特点和适用范围，本文将针对几种常见的软管材料进行介绍和比较，帮助读者更好地选择合适的软管材料。
一、橡胶软管橡胶软管是最常见的软管材料之一，其主要特点包括耐高温、耐低温、耐酸碱、耐油性能优异。
橡胶软管适用于输送多种液体介质，特别在工业领域中广泛使用。
常见的橡胶软管包括氯丁橡胶软管（NBR）、丁苯橡胶软管（BR）和氟橡胶软管（FKM）等。
不同类型的橡胶软管在耐腐蚀性、耐磨损性和耐燃性等方面存在差异。
二、聚氨酯软管聚氨酯软管是一种高强度、耐磨、耐压的软管材料，主要特点包括耐油性、耐溶剂性能好，并且具有较高的耐热性。
聚氨酯软管常用于液压系统、工程机械和汽车等领域，尤其适用于恶劣工作环境和高压工况下的输送。
然而，聚氨酯软管的成本较高，需要根据实际需求做出合理的选择。
三、聚氯乙烯（PVC）软管聚氯乙烯软管是一种经济实用的软管材料，主要特点包括耐高温、耐寒性好、耐腐蚀性能优异。
PVC软管广泛应用于家庭、农田灌溉和建筑工地等领域，因其价格低廉、使用便利而备受青睐。
然而，PVC软管在耐磨性和耐高压方面较差，不适合于一些需要高强度输送的领域。
四、不锈钢软管不锈钢软管是一种具有良好柔韧性和耐高温性能的软管材料。
它采用内外两层不锈钢丝网编织，具有高强度、耐腐蚀、耐高压等特点。
不锈钢软管被广泛应用于化工、石油、食品和医药等行业中的高温、高压输送环境。
然而，不锈钢软管的成本较高，使用时需要特别注意弯曲半径和操作规范。
五、尼龙软管尼龙软管是一种轻质、柔性和耐磨的软管材料，主要特点包括抗压能力强、耐腐蚀性好、耐高温性能优异。
尼龙软管广泛应用于工程机械、汽车和航空等领域，特别适用于液压系统和气动系统中。
尼龙软管的结构简单，重量轻，易于安装和维护。
然而，由于尼龙软管在直射阳光下易老化，使用时需避免长时间暴露在紫外线下。
水路改造选PPR管还是PVC管-来了解两种水管的区别
水路改造选PPR管还是PVC管来了解两种水管的区别装修材料品类繁多，比如水管的材质就有很多种，常用的有PPR管和PVC管，业主们在家装水路改造的时候会纠结到底用PPR管还是PVC管。
昨天在装修工地听到两位装修师傅在讨论PPR管和PVC管的区别，听完老师傅所说的，我总结了以下几点，希望对你们以后装修有帮助。
一、什么是PPR管PPR管又叫三型聚丙烯管，采用无规共聚聚丙烯经挤出成为管材，注塑成为管件，具有较好的抗冲击性能和长期蠕变性能。
PPR管的接口采用热熔技术，管子之间完全融合到了一起，所以一旦安装打压测试通过，绝不会再漏水，可靠度极高。
二、什么是PVC管PVC是一种乙烯基的聚合物质，是一种非结晶性材料。
PVC材料在实际使用中经常加入稳定剂、润滑剂、辅助加工剂、色料、抗冲击剂及其它添加剂。
具有不易燃性、高强度、耐气侯变化性以及优良的几何稳定性。
PVC对氧化剂、还原剂和强酸都有很强的抵抗力。
然而它能够被浓氧化酸如浓硫酸、浓硝酸所腐蚀并且也不适用与芳香烃、氯化烃接触的场合。
三、PPR管和PVC管的区别1、PPR管和PVC管生产所用的原材料不同。
PPR管是共聚聚丙烯材料生产而成的，而PVC管则是有聚氯乙烯材料生产而成的，生产材料的不同，导致其性能也不大相同。
2、因生产材料不同，PPR管和PVC管产品的色泽不同。
聚丙烯材料的PPR 管材外表光亮，管材韧性更好，根据添加色母不同可以生产其他颜色管材;PVC 管多为乳白色，表面光泽，但截面没有，材质比较脆弱3、壁厚不同。
雅洁PPR管分为四分管和六分管，壁厚分别是2.3mm和3.5mm;PVC管口径6mm的壁厚2.0mm，口径8-10mm的壁厚为2.5mm。
4、生产成本不同。
由于材质和壁厚的原因，PPR管和PVC管的生产成本和价格也有差异。
一般来讲，PPR管的价格相对较高。
5、用途不同。
由于材质原因，PVC管卫生和安全性不如PPR管，在家装中一般选用PPR管做为给水管道，可以用于冷热水管，PVC管道则经常用于排水管使用，只能用冷水管道。
PVC管与PE管在供水系统运行中的可靠性与维护性对比分析
PVC管与PE管在供水系统运行中的可靠性与维护性对比分析摘要：本研究通过对PVC管与PE管在供水系统中的可靠性与维护性进行细致比较分析，不仅关注它们的耐久性、成本效益和环境友好性等方面的差异，还深入探讨了其在不同环境条件下的表现及对供水系统运行的影响。
通过对两种管材料的长期使用情况进行实地调查和数据统计，本研究得出了一系列有益的结论，为供水系统管道材料的选择提供了重要参考依据。
在日益重视供水系统的可靠性和维护性的今天，本研究的结果对于提升供水系统的运行效率、降低运营成本具有重要意义。
关键词：PVC管，PE管，供水系统，可靠性，维护性引言随着城市供水系统的不断发展，管道材料的选择变得至关重要。
在这一领域，PVC管和PE管是两种常见的选择。
它们各自具有一系列优点和特性，但在实际运行中的表现如何？哪种管道材料更适合特定的应用场景？本论文将对PVC管和PE管在供水系统中的可靠性与维护性进行对比分析，旨在为管道材料选择提供实用性建议。
一、PVC管的可靠性与维护性分析PVC管材具有优异的耐腐蚀性能，其主要原料聚氯乙烯具有较强的耐化学腐蚀性，能够抵御供水系统中常见的酸碱介质的侵蚀，延长管道的使用寿命。
PVC管材表面光滑，流体阻力小，有利于减少水流的阻力损失，提高供水系统的输水效率。
根据实际使用情况的统计数据显示，PVC管道在供水系统中的平均使用寿命可达到20年以上，远远超过了一般的预期寿命要求。
PVC管材具有良好的抗压性能，能够承受一定的外部载荷和内部水压，保证管道在使用过程中不易发生变形和破裂。
通过对供水系统中PVC管道的断裂情况进行统计分析，可以发现其断裂率相对较低，远低于其他材质管道，表明PVC管道在抗压性方面具有较高的可靠性。
同时，PVC管道的连接方式多样，采用热熔连接、胶接连接或橡胶密封圈连接等方式，连接牢固，不易出现漏水等质量问题，减少了维护和修理的频率，降低了维护成本。
PVC管道具有良好的耐磨性和耐磨损性能，能够抵御供水系统中水流带来的冲刷和磨损，减少管道内壁的磨损程度，延长了管道的使用寿命。
水管保温材料
水管保温材料水管保温材料是一种用于保温和节能的材料，主要用于冷水和热水管道的保温。
它的作用是减少管道内的热量散失和冷凝水的形成，从而提高管道的热传输效率。
水管保温材料不仅可以减少能源消耗，还可以保护管道免受腐蚀和物理损坏。
水管保温材料的种类有很多，常见的有聚氨酯保温材料、聚苯乙烯保温材料、岩棉保温材料和橡胶保温材料等。
这些材料具有不同的特点和适用范围，可以根据具体的需求选择合适的材料进行保温。
聚氨酯保温材料是一种常用的水管保温材料，具有良好的保温效果和耐化学腐蚀性。
它的保温层是由聚氨酯泡沫塑料制成，具有较高的热传导率和低的吸湿性，能够有效地防止热量的散失和冷凝水的形成。
聚氨酯保温材料还具有较高的强度和抗压性能，能够有效地保护管道不受挤压和物理损坏。
聚苯乙烯保温材料是一种具有优良保温性能的水管保温材料。
它的保温层由聚苯乙烯泡沫塑料制成，具有低热传导率和低吸湿性，能够有效地阻止热量的散失和冷凝水的形成。
聚苯乙烯保温材料还具有轻质、耐化学腐蚀性和易安装的特点，适用于各种管道的保温。
岩棉保温材料是一种具有优良保温效果和耐火性的水管保温材料，主要由矿物质纤维和粘结剂制成。
岩棉保温材料具有较高的热传导率和抗压性能，能够有效地防止热量的散失和冷凝水的形成。
岩棉保温材料还具有良好的抗火性能和吸声性能，能够有效地改善室内环境。
橡胶保温材料是一种具有良好保温性能和耐候性的水管保温材料。
它的保温层由橡胶材料制成，具有较低的热传导率和较高的抗老化性能，能够有效地阻止热量的散失和冷凝水的形成。
橡胶保温材料还具有较高的柔韧性和抗震性能，能够适应管道的变形和振动。
总之，水管保温材料具有重要的保温和节能作用，可以有效地减少能源消耗，提高管道的热传输效率。
根据具体的需求，可以选择合适的材料进行保温，以达到最佳的保温效果。
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第３２卷第３期 ２０１０年６月 三峡大学学报（自然科学版）
Ｊ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｕｎｉｖ．（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ） Ｖｏ１．３２ ＮＯ．３
Ｊｕｎ．２０１０
不同材质水管温控防裂对比分析 郭利霞 强 晟 （河海大学水利水电工程学院，南京 ２１００９８）
摘要：埋设冷却水管是常用的混凝土温控措施之一．对不同材质的冷却水管的温控防裂效果进行 研究后发现：铁管的冷却效果最好，但容易出现管壁混凝土应力问题且花费较高，钢丝网塑料复合 管冷却效果次之，ＨＤＰＥ管最差．在工程实践中要根据工程现场的实际情况经过精细的仿真计算 分析来确定所需水管、合理的水管层距和间距及冷却过程． 关键词：水管冷却； 降温； 铁管； 复合管；ＨＤＰＥ管 中图分类号：ＴＶ３１５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—９４８Ｘ（２Ｏ１０）０３—００２５—０３
Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｗｉｔｈ Ｃｏｏｌｉｎｇ Ｐｉｐｅｓ Ｍａｄｅ ｏｆ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｇｕｏ Ｌｉｘｉａ Ｑｉａｎｇ Ｓｈｅｎｇ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ＆Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｏｈａｉ Ｕｎｉｖ．，Ｙｉｃｈａｎｇ ２１００９８，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｃｏｏｌｉｎｇ ｐｉｐｅｓ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒｉｓｅ ｉｎ ｍａｓｓ ｃｏｎｃｒｅｔｅ．Ｔｈｅ ｃａｌｃｕ— ｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｃｒａｃｋ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｐｉｐｅｓ ｍａｄｅ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍａｔｅ— ｒｉａｌｓ ａｒｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ：ｆｏｒ ｃｏｏｌｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ，ｔｈｅ ｂｌａｃｋ ｐｉｐｅ ｉｓ ｂｅｓｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｉｐｅ ｉｓ ｓｅｃｏｎｄ；ＨＤＰＥ ｐｉｐｅ ｉｓ ｔｈｅ ｌａｓｔ．Ｉｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｐｒｏｊｅｃｔｓ，ｐｉｐｅ ｓｙｓｔｅｍ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｂｙ ｆｉｎｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｐｉｐｅ ｃｏｏｌｉｎｇ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒｅｄｕｃｉｎｇ；ｂｌａｃｋ ｐｉｐｅ；ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｉｐｅ；ｈｉｇｈ ｄｅｎｓｉｔｙ ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｐｉｐｅ
在水工混凝土结构施工中，常埋设冷却水管以满 足混凝土温控要求．国内一般采用铁管作为冷却水管 因为铁管导热性能好，施工方法成熟，但铁管费用较 高，接头常发生渗漏或堵管．因此，国外有许多工程都 使用软管代替铁管．软水管主要特点为铺设方便快 捷，接头方便，但导热性能不如黑铁管．软冷却水管在 国外有较多的成功经验，在国内运用不多，仅在二滩 工程大规模采用ｌｌ ］．软水管研究相对也很少，朱伯 芳ｌ３ 对聚乙烯水管计算方法进行研究，黎汝潮＿４］采用 试验验证了其可行性，但还有必要对不同材质冷却水 管从早期，后期及管壁应力等等各方面进行温降防裂 对比研究．软管材质一般有塑料，橡胶和聚乙烯等，但 是软水管的导热系数较低，为了改善这种弱导热性， 使得钢丝网塑料复合管得到推广，图１就是现有常用 的一种钢丝网塑料复合管．在仿真过程中，软水管的 边界当作第三类边界处理．
图１钢丝塑料复合管 水管冷却温度场计算原理 冷却水管属于强制对流换热，对流换热系数足够 大，铁管管壁可近似视为第一类冷却边界；否则应视 为第三类吸热边界，在理论上会更严密些．当为第一
收稿日期：２Ｏ１０ Ｏ４一Ｏ６ 基金项目：国家自然科学基金资助项目（５０７７９０１０，５０５３９０１０） 通讯作者：郭利霞（１９８２一），女，博士研究生，主要研究方向为水工建筑物防裂．Ｅ—ｍａｉｌ：ｇｕｏｌｘ＠１２６．ｃｏｒｎ ２６ 三峡大学学报（自然科学版） ２０１０年６月 类冷却边界时，可表示为 Ｐ：Ｔ—Ｔ （ ） （１） 式中，Ｔｗ（ ）为管内冷却水温，沿程变化，且事先只知 道其人ＩＺ：ｌ水温；Ｐ为水管冷却边界，如图２所示．
２ 图２有水管冷却时的温度场边界条件示意图 水管沿程水温的增量计算采用 ］
ＡＴ 一二 ｆｆ ｄｓ （２） ｌＤ ｑ ｄｎ
式中，ｑ ，Ｃ 和ｐ 分别为冷却水的流量、比热和密度； 为导热系数； 为混凝土与水管之间混凝土面的外 法线． 一般冷却水的人口温度已知，就可以利用上面的
公式，对每一根冷却水管沿水流方向逐段推求沿程管 内水体的温度．水管的沿程水温计算与温度梯度ａ丁／ 有关，因此带冷却水管的混凝土温度场是一个边 界非线性问题，温度场的解无法一步得出，必须采用 迭代解法逐步逼近真解． 利用空间有限单元法和时间差分法，三维不稳定 温度场的有限单元法求解理论详见文献［６—８］．
２水管降温防裂效果分析 杭州某大型混凝土泵站总长５ｉ．５ ｍ，宽５２．３ ｍ， 有４条流道．块型底板在垂直水流方向中间位置设伸 缩缝一道，进口段顺水流方向长１８．１ ｍ，高１６．３ ｍ， 底板厚约Ｉ．５ｍ．采用Ｃ３０、Ｃ２５商品混凝土，９月中旬 施工，地基为砂土，相关参数见表１，钢模板支护，表 面覆盖１．５ ｅｍ大坝保温被． 表１材料参数
为了对比研究，内部分别采用ＨＤＰＥ（ｈｉｇｈ ｄｅｎ— ｓｉｔｙ ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）管和钢丝网塑料复合管及铁管进 行冷却降温，水管层距×管距约为０．８５ ｒｎ×０．７ｍ，冷 却水温１Ｏ℃，流速１．２０ ｍ／ｓ，流量５．４３ ｒｆｌ。／ｈ，混凝土 进仓就开始通水，通水持续时间为６ ｄ，且每隔１ ｄ水 流换向．考虑工程的结构形式和底板的布置特点以及 结构的对称性，取典型的第二流道对称结构计算，网 格剖分时采用空间六面体和五面体等参单元，计算模 型的单元和结点总数分别为３９ ７４３和３４ ９６３个，有 限元计算模型如图３所示． 图３有限兀模型 经过仿真计算，针对冷却及其温控防裂效果这一 问题，主要有以下几点结论： （１）冷却降温效果及早期应力问题．从图４～５可 以看出，无论是内部点，还是表面点，与钢丝塑料复合 管，ＨＤＰＥ管冷却后对应的特征点相比，采用铁管冷 却后的温度峰值最低，温降速度也最快，采用ＨＤＰＥ 水管表面点通水６ ｄ从３４．８。Ｃ降到２４．３℃，降幅才 １Ｏ．５℃，而采用钢丝网塑料复合管６ ｄ温度从３３．４℃ 到２０．５℃，降幅竟然达到１２．９℃．采用铁管表面温度 则从３１．９℃降到１６．９℃，降温达到１５．０℃，这都是因 为铁管的导热性能要明显好于钢丝塑料复合管和 ＨＤＰＥ管．但温降速度过快的话，使得局部降温过快， 会出现中间部位混凝土受到双重自生拉应力，甚至发 展成深层裂缝．
龄期／ｄ 图４ 不同水管底板表面点温度应力 （２）管壁应力问题．采用水管冷却这一温控制方 案时，由于冷却水温通常较低，以往的工程实践表明， 第３２卷第３期 郭利霞等不同材质水管温控防裂对比分析 ２７ ４０ ３５ ３０ ２５ ２０ １５ ０ ５ ｌ０ １５ ２Ｏ ２５ ３Ｏ
龄期，ｄ ２・５
２ ｌ－５ 妻
Ｏ．５ Ｏ 一０．５
图５不同水管底板内部点温度应力 若通水不当，管壁上有可能会出现“管壁裂缝”，甚至 在通水后期有可能会因为温降过快沿着水管走向引 起水平缝的出现，这是水管冷却这一温控方案较为不 利的一个方面． 从图６可知，采用铁管冷却后，通水期间管壁上 的应力明显大于采用ＨＤＰＥ水管和复合管时，尤其 是铁管壁在水流换向时，存在明显的温度骤变过程， 因此更易导致“管壁裂缝”的产生．从这个角度来看， 采用铁管冷却时，优势与不足同时存在．相对而言，采 用ＨＤＰＥ和复合管冷却比采用铁管冷却出现管壁裂 缝的可能性更小些．
Ｏ １０ ２０ ３０ 龄期，ｄ
图６水管管壁点的温度应力历时曲线 （３）后期应力问题．采用ＨＤＰＥ水管冷却以后， 早期温度峰值会有一定程度降低，基础温差减小，因 此后期底板内部出现的拉应力也有一定程度的减小， 但相比钢丝塑料复合管，后期应力还是很大的．如图
７内部点采用ＨＤＰＥ水管冷却最大拉应力为１．７３ ＭＰａ，会有开裂的可能；而采用钢丝网塑料复合管最 大拉应力则为１．６０ ＭＰａ，不至于开裂，至于铁管则使 得安全系数更大，可见铁管，钢丝塑料复合管冷却效 果好于ＨＤＰＥ水管，降低底板产生裂缝的可能性．
３ 结 论 图７底板内部点长期应力 在相同的外在保温条件下，铁管的冷却降温效果 最好，可以很好地抑制早期表面裂缝和后期内部裂缝 的产生，但容易由于降温过快产生管壁混凝土裂缝； 钢丝网塑料复合管冷却效果也很好，且不至于产生管 壁冷缝与锈蚀开裂；ＨＤＰＥ管冷却效果最差．实际工 程中，根据工程现场的实际情况经过精细的仿真计算 分析来确定所需水管、合理的水管层距和间距及冷却 过程．需要说明的是，整个施工过程结束后，要采用膨 胀性水泥砂浆对软水管空腔进行灌浆回填，以增强结 构的整体密实性和软水管的耐久性．
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