導(dǎo)語：聚氨酯基材料在城市供水管道修復(fù)運用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:為研究新型聚氨酯基修補材料在城市供水管道修復(fù)中的應(yīng)用，室內(nèi)對拉力封安(LLFA)、居醫(yī)(JY)以及新型聚氨酯(JAZ)3種不同修補材料展開了拉伸試驗、吸水試驗和疲勞試驗。研究發(fā)現(xiàn)，新型JAZ修補材料的綜合性能最佳。JAZ材料的拉伸強度最大，是其他2種材料的3倍，疏水性和抗疲勞破壞的能力也較強。JAZ修補材料的長期服役工作性能好，在管道修復(fù)中有較好的應(yīng)用前景。研究成果為我國城市供水管道修復(fù)工作提供了一定借鑒。

關(guān)鍵詞:供水管道修復(fù);修補材料;聚氨酯;拉伸試驗;吸水性

由于城市工業(yè)化發(fā)展及居民日常需求耗水量較大，在長期大量供水、寒冷天氣以及腐蝕環(huán)境影響下，城市供水管道會產(chǎn)生局部的開裂或破壞［1-3］。城市供水管道的破壞，不僅會嚴重影響區(qū)域居民生活和工廠運轉(zhuǎn)，還會導(dǎo)致淡水資源的大量浪費［4-6］。因此，研究開發(fā)出快速、有效的供水管道修復(fù)方法具有重要的意義。目前，關(guān)于城市供給水管道修復(fù)工作的研究得到了我國學(xué)者和專家的關(guān)注。錢吉洪等［7］依托于上海市某給水管修復(fù)工程，深入分析了常溫固化非開挖修復(fù)技術(shù)的工作原理及其在給水管道非開挖修復(fù)中的應(yīng)用，研究成果為供水管道的修復(fù)提供了指導(dǎo)作用。郭函君［8］研究分析了紫外光固化修復(fù)工藝在水利工程供水管道現(xiàn)場固化內(nèi)襯修復(fù)工作中的應(yīng)用，并將這種工藝與水翻法進行了對比，指出新工藝不僅降低了成本，還縮短了工期，具有較大的優(yōu)勢。陳衛(wèi)星［9］提出采用內(nèi)噴涂修復(fù)的施工方法，并將其應(yīng)用到上海市雙陽路某管道修復(fù)中，并指出在不便開挖地區(qū)的老化管道修復(fù)中的特殊優(yōu)勢。綜上所述，現(xiàn)有研究主要是從施工工藝角度對管道修復(fù)展開了研究，而對新型修補材料的開發(fā)與研究較少［10-12］。本文基于室內(nèi)試驗，對拉力封安(LLFA)、居醫(yī)(JY)以及新型聚氨酯(JAZ)3種不同修補材料的拉伸強度、吸水性和抗疲勞破壞能力展開了研究。研究成果為我國城市供水管道修復(fù)工作提供了一定借鑒。

1研究背景

目前，我國推廣應(yīng)用的給水管道主要為單層高聚合物管道，如高密度聚乙烯管道，其耐腐蝕的作用、抗壓強度較好。然而，在我國北方各城市，由于冬季溫度較低，存在給水管道內(nèi)水凍結(jié)膨脹，導(dǎo)致給水管道破裂漏水的問題。由于上述問題，我國北方某城市擬對該市核心區(qū)域開展給水管道改造試點工程，以解決城市冬季給水管道破裂及其引發(fā)的地方居民區(qū)斷水問題。

2試驗設(shè)計

2.1原材料

為研究JAZ材料在供水管道修復(fù)中的應(yīng)用性能，本次研究選取了LLFA和JY2種材料作為對照試驗組，對比分析JAZ材料的修補性能。因此，本次研究涉及到的材料具體如下:①JAZ修補材料;②JY修補材料，白色、黑色、透明色;③LLFA修補材料。

2.2試驗設(shè)計

本次研究主要是針對3種不同材料在管道修補中的修復(fù)性能展開試驗，因此，室內(nèi)設(shè)計了拉伸試驗、吸水性試驗和疲勞試驗。其中，拉伸試驗和疲勞試驗是利用萬能試驗機，材料的長度均為100mm，密封膠條厚度均為1.00mm。吸水性試驗則是將3種材料均于室溫條件下置于水中浸泡，浸泡總時長為12d，每隔1d時間取出稱重，測定材料的吸水率。

3試驗結(jié)果分析

3.1抗拉性能

膠帶狀止水材料在用于供水管道修復(fù)時，主要是依靠材料的高彈性和較好的抗拉伸能力，因此，供水管道修復(fù)材料的抗拉能力是決定其工程性能的重要參數(shù)?；谑覂?nèi)拉伸試驗對LLFA、JY和JAZ3種不同供水管道修補材料的拉伸力學(xué)性能參數(shù)見表1。由表1可知，在3種不同的供水管道修補材料中，拉伸強度最大的是JAZ材料，其拉伸強度可達到32.11MPa，大約是LLFA材料和JY材料的3倍。進一步對比3種材料的拉裂伸長率可知，LL-FA材料的拉裂伸長率最大為553.25%，JY和JAZ材料的拉裂伸長率比較接近，分別是428.12%和455.31%。綜上所述，從拉裂伸長率和拉伸強度角度2項拉伸力學(xué)參數(shù)來看，JAZ材料的綜合拉伸性能最佳。

3.2吸水性能

在供水管道修復(fù)過程中，修補材料的疏水、防潮性能是影響其長期工作效能的重要因素。因此，對3種不同修補材料展開了吸水性試驗，試驗結(jié)果如圖1所示。由圖1可知，對于不同的修復(fù)材料，其吸水性具有非常明顯的區(qū)別。對于LLFA材料，隨著吸水時間的增加，其吸水率基本不變，始終保持在0～0.2%范圍內(nèi)波動。對于JAZ修復(fù)材料，在0～7d以內(nèi)，其吸水性較差，吸水率基本不變，在0.1%～0.6%之間波動;而當(dāng)試驗時間超過7d后，吸水率整體呈緩慢增大的變化趨勢，當(dāng)試驗時間達到12d時，材料的吸水率增長到2.15%，吸水率是7d時候的3.25倍。對于JY修復(fù)材料，其吸水性遠遠強于JAZ材料和LLFA材料。當(dāng)試驗結(jié)束后(12d)，JY材料的吸水率已經(jīng)達到8.43%，是JAZ材料的3.92倍。此外，在整個試驗過程中，JY修復(fù)材料吸水率一直以較快的速度保持增大。因此，綜上所述可見，從防潮性和疏水性角度來看，JY修復(fù)材料的工程性能最差，LLFA材料的工程性能最佳。而JAZ材料的防潮性和疏水性處于二者之間，但只略差于LLFA材料，遠比JY修復(fù)材料好。

3.3耐疲勞性

在供水管道修復(fù)過程中，修補材料的疲勞工作能力也是影響其長期工作效能的重要因素。因此，對3種不同修補材料展開了疲勞拉伸試驗，試驗結(jié)果如圖2所示。由圖2可知，對于不同的修復(fù)材料，JAZ材料的拉伸強度明顯高于其他2種修復(fù)材料。由圖可知經(jīng)過50min的拉伸后，LLFA材料的拉伸應(yīng)力持續(xù)降低，最終只能維持在7N左右的拉伸應(yīng)力進行疲勞試驗。由此可知，LLFA材料的抗疲勞拉伸能力較差。進一步對比JY和JAZ材料可以發(fā)現(xiàn)，在初始條件下，JAZ材料的拉伸應(yīng)力就遠高于其他材料，這表明JAZ材料的拉伸強度較大。而經(jīng)過50min的拉伸疲勞試驗后，JAZ材料的拉伸力從21N降低到15.7N，而JY材料的拉伸力則是從15.5N降低到13N，其下降幅度遠低于JAZ材料。此外，經(jīng)過500min的疲勞試驗后，JY材料的拉伸力幾乎不變，而JAZ材料則產(chǎn)生了小幅度的下降。由此可見，JY材料具有比較好的抗疲勞破壞能力。

4結(jié)語

(1)在3種不同的供水管道修補材料中，拉伸強度最大的是JAZ材料，其拉伸強度可達到32.11MPa，大約是LLFA材料和JY材料的3倍。LLFA材料的拉裂伸長率最大為553.25%，JY和JAZ材料的拉裂伸長率比較接近，分別是428.12%和455.31%。(2)隨著吸水時間的增加，LLFA材料的吸水率基本不變，始終保持在0～0.2%范圍內(nèi)波動。對于JAZ修復(fù)材料，在0～7d以內(nèi)，吸水性較差，吸水率基本不變，在0.1%～0.6%之間波動。(3)本次研究僅限于拉伸強度、抗疲勞破壞能力以及疏水性3個方面的研究，而對其粘結(jié)力、抗溫度變形等方面的試驗研究則未能涉及到，下一步應(yīng)當(dāng)增加此方向的研究。

作者：林亞南 單位：遼寧潤中供水有限責(zé)任公司