浅谈玻璃钢管的性能及其在电缆敷设中应用

　   玻璃钢管，又称为玻璃纤维缠绕夹砂管。其主要是用玻璃纤维同其他制品为添加材料，用高分子的不饱和树脂、环氧树脂等为基础材料，用石英砂和碳酸钙等无机材料为主要原料制成的管材。玻璃钢管的标准长度一般分为6m和12m两种，制作方法可分为定长缠绕制作、离心浇注制作和连续缠绕制作。
　　一、玻璃钢管的性能
　　玻璃钢管因其良好的性能特点被广泛应用于电缆的敷设过程中，其性能主要包括以下几个方面。
　 （一）质量较轻、强度高、抗疲劳
　　玻璃钢管的平均密度在1.8—2.0g/cm3之间，仅有普通钢材密度的四分之一，比铝质管材还轻三分之一。这是因为玻璃钢管中的玻璃纤维具有良好的拉伸性能及弹性模量。同时，玻璃钢管的强度超过了普通的碳钢钢管，强度为碳钢钢管的4倍。
　　玻璃钢管的抗疲劳性能也很强。传统金属材料钢管的疲劳破坏是由内向外形成的，经常在事前毫无预兆；而玻璃纤维复合的钢管从基体就可以防止裂缝的产生。玻璃钢管可以根据环向及轴向受力不同的特点，改变纤维的铺设层，让管道具有环向及轴向不同的强度，从而同受力的状态相符合。玻璃纤维的拉伸强度最大可为1.4×109Pa，弹性模量可达7×1010Pa。
　 （二）摩擦能力低
　　玻璃钢管同其它的管材相比，其摩擦系数小，从而摩擦性能低。（详见下表）
　　从上表我们看以看出，玻璃钢管它摩擦系数小，绝对粗糙度底，这样就可以降低摩擦力产生的能量损耗，提高输送性能。
　 （三）抗腐蚀性能好
　　玻璃钢管的主要原材料为高分子的不饱和树脂及矿物质成为的玻璃纤维，所以它同普通应用的金属钢管相比，具有更好的抗腐蚀性能。因它与金属管材的化学腐蚀原理不相同，并且不导电，在一些电解质溶解中就不会产生离子溶解现象，尤其是在一些具有非氧化性酸或PH值广泛的环境中都可以很好的适应。一般传统应用的不锈钢管材仍具有一些无法适应的腐蚀介质，如盐酸、氯气、二氧化碳等，玻璃钢管就可以很好的解决腐蚀问题。在一般情形下，玻璃管道可以保证管道的长时间使用，提高了管道的使用寿命，降低了管道后期的维护及更换成本，为施工提供了方便。
　 （四）抗老化及抗冻性能优异
　　玻璃钢管是一种良好的绝缘材料，它的平均导热系数为1.255×103J/（m .h.℃）—1.672×103J/（m.h.℃），仅有金属管材的1/100，在温差较大的地域所表现的热应力比金属管材低很多，因此可以作为很好的材料及瞬间高温材料应用到工程中。玻璃钢管因其拉伸强度高，具有很强的抗冻性能，即使在-25℃的环境下，管道也不会发生冻裂现象。
　 （五）使用寿命长，绝缘性能好
　　在普通情况下，玻璃钢管的使用寿命一般为50年至60年，并且其质量轻、强度高、可塑性强，在运输及安装方面都很方便。
　　玻璃钢管是非导体，其电绝缘的性能优异，绝缘电阻一般在1013--1015Ω.cm，适用于电力输送、输电线路密集地区及雷区；玻璃钢管的传热性能很低，传热系数仅为0.2，是普通钢材的0.6%，保温性能良好。
　 （六）设计性能好
　　玻璃钢管是可以进行改变其生产原料的种类、数目及比例的管材，在不同的施工环境中可以根据施工条件进行设计。一般利用以下几种方式进行转变，从而适应工程施工情况。
　　1.改变树脂的种类，并且提高其与介质的接触表面，从而提高玻璃钢材的耐腐蚀性能。
　　2.使用不同的玻璃纤维，控制玻璃纤维的含量，提高玻璃钢管的强度性能，从而适用不同的工作环境。
　　3.改变钢管中玻璃纤维的排列顺序，提高环向和轴向的强度。
　 （七）耐磨性能强、韧度高
　　经检验，在相同情况下经过260000次负荷循环，普通炭性钢管的磨损约8.5mm，石棉管的磨损约5.5mm，混凝土管磨损约为2.5mm，陶土管磨损约2.4mm，而玻璃钢管的磨损仅约为0.25mm。玻璃钢管的表面磨损小，在实验情况下也仅有0.25mm，如果在现实生活中正常压力下，其磨损情况可以忽略。玻璃钢管的内层采用的是符合国家标准的树脂，可以很好的避免玻璃纤维裸漏的情况。
　　二、玻璃钢管在电缆敷设中的应用
　　根据当代的技术要求情况，电缆线路的敷设一般采用三种方法：直埋敷设、电缆沟敷设和套管敷设。直埋敷设电缆的技术特点是其具有很好的散热性能，施工简单，投资少，但直埋敷设技术在对电缆进行检修时比较困难，且其容易腐蚀及容易发生外界损坏的情况，导致在电缆的敷设技术中应用较少，一般仅在铁路电力贯通线路、配电所电源线或人员较少地区使用；电缆沟敷设技术的特点是其方便检修，但因电缆沟敷设造价过高，施工时间长，一般都应用在车站等重要地区；应用套管技术进行电缆敷设，不仅施工技术简单方便、且投资少，对电缆保护效能高，检修方便，是普遍应用到工程施工中的敷设技术。
　 （一）玻璃钢管应用电缆敷设的原因
　　传统敷设电缆所采用的管道多为镀锌钢管或PVC塑料管材，镀锌钢管的强度很好，利于钢管铺设的安全性，但因其自身的质量很大，且管内壁不光滑，在进行电缆穿入行动时极容易刮伤电缆表面的绝缘层，发生危险。并且其耐水性能及耐热性能都很差，并且钢管本身就是磁性原料，容易形成磁力涡旋；PVC塑料管的质量轻，并且绝缘被设计人员应用于电缆的敷设工程中，但它的强度不高，如果收到压力过大，容易产生裂缝，导致危险发生。那么，怎样解决套管敷设技术中存在的问题呢？不仅可以降低工程投入、缩短工期、减轻施工人员的劳动，又可以保证电缆敷设工程的安全、电缆正常运行，经试验证明，应用玻璃钢管进行电缆敷设工程可以很好的对电缆进行保护，符合施工要求，且投入成本低，值得广泛推广应用。 　
 　（二）玻璃钢管在电缆敷设中应用的可行性探讨
　　因玻璃钢管是由玻璃纤维组成的一种复合材料，具有很高的强度及耐磨性能，应用于电缆敷设中不仅有PVC塑料管的优点，还包含镀锌钢管的强度高特点。
　　1.质量轻，利于运输
　　因为玻璃钢管具有质量轻的性能，在进行电缆敷设工程时可以大大提高运输效力，一人搬运就可以实现，节约人工，降低工程投入运输方面的成本。
　　2.耐水性好，使用各种环境的电缆敷设工程
　　因玻璃钢管的耐水性能良好，规避了普通材料不耐水，仅能在干燥环境中敷设的缺点，避免了直埋铺设导致电缆腐蚀的情况。同时玻璃钢管可以避免镀锌钢管长期在潮湿环境中生锈的现象，更好的对电缆进行保护，适用于更多的施工环境。
　　3.耐火性能很好的保证电缆正常使用
　　玻璃钢管的耐火及耐热性能良好，可以保证电缆在120℃的情况下继续使用，遇到火不发生燃烧，优于PVC塑料管。
　 （三）玻璃钢管应用在电缆敷设的工程案例
　　达成铁路全长374公里，是我国的一级铁路干线。在对达成线的扩张改造工程中，为了达到车站横梁架设及钢柱建立的施工条件，将原车站的高低压架空线路转变为电缆敷设技术。一部分电缆敷设的路径在站台上，一部分位于车站周围的排水沟区域附近。为了尽量降低施工对车站运营方面的影响，避免车站施工对旅客出行的安全产生的威胁，设计施工队对现场进行了详细的勘测，选用玻璃钢管工艺对电缆线路进行铺设，在晚间进行施工，用切割机进行站台切割，组织人员进行电缆沟的挖设工程，挖开一段敷设一段玻璃钢管，紧接进行回填工程，弃土清运工作，从而缩短了施工时间，降低了施工对营运的影响，得到了车站及乘客的好评。
　 （四）玻璃钢管应用于电缆敷设施工后的效果
　　1.施工过程简单、方便
　　因为采用的是玻璃钢管进行电缆敷设，重量轻，敷设工艺简单，管与管之间的连接采用的是密封圈，不需要进行焊接工艺，从而减少了工作量，缩短了工程时间，提高了施工效率。
　　2.施工方法简单
　　采用玻璃钢管敷设电缆可以将道路进行分段挖掘，铺设，回填。从而减少了道路施工暴露时间长，影响车站交通等情况。
　　3.不影响供电
　　应用玻璃钢管进行电缆敷设工程，可以在不停电的情况进行钢管的预埋和放电缆的工作，对车站供电不产生影响，仅需短时断电进行电缆的下线，从而提高了供电的性能，保证车站的正常营运。
　　结束语
　　总而言之，因为玻璃钢管具有强度高、质量轻、耐水性及防腐性能好、施工简洁等优点，所以在电缆的敷设工程中得到了推广及应用，并且它对电缆的良好保护性得到了社会广大人群的好评。我们有理由相信，在不久的将来，玻璃钢管敷设工艺必将取代镀锌钢管工艺，更广泛的应用于电缆的敷设工程中。因此，对玻璃钢管的性能及在电缆敷设中的应用问题值得广大建筑人士共同关注、积极探讨。