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鋼筋混凝土排水管生產技術現狀及發展趨勢是怎樣的?

添加日期:2018-3-5 16:59:28    1671
一、鋼筋混凝土排水管生產技術現狀態
    城市社會的不斷發展加大了對鋼筋混凝土排水管的需求。國家投入大量資金用于市政建設和市政改造等方面,排水管行業的形勢一片大好。鋼筋砼排水管生產工藝也隨著管材的產量、質量、規格品種的發展而有了很大的進步。在上世紀的50~60年代,制管工藝主要是手工振搗工藝;60~70年代,離心工藝逐漸占主異地位,當時制定的行業標準JC130-67就是以離心工藝為主制訂的;到了70~80年代,懸輥水泥制管機工藝開始為國人所接受。當時離心、懸輥成為兩個主要的制管工藝。從80年代后期開始,隨著改革開發,我國與國外先進國家制管技術的交流日益頻繁,并逐步從國外引進了十幾條先進的徑向擠壓制管、芯模振動制管工藝生產線,使排水管的生產技術有了很大的飛越。目前,可以說國外所有的制管工藝,我國都有了。這在其他水泥制品行業是不多見的,下面簡單介紹一下各種制管工藝的現狀。
 (一)離心式水泥制管機工藝
    離心式制管的原理是在成型過程中,管模連同砼在離心機上以一定的旋轉速度轉動,砼在離心力作用下分布于管模內表面,在高速離心時,排出多余的水份,從而形成密實的砼結構。離心制管技術是澳大利亞人休漠在20世紀初發明的,所以國外將離心管稱作為休謨管。由于這種技術發明早、設備簡單、操作容易,所以很早就得到了普及應用。國外如澳大利亞、日本、印度等,都將它作為一種主要的制管工藝,特別是日本,離心工藝使用的相當普遍,對各種離心工藝制品都制定有相應的標準。我國也是較早采用離心工藝的國家,在我國的制桿、制樁、制管行業都普遍采用這種工藝。就排水管行業來說,幾乎60%以上的企業有離心制管工藝生產線。近幾年,隨著柔性接口管的大量使用,在國產裝備中,離心工藝更加受到表睞。因為這種工藝制作的管子具有如下的優點:①外觀質量好;②管體及接口尺寸正確;③管身強度高;④抗滲性能好。但用這種工藝也存在一些問題,如在離心成型完畢后,管體內部會存在較多的浮漿,既污染環境,又造成原材料的浪費。粘附在內壁上的浮漿如不及時清理,還會影響管子的強度和內壁光滑性。常規管體清理出的浮漿有二種處理方法:一是在浮漿中摻入粗細集料,制成低級水泥制品,但因檔次較低,銷路不好;二是將浮漿液輸入沉淀池,經沉淀后,上層清水排放掉,下面的沉淀物定期掏挖。但因水泥是水硬性膠凝材料,掏挖很費時、費力。國外有在離心砼中摻入各種絮凝劑,使得浮漿中的水泥與之結合,粘附在管壁內部,而清水在離心結束后從管體內排放掉,效果不錯,但國外產品價格較高。目前,國內也開始重視這一問題,并且有單位開始在研制適合中國國情的絮凝劑。另外,離心制度的自動控制也是必須解決的,這關系到產品的質量,這個問題在管樁離心機上已經解決,在排水管離心機上也應該可以解決。
 (二)懸輥式水泥制管機制管工藝
    懸輥式水泥制管機是懸置式輥軸輥壓制管的簡稱。其原理為:懸置式的主軸在電機驅動下,以一定的速度旋轉,同時套入主軸的管??繐跞εc主軸間的摩擦力被帶動旋轉。投入管模中的砼料在離心力作用下均勻地分布于管模內壁。當投入砼料的厚度超過管模的擋圈時,即受到輥壓力的作用,砼在輥壓力作用下逐漸密實。同時,由于砼表面并不平整,管模旋轉時會產生振動,這種振動也有助于砼的密實。因此懸輥成型是在離心力、輥壓力、振動力的共同作用下使砼密實的。這種制管技術是澳大利亞羅克拉公司于上世紀40年代首先采用的。該工藝也因為其設備構造簡單,操作容易,且生產使用的是干硬性砼,元浮漿產生,不污染環境,生產的管子外壓強度高,所以從80年代引進開始,很快就得到了普及,目前我國大約有一半的制管企業有懸輥工藝生產線。但經過三十多年的生產實踐,我們發現,懸輥制管也存在如下一些工藝上的難點:
    ①喂料厚度難掌握。制管時喂料必須超厚即砼厚超過管模擋圈才能得到輥壓,一般要求管子成品超厚2mm~3mm,這是度很難掌握的。又由于管模在使用中擋圈的磨損,造成管壁厚度誤差較大,這在歷次的排水管抽檢中,懸輥管壁厚誤差太大一直是比較突出的問題;②對鋼筋骨架要求嚴格。在管子成型時,砼受到的機械輥壓力很大,對骨架也形成相當大的扭力,如使用手工綁扎骨架,就容易造成骨架變形、散架,從而影響管體結構強度,因此懸輥制管必須采用滾焊骨架。③管子承口難以制作好,管身主要靠輥壓密實,當設有承口內模時,此處即形不成輥壓,如直接輥壓成型,其工作面尺寸、平整度難以滿足橡膠圈接口的要求。因此,懸輥水泥制管機工藝制作柔性接口管有一定難度。
因為以上這些原因,目前新上的鋼筋砼排水管生產線,已較少采用懸輥工藝。
 (三)立工徑向擠壓水泥制管機制管工藝
     立式徑向擠壓水泥制管機制管技術是以美國麥克拉肯公司為代表的一種制管技術。它是靠旋轉并提升運動的輥壓頭,將砼擠壓密實。我國在上世紀80年代后期,上海水泥制管廠首先從美國引進了該制管裝備和技術,該制管工藝的特點是:①生產效率高。與離心、懸輥制管工藝相比,單機生產效率是最高的,如直徑Φ600mm,長2.5m的鋼筋砼管,每根成型時間僅需2~3分鐘;②占用管模少。由于生產中使用干硬性砼,故管子成型后可立即脫模,生產占用管模數量以能滿足周轉為準,一般只要3~5個;③因為采用的是干硬性砼,故無浮漿產生,不污染環境;④生產過程中,噪音很低,噪音值在標準允許范圍內;⑤管體與接口尺寸正確,適合做Φ1200mm以下的柔性接口管。
     但立式徑向擠壓制管對鋼筋骨架要求較高,骨架必須采用滾焊成型。否則在成型時骨架會因受局部過大的扭力而破壞,且成套裝備引進價格太高,只有少數企業能承受,已有廠家研制國產設備。
 (四)立式振動水泥制管機制管工藝
    立式振動水泥制管機制管工藝可分為:附著式振動器振動成型、振動臺振動成型、插入式振動成型和芯模振動成型,前三種立式振動裝備國內專業制造廠家都能生產,價格較便宜,使用也較普遍,特別是插入式振動工藝,目前國內大口徑排水管很多企業都采用這種工藝,但生產效率較低。芯模振動工藝是以丹麥佩德哈博公司為代表的一種制管工藝。其模具分為內模與外模,以內模(振動芯模)作為振源使干硬性砼在均勻的大振動力下振動密實,使砼獲得很高的強度。目前我國引進的排水管生產線中,最多的就是芯模振動工藝。它的最大優點是管子生產效率高,可以生產異形管件,特別適合做Φ1350mm以上的大口徑管。但生產時噪音較大,且引進價格太昂貴。目前國內已經有廠家研制成功芯模振動裝備,設備投資有望降低。
 二、鋼筋混凝土排水管的發展趨勢
 (一)向大口徑方向發展
    隨著市政建設的發展,需要大量的大口徑排水管,原GB11836-89標準制訂時,排水管的直徑范圍為Φ200mm~Φ2400mm,而制訂GB11836-99標準時,根據調研情況,直徑范圍已擴展到Φ200mm~Φ3000mm,甚至有的工程已使用Φ3000mm以上的管子。對排水管行業來說,目前小口徑管市場已受到各種塑料管材的強烈沖擊。確實,塑料管具有重量輕、內壁光滑、聯接質量好、施工方便等優點,而且生產線基本上都是自動化的,生產效率高,故已經被廣泛地選用。因此Φ600mm以下鋼筋砼排水管再上新生產線意義已不很大。而大口徑排水管,目前鋼筋砼管還是占比較大的優勢,因為大口徑鋼筋砼排水管從制作成本來看與其他管材相比,還是比較便宜,且剛度好,特別是在頂管施工中,更是優選的管材。而頂管施工,因不需要開挖面層,并能穿越公路、鐵路、地面建筑物、地下構筑物等,且施工進度快,已被越來越廣泛地采用。
 (二)向柔性接口方向發展
    在GB11836-89標準制訂的時侯,我國排水管行業的技術水平普遍還較低,當時主要接口型式是以剛性接口為主。這類管子對接口精度要求不高,制作容易,施工排水管時,主要采用套環或打腰箍或用砂漿密封。隨著人們環保意識的提高和污水處理工程的需要,對排水管提出了更高的要求,柔性接口管已越來越受到歡迎。這種接口管具有如下優點:①柔性接口系采用膠圈密封,接頭處不易滲漏,故密封性能好,排污時,不會污染環境;②對地基的適應性強,無需做砼或鋼筋砼基礎,只要用管枕定位即可,因而可大大節約管線整體造價。且柔性接口允許有微小的轉角,不會因地基輕微的不均勻沉降而使管線開裂;③適合快速施工,柔性接口因采用膠圈密封,且無需做砼或鋼筋砼基礎,故施工方便、迅速。柔性接口因具有以上優點,已成為我國排水管的發展方向。有的省市已明確規定優先選用柔性接口管。目前,我國生產的柔性接口型式有:承插式、企口式、鋼承口式和雙插口式,其中鋼承口式在頂管施工中被廣泛采用。
 (三)向環保型方向發展
    21世紀,環保是人類共同的話題。提到環保,對我們這個行業來說,要從二個方面考慮:一是產品的原材料,二是產品的使用性能。
    從產品原材料考慮,要盡可能采用綠色砼。所謂采用綠色砼,就是要少用或不用水泥,降低能耗和環境污染。因為水泥既是耗能大戶,又是排污大戶,據統計測算,生產1噸水泥,將排放1噸CO2,同時還要排放粉塵和其他有害氣體。更多地摻加以工業廢料為主的摻合料,達到節約資源、能源、保護環境,可持續發展的目的。
    從產品使用性能考慮,近年來,由于生活污水中蛋白質的增加、合成洗滌劑的普遍使用、工業廢水的復雜化,以及有些地區土壤介質本身的侵蝕,普通砼排水管道的腐蝕情況已是一個嚴重的問題。開發生產耐腐蝕鋼筋砼排水管已被提上議事日程。蘇州砼水泥制品研究院為此做了大量研究工作,目前已成功地開發了FKJ耐腐蝕鋼筋砼排水管。它是利用粉煤灰、礦渣、外加劑作膠凝材料取代普通砼中的水泥,其水化產物主要是沸石類水化硅鋁酸鹽,使FKJ砼在pH值為2~13的環境中具有比普通水泥砼好得多的耐腐蝕能力。很好地解決了生活污水、工業廢水及土壤介質對砼的侵蝕作用,大大提高了管道的使用壽命,值得推廣。

 

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