鋼筋混凝土排水管生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
發(fā)布時間：2019-06-19
鋼筋混凝土排水管生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
一、鋼筋混凝土排水管生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀態(tài)
這幾年,隨著城鎮(zhèn)規(guī)模的不斷擴大,污水治理工程的大力興建,國家投入了大量資金用于市政建設(shè)和市政改造,排水管行業(yè)的形勢應(yīng)該說非常好.鋼筋砼排水管的生產(chǎn)技術(shù)也隨著管材的產(chǎn)量、質(zhì)量、規(guī)格品種的發(fā)展而有了限大的進步.在上世紀的50~60年代,我們的制管工藝主要以手工振搗工藝為主;60~70年代,離心工藝逐漸占主異地位,當時制定的行業(yè)標準JC130-67就是以離心工藝為主制訂的;到了70~80年代,懸輥工藝開始為國人所接受,當時離心、懸輥成為二個主要的制管工藝;從80年代后期開始,隨著改革開發(fā),我國與國外先進國家制管技術(shù)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(chǎn)線,使排水管的生產(chǎn)技術(shù)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(yè)是不多見的,下面簡單介紹一下各種制管工藝的現(xiàn)狀.
(一)離心制管工藝
離心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(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)動,砼在離心力作用下分布于管模內(nèi)表面,在高速離心時,排出多余的水份,從而形成密實的砼結(jié)構(gòu).離心制管技術(shù)是澳大利亞人休漠在20世紀初發(fā)明的,所以國外將離心管稱作為休謨管.由于這種技術(shù)發(fā)明早、設(shè)備簡單、操作容易,所以很早就得到了普及應(yīng)用.國外象澳大利亞、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(yīng)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(yè)都普遍采用這種工藝.就排水管行業(yè)來說,幾乎60%以上的企業(yè)有離心制管工藝生產(chǎn)線.近幾年,隨著柔性接口管的大量使用,在國產(chǎn)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(yōu)點:①外觀質(zhì)量好;②管體及接口尺寸正確;③管身強度高;④抗?jié)B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(nèi)部會存在較多的浮漿,既污染環(huán)境,又造成原材料的浪費.粘附在內(nèi)壁上的浮漿如不及時清理,還會影響管子的強度和內(nèi)壁光滑性.常規(guī)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(jīng)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(jié)合,粘附在管壁內(nèi)部,而清水在離心結(jié)束后從管體內(nèi)排放掉,效果不錯,但國外產(chǎn)品價格較高.目前,國內(nèi)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(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量,這個問題在管樁離心機上已經(jīng)解決,在排水管離心機上也應(yīng)該可以解決.
(二)懸輥制管工藝
懸輥法制管是懸置式輥軸輥壓制管的簡稱.其原理為:懸置式的制管機主軸在電機驅(qū)動下,以一定的速度旋轉(zhuǎn),同時套入主軸的管模靠擋圈與主軸間的摩擦力被帶動旋轉(zhuǎn).投入管模中的砼料在離心力作用下均勻地分布于管模內(nèi)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(zhuǎn)時會產(chǎn)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(shù)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(shè)備構(gòu)造簡單,操作容易,且生產(chǎn)使用的是干硬性砼,元浮漿產(chǎn)生,不污染環(huán)境,生產(chǎn)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(yè)有懸輥工藝生產(chǎn)線.但經(jīng)過二十多年的生產(chǎn)實踐,我們發(fā)現(xiàn),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(jié)構(gòu)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(shè)有承口內(nèi)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(chǎn)線,已較少采用懸輥工藝.
(三)立工徑向擠壓制管工藝
立式徑向擠壓制管技術(shù)是以美國麥克拉肯公司為代表的一種制管技術(shù).它是靠旋轉(zhuǎn)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(shù),該制管工藝的特點是:①生產(chǎn)效率高.與離心、懸輥制管工藝相比,單機生產(chǎn)效率是較高的,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(chǎn)中使用干硬性砼,故管子成型后可立即脫模,生產(chǎn)占用管模數(shù)量以能滿足周轉(zhuǎn)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(chǎn)生,不污染環(huán)境;④生產(chǎn)過程中,噪音很低,噪音值在標準允許范圍內(nèi);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(shù)企業(yè)能承受,已有廠家研制國產(chǎn)設(shè)備.
(四)立式振動制管工藝
立式振動制管工藝可分為: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(nèi)專業(yè)制造廠家都能生產(chǎn),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(nèi)大口徑排水管很多企業(yè)都采用這種工藝,但生產(chǎn)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(nèi)模與外模,以內(nèi)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(chǎn)線中,較多的就是芯模振動工藝.它的較大優(yōu)點是管子生產(chǎn)效率高,可以生產(chǎn)異形管件,特別適合做Φ1350mm以上的大口徑管.但生產(chǎn)時噪音較大,且引進價格太昂貴.目前國內(nèi)已經(jīng)有廠家研制成功芯模振動裝備,設(shè)備投資有望降低.
二、鋼筋混凝土排水管的發(fā)展趨勢
(一)向大口徑方向發(fā)展
隨著市政建設(shè)的發(fā)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(jù)調(diào)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(yè)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(nèi)壁光滑、聯(lián)接質(zhì)量好、施工方便等優(yōu)點,而且生產(chǎn)線基本上都是自動化的,生產(chǎn)效率高,故已經(jīng)被廣泛地選用.因此Φ600mm以下鋼筋砼排水管再上新生產(chǎn)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(yōu)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(yōu)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(gòu)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(fā)展
在GB11836-89標準制訂的時侯,我國排水管行業(yè)的技術(shù)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(huán)或打腰箍或用砂漿密封.隨著人們環(huán)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(yōu)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(huán)境;②對地基的適應(yīng)性強,無需做砼或鋼筋砼基礎(chǔ),只要用管枕定位即可,因而可大大節(jié)約管線整體造價.且柔性接口允許有微小的轉(zhuǎn)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(chǔ),故施工方便、迅速.柔性接口因具有以上優(yōu)點,已成為我國排水管的發(fā)展方向.有的省市已明確規(guī)定優(yōu)先選用柔性接口管.目前,我國生產(chǎn)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(huán)保型方向發(fā)展
21世紀,環(huán)保是人類共同的話題.提到環(huán)保,對我們這個行業(yè)來說,要從二個方面考慮:一是產(chǎn)品的原材料,二是產(chǎn)品的使用性能.
從產(chǎn)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(huán)境污染.因為水泥既是耗能大戶,又是排污大戶,據(jù)統(tǒng)計測算,生產(chǎn)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(yè)廢料為主的摻合料,達到節(jié)約資源、能源、保護環(huán)境,可持續(xù)發(fā)展的目的.
從產(chǎn)品使用性能考慮,近年來,由于生活污水中蛋白質(zhì)的增加、合成洗滌劑的普遍使用、工業(yè)廢水的復(fù)雜化,以及有些地區(qū)土壤介質(zhì)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(fā)生產(chǎn)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(fā)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(chǎn)物主要是沸石類水化硅鋁酸鹽,使FKJ砼在pH值為2~13的環(huán)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(yè)廢水及土壤介質(zhì)對砼的侵蝕作用,大大提高了管道的使用壽命,值得推廣.
