專利名稱：一種應(yīng)用界面劑生產(chǎn)預應(yīng)力鋼筒混凝土管的方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生產(chǎn)預應(yīng)力鋼筒混凝土管的方法及設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用界面劑生產(chǎn)預應(yīng)力鋼筒混凝土管的方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
預應(yīng)力鋼筒混凝土管(Prestressedconerete cylinder pipe,簡稱 PCCP),其中小口徑是在制成內(nèi)側(cè)混凝土，外側(cè)圓形薄鋼板筒的管芯外側(cè)纏繞環(huán)向預應(yīng)力鋼絲，并制作水泥砂漿保護層的管子，結(jié)構(gòu)型式稱為內(nèi)襯式，代號為PCCPL。預應(yīng)力鋼筒混凝土管具有抗內(nèi)外壓強度高，抗?jié)B、抗裂性能好，耐腐蝕性能優(yōu)良，成本低等優(yōu)勢，是目前引水、供水、水利、市政管道工程首選的產(chǎn)品。是國家發(fā)改委、水利部、科技部等五部委制訂的《中國節(jié)水政策大綱》優(yōu)先推廣的產(chǎn)品。現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)預應(yīng)力鋼筒混凝土管的方法是采用薄鋼板通過 螺旋卷焊機卷制薄鋼板筒，在薄鋼板筒兩端分別焊接承口鋼環(huán)、插口異型鋼環(huán)，形成圓形鋼筒，將圓形鋼筒置于鋼模內(nèi)在離心機上高速旋轉(zhuǎn)，同時往圓形鋼筒內(nèi)側(cè)投入配制的混凝土，通過離心機高速旋轉(zhuǎn)的離心力使混凝土密實成型，或通過振動使混凝土密實成型，制成內(nèi)側(cè)混凝土，外側(cè)圓形薄鋼板筒的管芯，將管芯吊入養(yǎng)護坑進行蒸汽養(yǎng)護，達到一定強度后進行拆模，待管芯的混凝土達到混凝土設(shè)計強度的70 75%時，在管芯的外表面圓形薄鋼板筒上纏繞環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲，然后在上述外表面用輥射機噴射抗壓強度>45MPa，厚度^ 20 mm的干硬性水泥砂漿保護層。但現(xiàn)有的上述方法存在如下弊病管芯的外表面薄鋼筒及纏繞在上面的環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲，它們的表面光滑，水泥砂漿直接噴射在它們光滑的表面上后，鋼筒、鋼絲和水泥砂漿即金屬與非金屬材料二者之間的界面附著粘結(jié)性能差，水泥砂漿保護層干燥后易產(chǎn)生分層、空鼓、開裂、脫落等缺陷，影響水泥砂漿保護層的保護效果，使埋在地下的預應(yīng)力鋼筒混凝土管容易受到地下強酸、強堿、氯離子等有害介質(zhì)的腐蝕，影響管材的耐久性，減少使用壽命。界面劑是一種膠粘劑，它在非金屬材料與非金屬材料之間，如混凝土和砂漿的界面之間，瓷磚與墻體之間的界面處理已經(jīng)有成熟的界面劑應(yīng)用，并表現(xiàn)出了很好的粘接力。但金屬與非金屬之間，如在鋼筒外側(cè)纏繞環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲的管芯的金屬表面與干硬性水泥砂漿保護層非金屬表面之間現(xiàn)有技術(shù)還尚無一種界面劑能進行界面處理。更無此種界面劑噴射加工設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種應(yīng)用界面劑生產(chǎn)預應(yīng)力鋼筒混凝土管的方法及設(shè)備，該方法通過對金屬與非金屬材料之間用界面劑進行界面處理，增強管芯的薄鋼筒表面和纏繞在上面的環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲表面與水泥砂漿保護層二者之間的附著粘結(jié)性能，增強水泥砂漿保護層保護效果，延長預應(yīng)力鋼筒混凝土管在地下的使用壽命。該設(shè)備能按上述的生產(chǎn)方法，很好地完成界面劑在管芯的薄鋼筒表面和纏繞在上面的環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲表面的噴射，且覆蓋均勻，功效高。上述的發(fā)明目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種應(yīng)用界面劑生產(chǎn)預應(yīng)力鋼筒混凝土管的方法，采用薄鋼板通過螺旋卷焊機卷制圓形薄鋼板筒，在圓形薄鋼板筒兩端分別焊接承口鋼環(huán)、插口異型鋼環(huán)，形成圓形鋼筒，將圓形鋼筒置于鋼模內(nèi)在離心機上高速旋轉(zhuǎn)，同時往圓形鋼筒內(nèi)側(cè)投入配制的混凝土，通過離心機高速旋轉(zhuǎn)的離心力使混凝土密實成型，或通過立式振動使混凝土密實成型，制成內(nèi)側(cè)混凝土，外側(cè)圓形薄鋼板筒的管芯，將管芯吊入養(yǎng)護坑進行蒸汽養(yǎng)護，達到一定強度后進行拆模，待管芯的混凝土達到混凝土設(shè)計強度的70 75%時，在管芯的外表面圓形薄鋼板筒上纏繞環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲，其要點在于它還進行如下步驟
在管芯的外表面圓形薄鋼板筒上纏繞環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲后，再在其上面噴射一層厚度為I. 5 2. 5mm的界面劑，對金屬與非金屬材料二者之間結(jié)合的界面進行處理，然后用輥射機噴射抗壓強度> 45MPa，厚度> 20mm的干硬性水泥砂漿保護層。上述的一種應(yīng)用界面劑生產(chǎn)預應(yīng)力鋼筒混凝土管的方法，其方法之一是配制的界面劑各材料組份按重量百分比，由如下配方組成
水泥18 22% 水性環(huán)氧樹脂1.8 2. 2%
環(huán)氧固化劑2. 7 3. 3%
彡80目的膠粉O. 8 I. 2%
直徑I 4 mm的石英砂26 34%
ZD脂肪族減水劑O. 8 I. 2%
水49. 9 36. 1%
一種應(yīng)用界面劑生產(chǎn)預應(yīng)力鋼筒混凝土管的界面劑噴射設(shè)備，其要點在于它包括程序控制裝置、管芯裝夾旋轉(zhuǎn)裝置、大車行走驅(qū)動裝置和界面劑噴射裝置；其中管芯裝夾旋轉(zhuǎn)裝置由行走平臺、管芯兩端的端頭夾板和旋轉(zhuǎn)軸、第一電機、傳動輪、傳動皮帶所組成；大車行走驅(qū)動裝置由第二電機、變速箱、傳動齒輪和四只導向輪、二條導軌所組成；界面劑噴射裝置由噴嘴輸漿管、凈漿壓力泵、攪拌機和高壓輸氣管、貯氣罐、空氣壓縮機所組成；上述裝置的動作程序由程序控制裝置進行控制。上述的應(yīng)用界面劑生產(chǎn)預應(yīng)力鋼筒混凝土管的界面劑噴射設(shè)備，其結(jié)構(gòu)之一是將纏繞環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲的管芯兩端用端頭夾板固定牢固，通過第一電機、傳動輪、傳動皮帶使管芯繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；界面劑噴射裝置通過噴嘴對著纏繞環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲的管芯進行界面劑噴射；纏繞環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲的管芯通過大車行走驅(qū)動裝置的第二電機、變速箱、傳動齒輪和四只導向輪，完成沿導軌來回往復行走；界面劑噴射裝置是將在攪拌機里配制的界面劑經(jīng)凈漿壓力泵、輸漿管輸送到噴嘴，然后利用空氣壓縮機將O. 4 O. 6MPa壓縮空氣的壓力，通過貯氣罐、高壓高壓輸氣管傳送到噴嘴，將界面劑均勻地噴射復合于管芯、鋼絲表面。本發(fā)明其方法的有益效果是在管芯的外表面薄鋼筒上纏繞環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲后，再在其上面噴射一層厚度為I. 5 2. 5mm的界面劑，對金屬與非金屬材料二者之間結(jié)合的界面進行處理，然后用輥射機噴射抗壓強度> 45MPa，厚度> 20mm的干硬性水泥砂漿保護層。因為界面劑是一種膠粘劑，具有超強的粘結(jié)力，所以它增強了管芯的薄鋼筒表面和纏繞在上面的環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲表面與水泥砂漿保護層二者之間的附著粘結(jié)性能，克服了水泥砂漿保護層干燥后易產(chǎn)生分層、空鼓、開裂、脫落等缺陷，增強了水泥砂漿保護層的保護效果；另外，以水性環(huán)氧樹脂、固化劑和水泥凈漿為基材的界面劑進行界面處理，對管芯的薄鋼筒表面和纏繞在上面的環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲表面本身就是一層良好的保護層，這等于是又增加了一層保護層；因為上述二方面原因，使埋在地下的預應(yīng)力鋼筒混凝土管不易受到土壤中強酸、強堿、氯離子等有害介質(zhì)的腐蝕，使得增強預應(yīng)力鋼筒混凝土管在工程應(yīng)用中的耐久性、使用壽命得以延長。本發(fā)明具體配方所制得的界面劑，其中的水性環(huán)氧樹月旨、環(huán)氧固化劑是一種高分子材料，它具有強度高、耐久性好等優(yōu)點，在界面劑組份中起增強粘結(jié)強度作用，同時水性環(huán)氧樹脂是一種水溶性樹脂，和水泥有良好的配伍性，并能在潮濕的環(huán)境下使用，操作時無須進行干燥處理，噴射完界面劑即可轉(zhuǎn)入下道工序進行噴射干硬性水泥砂漿保護層；ZD脂肪族減水劑起界面劑中減少水份，提高強度，增加稠度的作用；界面劑中加入石英砂起到使鋼筒、鋼絲光滑的表面增加粗糙度，能對砂漿保護層增加附著力作用，進一步增強管芯的薄鋼筒表面和纏繞在上面的環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲表面與水泥砂漿保護層二者之間的附著粘結(jié)性能。本發(fā)明的界面劑解決了現(xiàn)有技術(shù)的界面劑不能在金屬與非金屬材料二者之間結(jié)合應(yīng)用的難題。本發(fā)明其設(shè)備的有益效果是它能確保本發(fā)明方法的順利實施，實現(xiàn)在管芯的外表面薄鋼筒上纏繞環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲后，噴射界面劑的機械化、自動化。


圖I :采用本發(fā)明的方法和設(shè)備生產(chǎn)的預應(yīng)力鋼筒混凝土管的半剖結(jié)構(gòu)示意圖。圖2 :圖I中A處放大結(jié)構(gòu)圖。圖3 :本發(fā)明設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1—3中，I-預應(yīng)力鋼筒混凝土管，2-承口鋼環(huán)，3-內(nèi)側(cè)混凝土，4-管芯，5-環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲，6-界面劑，7-干硬性水泥砂漿保護層，8-插口異型鋼環(huán)，9-程序控制裝置，10-管芯裝夾旋轉(zhuǎn)裝置，11-大車行走驅(qū)動裝置，12-界面劑噴射裝置，13-行走平臺，14-端頭夾板，15-旋轉(zhuǎn)軸，16-第一電機1，17-傳動輪，18-傳動皮帶，19-第二電機，20-變速箱，21-傳動齒輪，22-導向輪，23-導軌，24-噴嘴，25-輸漿管，26-凈漿壓力泵，27-攪拌機，28-高壓輸氣管，29-貯氣罐，30-空氣壓縮機。
具體實施例方式 一種應(yīng)用界面劑生產(chǎn)預應(yīng)力鋼筒混凝土管的方法，采用薄鋼板通過螺旋卷焊機卷制圓形薄鋼板筒，在圓形薄鋼板筒兩端分別焊接承口鋼環(huán)、插口異型鋼環(huán)，形成圓形鋼筒，將圓形鋼筒置于鋼模內(nèi)在離心機上高速旋轉(zhuǎn)，同時往圓形鋼筒內(nèi)側(cè)投入配制的混凝土，通過離心機高速旋轉(zhuǎn)的離心力使混凝土密實成型，制成內(nèi)側(cè)混凝土，外側(cè)圓形薄鋼板筒的管芯，將管芯吊入養(yǎng)護坑進行蒸汽養(yǎng)護，達到一定強度后進行拆模，待管芯的混凝土達到混凝土設(shè)計強度的75%時，在管芯的外表面圓形薄鋼板筒上纏繞環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲，其特征在于它還進行如下步驟
在管芯的外表面圓形薄鋼板筒上纏繞環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲后，再在其上面噴射一層厚度為2. Omm的界面劑，對金屬與非金屬材料二者之間結(jié)合的界面進行處理，然后用輥射機噴射抗壓強度48MPa，厚度25mm的干硬性水泥砂漿保護層。水泥20%
水性環(huán)氧樹脂2%環(huán)氧固化劑3%
彡80目的膠粉1%
直徑I 4 mm的石英砂30%
ZD脂肪族減水劑1%
水43%
由圖I 一 3所表示的是本發(fā)明一種應(yīng)用界面劑生產(chǎn)預應(yīng)力鋼筒混凝土管的界面劑噴射設(shè)備實施例一種應(yīng)用界面劑生產(chǎn)預應(yīng)力鋼筒混凝土管的界面劑噴射設(shè)備，它包括程序控制裝置9、管芯裝夾旋轉(zhuǎn)裝置10、大車行走驅(qū)動裝置11和界面劑噴射裝置12 ;其中管芯裝夾旋轉(zhuǎn)裝置10由行走平臺13、管芯兩端的端頭夾板14和旋轉(zhuǎn)軸15、第一電機16、傳動輪
17、傳動皮帶18所組成；大車行走驅(qū)動裝置11由第二電機19、變速箱20、傳動齒輪21和四只導向輪22、二條導軌23所組成；界面劑噴射裝置12由噴嘴24、輸漿管25、凈漿壓力泵26、攪拌機27和高壓輸氣管28、貯氣罐29、空氣壓縮機30所組成。上述裝置的動作程序由程序控制裝置9進行控制，動作程序是將纏繞環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲5的管芯4兩端用端頭夾板14固定牢固，通過第一電機16、傳動輪17、傳動皮帶18使纏繞環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲5的管芯4繞旋轉(zhuǎn)軸15旋轉(zhuǎn)；界面劑噴射裝置12通過噴嘴24對著纏繞環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲5的管芯4進行界面劑6噴射；纏繞環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲5的管芯4通過大車行走驅(qū)動裝置11的第二電機19、變速箱20、傳動齒輪21和四只導向輪22，完成沿導軌23來回往復行走；界面劑噴射裝置12是將在攪拌機27里配制的界面劑6經(jīng)凈漿壓力泵26、輸漿管25輸送到噴嘴24，然后利用空氣壓縮機30將O. 4 O. 6MPa壓縮空氣的壓力，通過貯氣罐29、高壓輸氣管28傳送到噴嘴24，將界面劑6均勻地噴射復合于管芯4、環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲5上。本實施例的作業(yè)運行程序如下用吊機將纏繞有環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲5的管芯4吊上行走平臺13，兩端用兩塊端頭夾板14將纏繞有環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲5的管芯4固定；利用程序控制裝置9，啟動管芯裝夾旋轉(zhuǎn)裝置10，使纏繞有環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲5的管芯4旋轉(zhuǎn)；啟動攪拌機27將界面劑材料攪拌均勻配制成界面劑6，通過凈漿壓力泵26及輸漿管25將界面劑6泵送到噴嘴24 ;啟動空氣壓縮機30，將壓縮的空氣輸入貯氣罐29，通過高壓輸氣管28，將壓縮空氣輸送到噴嘴24，以O(shè). 5MPa的空氣壓力將界面劑6噴射到纏繞有環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲5的管芯4外表面；同時啟動大車行走驅(qū)動裝置11，帶動四只導向輪22在導軌23上往復行走，通過纏繞有環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲5的管芯4的旋轉(zhuǎn)和大車行走驅(qū)動裝置11的行走，使界面劑6均勻地噴射復合于往復行走的整個纏繞有環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲5的管芯4外表面，通過程序控制裝置9的自動控制大車行走驅(qū)動機構(gòu)11往復數(shù)次，達到界面層6要求的厚度，噴射完畢后設(shè)備自動停止，轉(zhuǎn)入下道工序干硬性水泥砂漿保護層7的制作。采用上述方法和設(shè)備的實施例生產(chǎn)的“預應(yīng)力鋼筒混凝土管”，經(jīng)委托有資質(zhì)的第三方進行檢測，纏繞有環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲的管芯在噴射水泥砂漿保護層之前，表面經(jīng)本發(fā)明的界面劑進行界面處理和未經(jīng)界面處理的進行比較，檢測表明，試件14天的剪切粘結(jié)強度，經(jīng)界面劑處理的為2. 12MPa，未經(jīng)界面劑處理的為O. 60MPa，經(jīng)界面劑界面處理的是未經(jīng)界面劑處理的353. 3% ;試件14天的拉伸粘結(jié)強度，經(jīng)界面劑界面處理的為I. 16MPa，未經(jīng)界面劑處理的為O. 39MPa，經(jīng)界面劑界面處理的是未經(jīng)界面劑處理的297.4%，所以效果十分明顯。界面處理力學性能檢測結(jié)果(從檢驗報告中下載)
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用界面劑生產(chǎn)預應(yīng)力鋼筒混凝土管的方法，采用薄鋼板通過螺旋卷焊機卷制圓形薄鋼板筒，在圓形薄鋼板筒兩端分別焊接承口鋼環(huán)、插口異型鋼環(huán)，形成圓形鋼筒，將圓形鋼筒置于鋼模內(nèi)在離心機上高速旋轉(zhuǎn)，同時往圓形鋼筒內(nèi)側(cè)投入配制的混凝土，通過離心機高速旋轉(zhuǎn)的離心力使混凝土密實成型，或通過立式振動使混凝土密實成型，制成內(nèi)側(cè)混凝土，外側(cè)圓形薄鋼板筒的管芯，將管芯吊入養(yǎng)護坑進行蒸汽養(yǎng)護，達到一定強度后進行拆模，待管芯的混凝土達到混凝土設(shè)計強度的70 75%時，在管芯的外表面圓形薄鋼板筒上纏繞環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲，其特征在于它還進行如下步驟 在管芯的外側(cè)圓形薄鋼板筒上纏繞環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲后，再在其上面噴射一層厚度為I. 5 2. 5mm的界面劑，對金屬與非金屬材料二者之間結(jié)合的界面進行處理，然后用輥射機噴射抗壓強度> 45MPa，厚度> 20mm的干硬性水泥砂漿保護層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種應(yīng)用界面劑生產(chǎn)預應(yīng)力鋼筒混凝土管的方法，其特征在于配制的界面劑各材料組份按重量百分比，由如下配方組成 水泥18 22% 水性環(huán)氧樹脂1.8 2. 2% 環(huán)氧固化劑2. 7 3. 3% ≥80目的膠粉O. 8 I. 2% 直徑I 4 mm的石英砂26 34% ZD脂肪族減水劑O. 8 I. 2% 水49. 9 36. 1%
3.一種應(yīng)用界面劑生產(chǎn)預應(yīng)力鋼筒混凝土管的界面劑噴射設(shè)備，其特征在于它包括程序控制裝置、管芯裝夾旋轉(zhuǎn)裝置、大車行走驅(qū)動裝置和界面劑噴射裝置；其中管芯裝夾旋轉(zhuǎn)裝置由行走平臺、管芯兩端的端頭夾板和旋轉(zhuǎn)軸、第一電機、傳動輪、傳動皮帶所組成；大車行走驅(qū)動裝置由第二電機、變速箱、傳動齒輪和四只導向輪、二條導軌所組成；界面劑噴射裝置由噴嘴、輸漿管、凈漿壓力泵、攪拌機和高壓輸氣管、貯氣罐、空氣壓縮機所組成；上述裝置的動作程序由程序控制裝置進行控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用界面劑生產(chǎn)預應(yīng)力鋼筒混凝土管的界面劑噴射設(shè)備，其特征在于將纏繞環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲的管芯兩端用端頭夾板固定牢固，通過第一電機、傳動輪、傳動皮帶使管芯繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；界面劑噴射裝置通過噴嘴對著纏繞環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲的管芯進行界面劑噴射；纏繞環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲的管芯通過大車行走驅(qū)動裝置的第二電機、變速箱、傳動齒輪和四只導向輪，完成沿導軌來回往復行走；界面劑噴射裝置是將在攪拌機里配制的界面劑經(jīng)凈漿壓力泵、輸漿管輸送到噴嘴，然后利用空氣壓縮機以O(shè).4 O. 6MPa壓縮空氣的壓力，通過貯氣罐、高壓輸氣管傳送到噴嘴，將界面劑均勻地噴射復合于纏繞環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲的管芯表面。
全文摘要
一種應(yīng)用界面劑生產(chǎn)預應(yīng)力鋼筒混凝土管的方法及設(shè)備，屬于生產(chǎn)預應(yīng)力鋼筒混凝土管的方法及設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。在管芯的外表面圓形薄鋼板筒上纏繞環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲，其特征在于它還進行如下步驟在管芯的外表面圓形薄鋼板筒上纏繞環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲后，再在其上面噴射一層厚度為1.5～2.5mm的界面劑，對金屬與非金屬材料二者之間結(jié)合的界面進行處理，然后用輥射機噴射干硬性水泥砂漿保護層。該方法通過對金屬與非金屬材料之間用界面劑進行界面處理，增強管芯的薄鋼筒表面、環(huán)向預應(yīng)力高強鋼絲表面與水泥砂漿保護層二者之間的附著粘結(jié)性能，增強水泥砂漿保護層保護效果，提高預應(yīng)力鋼筒混凝土管的耐久性和使用壽命。其設(shè)備能完成上述方法。
文檔編號B28B21/68GK102909784SQ20121043794
公開日2013年2月6日 申請日期2012年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月6日
發(fā)明者倪志權(quán), 倪靖珂 申請人:倪志權(quán)