国内水泥管道主要制作工艺及各工艺的特点分析
2020-05-22
国内水泥管道制作工艺因其口径大小不同，所要求的标准不同，因此其制作工艺也不尽相同。关于大中口径钢筋混凝土水泥管道的生产工艺则主要有悬辊、离心、立式振捣和芯模振动四种工艺。一方面是为了同一行业内产品规范标准，另一方面是为了适应不同的管道用途。但是整体来说，结合多年的生产实践经验，我们对这四种工艺方法分别进行了调研分析，发现芯模振动工艺生产的钢筋水泥管道***具有优势，在产品质量、生产效率、劳动强度、节能、环保等方面均优于其他工艺。下面我们就通过各工艺特点来进行详细分析比较各种工艺的生产的水泥管道的质量差别。
一、悬辊工艺的特点
悬辊工艺制作的水泥管道是在辊轴的辊压力的作用下密实的。但是在这个过程中，混凝土料层的厚度很难掌握，因为悬辊工艺制管时要求填料必须超厚，即混凝土厚要超过管模的档圈才能得到辊压，这就要求管子的成品应超厚2-3mm，但是通常这一点是很难掌握的。又由于管模在长时间的使用中档圈会出现磨损，更造成管壁厚度的误差。在填料厚度不均匀的情况下，辊压力的大小也不同，***后形成的管壁的混凝土的密实度就会不同，***后成品的强度波动就比较大。其次，在管子成型时，混凝土受到的机械辊压力很大，会对钢筋骨架形成相当大的破坏力，容易造成钢筋骨架上下位移，钢筋位置不准确，钢筋表面出现贯通空穴，降低钢筋握裹力，严重的会造成钢筋骨架散架、跳筋、并筋，这些都将严重影响管材的结构强度。另外，由于钢筋表面空穴的存在，就会导致水泥管道的抗渗性能较差。而且还有一点是，悬辊工艺的自动化程度低、劳动强度大、能耗高，使得企业难以节约成本而且对于水泥制品的绿色环保发展也存在诸多弊端。
二、离心工艺的特点
在使用离心工艺制作水泥管道的离心成型过程中，管模连同混凝土在离心机上以一定的旋转速度转动，混凝土在离心力作用下分布于管模内表面并形成密实的结构，这种以离心法成型的管道称为离心混凝土管道。
离心混凝土水泥管道的基本特点是，由于离心力的作用使混凝土中的固相粒子沿着离心方向沉降，与此同时将多余的水分排出，从而形成密实的混凝土结构，但是由于混凝土是由多种固相组分组成的，而不同的成分在离心力作用下的沉降速度是不相同的，这就导致了混凝土内部的分层现象，内壁是水泥浆层，靠外壁是混凝土层，中间夹着一层水泥砂浆，这种分层现象是在混凝土离心过程中发生的。其缺点是混凝土产生内外分层，破坏原设计混凝土级配，会使原本混凝土的强度降低，比普通砼强度降低6%以上，内壁水泥浆层强度降低更大，由于内壁水泥浆层水灰比大、强度低、因而耐磨性能差，水泥浆收缩大，放置时间一长，内壁容易出现裂缝。另外，离心工艺自动化程度低、劳动强度大、能耗高，而且生产过程中容易产生很多废浆液污染环境。
三、立式振捣工艺特点
由于该工艺采用高水灰比塑性混凝土，人.工用振动棒分层振捣密实，容易出现过振或漏振现象，造成管体混凝土强度不均匀，由于采用的是流动性较大的塑性混凝土，所以很难把管体混凝土强度做得很高，而且立式振捣的管子上部水分多，集料少，均质性差，插口端面强度低，平整度差，配筋稠密处振捣不密实，在顶管施工时，经发生管子顶裂，此外，由于管子的几何尺寸偏差大，端面不平整，顶力传递不良。立式振捣工艺自动化程度低、劳动强度大、生产效率低。
四、芯模振动工艺特点
芯模振动工艺的特点是，管体混凝土采用干硬性混凝土，通过芯模振动，管口挤压成型。芯模振动的产生，主要靠转轴上的偏心块，偏心块的数量取决于管长。振动频率的高低主要取决于管径和壁厚，根据管径和壁厚，频率在0-75Hz可调，也可以调整振幅，通过对振动频率和振幅的调整，可以产生******的振动力密实混凝土，从而得到高强度的管体混凝土。芯模振动工艺自动化程度高，其布料过程，振动过程，管口挤压过程均通过程序控制自动完成，所以该工艺生产的管材混凝土强度高、抗渗性好、抗外压能力强，允许顶力大，生产效率高。
通过以上四种生产工艺的基本介绍，我们可以发现芯模振动工艺生产的钢筋混凝土水泥管道与其他工艺的相比具有多方面的优点。首先，芯模振动自动化程度高、劳动强度低，而且生产效率高，节能环保没有多余废液废料产生。通过芯模振动工艺生产的水泥管道管体混凝土强度高，可达到C50以上，也不会出现离心工艺中出现的混凝土分层现象。而且由于振动力由内向外传递，管体的混凝土强度就非常均匀，管体内壁耐磨性能好。其次，管体承插口端面平整，强度高，这是由于成型承插口端面时，芯模振动工艺采用振动与挤压方式成型承插口端面，所以承插口端面非常平整，端面平整度小于1mm，端面倾斜度在0.6--1%之间，采用干硬性混凝土，不会出现立式振捣工艺，管体端面混凝土离析所造成混凝土强度低的现象，所以芯模振动工艺生产的管体端面强度高，能承受较大的轴向顶力，而管口不易破损。
芯模振动工艺采用钢筋环网定型，位置准确，不会出现悬辊工艺钢筋位移、跳筋、并筋、散筋现象，管体抗渗性能好，可保证百分之百不漏水，管子整体结构强度高，可抵抗较大的外压荷载。而且该工艺一种型号管只用一套内外模，管子外形尺寸准确统一。根据这一特点就可以生产各种异形管。如椭圆形管、带基础底座管、插口带胶圈槽顶管、箱涵等。可生产的******口径达3500mm大直径钢筋混凝土水泥管道。
