钢筋纤维混凝土管的研究及推广应用.pdf
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1、2 0 1 2年 第 2期 2月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI N A C 0NC RE r E AND C EMEN T P R0DUC T S 2 01 2 No 2 F e b r u a r 钢筋纤维混凝土管的研究及推广应用 赵 湘晖 ( 朝阳市天龙大型水泥管道集团有限公司, 辽宁 1 2 2 0 0 0 ) 摘要 : 对 比钢筋纤维混凝土管 、 预应力钢筒混凝土管和钢筋混凝土管的性能和应用现状 , 指 出钢筋纤维 混凝土 管具有较高 的性价 比和较大 的潜 在应 用市场。并对悬辊法制管工艺进行了创新 , 制备 了性能较好 的大 口径钢筋纤维 混凝土管 。 关键词 : 钢筋纤
2、维混凝土管 ; 大 口径 ; 悬辊法制 管工 艺 Ab s t r a c t : B y c o mp a r i n g w i t h t h e p e r f o r ma n c e a n d p r e s e n t s t a t u s o f a p p l i c a t i o n o f r e i n f o r c e d fi b e r c o n c r e t e p i p e , p r e s t r e s s e d c y l i n d e r c o n c r e t e p i p e a n d r e i n f o r c e
3、 d c o n c r e t e p i p e , i t p o i n t s o u t r e i n f o r c e d fi b e r c o n c r e t e p i p e a s a mo r e c o s t e ff e c t i v e p r o d u c t w i l l h a v e a l a r g e r a n g e o f a p p l i c a t i o n B y i n n o v a t i n g t h e p r o c e s s f o r p r o d u c i n g p i p e wi t
4、 h s u s p e n s i o n r o l l e r , h i g h p e rfo rm a n c e r e i n f o r c e d fi b e r c o n c r e t e p i p e s w i t h l a r g e d i a me t e r s a r e p r e p a r e d Ke y wo r d s : Re i n f o r c e d fi b e r c o n c r e t e p i p e; L a r g e d i a me t e r s; P r o c e s s for p r o d u
5、 c i n g p i p e w i t h s u s p e n s i o n r o l l e r 中图分类号 : T U 5 2 8 文 献标 识码 : A 文章编号 : 1 0 0 0 - 4 6 3 7 ( 2 0 1 2) 0 2 - 3 5 - 0 3 0前 言 2 0 0 6年 , 朝 阳市天龙大型水泥管道 ( 集团) 有限 公司研发 了一种 新型 的水泥管钢筋纤维混凝 土管( 以下简称 R F C P ) 。在水泥管材压力等级划分 为 压 力 管 材( 0 4 2 O MP a ) 和 普 通 管 材( O 0 6 0 I MP a ) 的状 况下 , 市场上最 为
6、认可 的优质压力 管 材是 以预应力钢筒混凝土管( 以下简称 P C C P ) 为代 表 , 普通管材是以钢筋混凝土管( 以下简称 R C P ) 为 代表 , 而 R F C P恰好是一个市场与技术的空当, 它可 以作为低压 管材的代表 。其技术指标 、 生产成本与 市场价格的适度性以及对市场需求 的适用性 , 都预 示着其有较广阔的应用前景 。 1 RF C P管 材 的研 发 背景 在 R F C P研制开发的过程中,为了使该产品在 防渗性能 、 承载能力 、 使用寿命等方面超过 R C P的 技术经济指标 ,较好地满足用户对普通输送水 、 排 污管 网的防渗、 工程耐压及顶管等多方
7、面的技术性 能要求 , 我们选择 了纤维混凝土技术方案。 R F C P的研发依存于 R C P的应用实践 , 但 RC P 的抗裂 、 抗渗 、 抗冲击能力有限 , 使普通混凝土排水 管不能满足一些工程特定的质量要求。 纤维混凝土在港 口、 码头 、 桥梁 、 大型结 构件 、 地下基础结构等建筑工程中应用比较广泛。传统的 纤维混凝 土大多以钢纤维做介质 , 虽然有较好 的质 量保证 , 但 由于其工程造价较高, 限制了其应用。而 用化学纤维做介质 , 既可以保持纤 维混凝土的技术 性能 , 又能有效地降低工程造价 , 从而扩大 了纤维 混凝土 的使用范 围和应用领域 。经过实验 , 引入化
8、 学纤维( 合成纤维 ) 混凝 土技术 , 为 R C P添加次要的 加筋材料 , 形成纤维助筋与钢筋骨架主筋组成 的复 合结构 , 有效地 提高了混凝 土的韧性 , 形成 了一类 新型产品R F C P 。其复合结构具体为 , 钢筋骨架 按 G B T 1 1 8 3 6 2 0 0 9 混凝土和钢筋混凝土排水管 要求 配制 , 构成管材 的主筋 ; 高强度化学纤维选用 聚丙烯腈纤维 , 按 C E C S 3 8 2 0 0 4 ( 纤 维混凝 土结构 技术规程 要求配制纤维混凝土 , 形成管材助筋。配 制纤维混凝土时 , 把水泥 、 砂 、 石 、 水按 1 : ( 1 5 2 5 )
9、: ( 2 5 3 5 ) : ( O 4 0 5 ) 的质量比配制 , 混凝土纤维掺量 为 0 5 1 O k g m , 混凝土强度为 C 3 0 。将纤维提前用 水分 散 , 纤维混凝土应搅拌均匀 , 一般可将搅拌时 间延长一倍 。聚丙烯腈纤维的几何参数及性能指标 见表 1和表 2 。 2悬辊法制管工艺制备大口径 R F CP 悬辊法制管工艺在 中国已有 4 0多年 的历史 , 技术也相对较为成熟 , 且具有投资少 、 产量大 、 易掌 握 等 优 点 ,但 一 般 生 产 管 材 口 径 不 宜 超 过 0 2 0 0 0 mm。本公司采用现有设备 , 在只改变产 品原 材料 组成 结
10、 构 的前 提下 ,按 常规 的方 法试 生 产 0 2 4 0 0 mm 口径 R F C P , 结果表 明, 制备 的 R F C P管材 的各项性能指标均达到理想的效果。 此外 , 为 了生产大 口径管材 , 特对悬 辊机的结 构进行 了创新设计 , 开发制造了巨型悬辊机。这种 一 3 5 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 2年第 2期 混凝土与水泥制品 总第 1 9 0期 注 : 聚丙烯腈纤维在短 时间内可以耐 2 4 0 。 C高温而不被熔化 。 悬辊机体积和质量较大 , 更重要 的是对悬辊轴进行 了改进 , 设计采用 空腹 ( 轴筒 )
11、、 肋筋 结构 、 铸 造成 型 、 合金材料 , 最大轴筒可设计到 08 0 0 m m( 目前实 际应用达到 0 4 2 6 mm) 。同时 , 为适应管材产品单重 提高惯性加大的情况 , 把悬辊床机架 由单边支撑改 为双边支撑 。由此完成了从产品设计一工艺一设备 全过程的创新 , 现在公 司已完全具备用悬辊法制管 工艺生产 0 3 0 0 0 - 0 3 6 0 0 mm 口径管材 的能力 ,单根 管材重达 2 0 t 。 3 RF C P管材的性能 3 1 R F C P管材的性能测试 通 过 对 O1 5 0 0 mm 和 0 3 0 0 0 m m 两 种 大 口径 R F C P
12、管材和 R C P管材进行实验对 比,发现 R F C P 管材 的质量有 了较大的改善 , 特别是其抗渗能力和 抗裂能力有了较明显的提高。 3 1 1 抗裂性能 、 内水压试验及承载能力结果分析 对 R F C P管材做常规的外压 和内水压测试 , 具 体测试方法如下。 外 压试 验 和 内水压 试 验都 参 照 G B T 1 1 8 3 6 2 0 0 9要求进行测试 。从混凝土抗压强度 、 外观质量 和尺寸检验合格 的管材中 , 按备检规格各抽取一根 管材 , 分别进行外压和内水压试验。外压试验时, 将 管材分别置于试验架上 , 通过千斤顶加压 , 从压力 表上读取裂缝荷 载和破坏荷载
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