[發明專利]一種玻璃鋼預應力鋼套筒混凝土管材及其制作方法

有效

• 申請號: 201310570968.3
• 申請日: 2013-11-13
• 公開（公告）號: CN103591393A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 張小玉;宋建國;宋建華;李卓球;陳建中;宋鵬飛;方璽;呂泳
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學;恒潤集團有限公司
• 主分類號: F16L9/14
• 分類號: F16L9/14;B28B1/087
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

技術領域

本發明涉及一種適用于管道內外部介質均為腐蝕性介質的玻璃鋼預應力鋼套筒混凝土管材及其制作方法。

背景技術

目前，在給排水工程中運用較多的管道為預應力鋼套筒混凝土管（PCCP管）和玻璃鋼管道，如南水北調工程中，主要輸水管道為這兩種管道。

PCCP管具有剛度大、強度高、成本相對較低的特點。但目前，即便是在淡水輸送中，PCCP管存在兩種缺陷：（1）水泥砂漿外保護層抗滲性能差，預應力鋼絲容易銹蝕，一旦鋼絲的任何部位發生銹蝕而斷裂，整個管材將會突然崩壞而造成爆管，維修比其他管材要困難，如利比亞“大人工河”工程中連續出現了5次爆管事故，事故原因為氯化物導致了PCCP管預應力鋼絲的銹蝕；（2）混凝土內壁的糙率系數較高，水力特性差，對管道的流量造成了一定的影響。

玻璃鋼管具有輕質高強、耐腐蝕、水力性能優良的特點。但其剛度較低，對施工要求較高。如果想進一步提高其剛度而不改變現有玻璃鋼管的結構，那么成本將會增加很多。當管道內外部介質均為腐蝕性介質時，如海水淡化工程，以上兩種常規管道均存在使用缺陷。

發明內容

本發明的目的在于結合樹脂基材料和水泥基材料兩種基體材料的優勢，提供一種玻璃鋼預應力鋼套筒混凝土管材及其制作方法。

為達到上述目的，采用的技術方案如下：

一種玻璃鋼預應力鋼套筒混凝土管材，其特征在于由內向外依次為玻璃鋼內襯層、樹脂砂漿層、鋼套筒、混凝土結構層、玻璃鋼預應力層；玻璃鋼內襯層為浸過乙烯基樹脂的ECR表面氈或ECR聚酯表面氈打底，噴射紗和網格布交替鋪設纏繞成型；樹脂砂漿層采用立式澆筑工藝，將石英砂顆粒和鄰苯不飽和聚酯樹脂混合后澆注到玻璃鋼內襯層與鋼套筒之間的空腔振動成型；混凝土結構層采用立式澆筑工藝澆注在鋼套筒與混凝土結構層外模具之間的空腔振動成型；玻璃鋼預應力層為浸過鄰苯不飽和聚酯樹脂的玻璃纖維絲纏繞工藝制作而成。

按上述方案，所述的玻璃鋼內襯層厚度為1.0～5.0mm；樹脂砂漿層厚度為10～60mm；鋼套筒厚度約為1～10mm；混凝土結構層厚度為50～400mm；玻璃鋼預應力層厚度為2～100mm。

按上述方案，所述的玻璃鋼內襯層中乙烯基樹脂的樹脂含量為75wt%。

按上述方案，所述樹脂砂漿層中鄰苯不飽和聚酯樹脂含量為10wt%。

按上述方案，所述的玻璃鋼預應力層中鄰苯不飽和聚酯樹脂含量為25wt%。

一種玻璃鋼預應力鋼套筒混凝土管材的制作方法，包括如下步驟：

由內向外，玻璃鋼內襯層為浸過乙烯基樹脂的ECR表面氈或ECR聚酯表面氈打底，噴射紗和網格布交替鋪設纏繞成型；樹脂砂漿層采用立式澆筑工藝，將石英砂顆粒和鄰苯不飽和聚酯樹脂混合后澆注到玻璃鋼內襯層與鋼套筒之間的空腔振動成型；混凝土結構層采用立式澆筑工藝澆注在鋼套筒與混凝土結構層外模具之間的空腔振動成型；玻璃鋼預應力層為浸過鄰苯不飽和聚酯樹脂的玻璃纖維絲纏繞工藝制作鋪設于混凝土結構層之外。

按上述方案，所述的玻璃鋼內襯層厚度為1.0～5.0mm；樹脂砂漿層厚度為10～60mm；鋼套筒厚度約為1～10mm；混凝土結構層厚度為50～400mm；玻璃鋼預應力層厚度為2～100mm。

按上述方案，所述的玻璃鋼內襯層中乙烯基樹脂的樹脂含量為75wt%，厚度為1.0～5.0mm。

按上述方案，所述樹脂砂漿層中鄰苯不飽和聚酯樹脂含量為10wt%，厚度為10～60mm。

按上述方案，所述的玻璃鋼預應力層中鄰苯不飽和聚酯樹脂含量為25wt%，厚度為2～100mm。

玻璃鋼內襯層主要起防腐防滲的功能，且水力特性好；樹脂砂漿結構層主要提供管材的剛度和強度；鋼套筒主要提供管材的剛度、強度及抗滲性，且為管材的脫模起吊、運輸起吊提供便利；混凝土結構層主要提供管道的剛度和部分強度；玻璃鋼預應力層主要為管材的混凝土結構層提供預應力,同時作為外防護層，耐腐蝕防滲，防止管道外部腐蝕介質腐蝕內部鋼套筒。

本發明的有益效果是：

預應力玻璃鋼層由無數根玻璃纖維絲纏繞而成，耐腐蝕，即便是有玻璃纖維絲斷裂，也不會發生爆管的事故。突出優勢之二是：管材內壁為玻璃鋼內襯層，具有防腐抗滲、水力特性好的特點。這兩種突出優勢正好彌補了PCCP管的缺陷，具有耐腐蝕、水力特性優良、剛度大、成本低、耐久性高等特點；