[發明專利]一種立式振動成型高剛度復合管及其制作方法

有效

• 申請號: 201310570969.8
• 申請日: 2013-11-13
• 公開（公告）號: CN103557379A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 陳建中;宋建國;宋建華;李卓球;張小玉;宋鵬飛;韓繼明;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
• 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

本發明涉及一種輸送各種介質采用立式振動成型的高剛度復合管及其制作方法。

背景技術

玻璃鋼管是一種樹脂基復合管，具有輕質高強、耐腐蝕、優良的水力性能，在給排水管道工程等行業得到廣泛的應用。但其剛度較低，屬于柔性管，變形較大，對施工要求較高。如果想進一步提高其高度而不改變現有玻璃鋼管的結構，那么成本將會增加很多，主要在于基體材料樹脂成本太高。

而水泥基材料混凝土則相對比較便宜，水泥基管道的管壁厚度都很厚，剛度很高，但單一的水泥基管道如PCCP等不耐腐蝕、水力性能差，太笨重，施工運輸不便。

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，提供一種采用立式振動成型工藝制作的高剛度復合管及其制作方法。

為達到上述目的，采用技術方案如下：

一種立式振動成型高剛度復合管，其特征在于由內向外依次為玻璃鋼內筒、混凝土中間層和玻璃鋼外筒；玻璃鋼內筒和玻璃鋼外筒是采用玻璃纖維及其織物和玻璃鋼樹脂制作而成的樹脂基復合材料；混凝土中間層是膨脹混凝土水泥基復合材料；立式振動成型是采用立式澆鑄的工藝將膨脹混凝土水泥基復合材料澆鑄到玻璃鋼內、外筒之間并進行振動成型，且立式振動成型前在玻璃鋼內筒的外部與玻璃鋼外筒的內部各涂覆一層界面適配層。

按上述方案，所述的玻璃鋼內筒和玻璃鋼外筒厚度為1.5～40mm；混凝土中間層厚度為40～150mm；界面適配層厚度為0.1～2mm。

按上述方案，所述的膨脹混凝土水泥基復合材料的膨脹率為0.005%～0.05%。

按上述方案，所述的界面適配層是一種能在潮濕環境下固化粘接的樹脂和石英砂顆粒的混合物，按質量比為樹脂：石英砂=1:1～1:5。

按上述方案，所述的能在潮濕環境下固化粘接的樹脂選用雙組份聚氨酯基底膠系統。

一種立式振動成型高剛度復合管的制作方法，包括采用立式澆鑄的工藝將膨脹混凝土水泥基復合材料澆鑄到玻璃鋼內、外筒之間并進行振動成型為混凝土中間層，且立式振動成型前在玻璃鋼內筒的外部與玻璃鋼外筒的內部各涂覆一層界面適配層。

按上述方案，所述的玻璃鋼內筒和玻璃鋼外筒厚度為1.5～40mm；混凝土中間層厚度為40～150mm；界面適配層厚度為0.1～2mm。

按上述方案，所述的膨脹混凝土水泥基復合材料的膨脹率為0.005%～0.05%。

按上述方案，所述的界面適配層是一種能在潮濕環境下固化粘接的樹脂和石英砂顆粒的混合物，按質量比為樹脂：石英砂=1:1～1:5。

按上述方案，所述的能在潮濕環境下固化粘接的樹脂選用雷可德的2雙組份聚氨酯基底膠系統。

普通樹脂基材料在潮濕條件下無法固化，而水泥基材料含有大量的水分，如果直接將這兩種材料結合在一起制作管道，必然會造成樹脂基材料無法固化，兩者的界面分離，無法形成一個完整的結構。因此采用了可以和樹脂材料直接粘接也能在潮濕環境固化與水泥基材料粘接的這樣一種親水性粘接材料，為了更好的形成界面，還在粘接材料中混入了石英砂顆粒，使得樹脂基材料和水泥基材料結合成一個整體。

將膨脹混凝土應用到立式振動成型的管道中，這是本發明的關鍵技術和創新之處。因為如果澆筑普通混凝土后會發生干縮變形，導致與玻璃鋼外筒分離成兩部分，根本無法形成一個完成的結構體，通過采用膨脹混凝土之后，通過混凝土的微膨脹來彌補干縮變形并可對玻璃鋼內筒和玻璃鋼外筒施加壓力，三者可以更好的結合在一起，形成完整的結構。

本發明的有益效果是：本發明的立式振動成型高剛度復合管，具有玻璃鋼管道所具有的高強度、優良的耐腐蝕性能與水力性能，同時其剛度是當前玻璃鋼管道常用剛度的20倍以上，重量僅為普通混凝土管道的1/2左右，解決了玻璃鋼管道剛度低和混凝土管笨重等缺點，成本介于玻璃鋼管與混凝土管之間，具有良好的經濟性能。

附圖說明

圖1：立式振動成型復合管縱截面圖。

圖2：立式振動成型復合管橫截面圖。

圖3：立式振動成型工藝示意圖。

具體實施方式

為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的內容不僅僅局限于下面的實施例。

參照附圖1、2、3所示，一種立式振動成型高剛度復合管1，它由管狀的玻璃鋼內筒2、混凝土中間結構3、玻璃鋼外筒4組成的一體結構；所述管道的玻璃鋼內筒2、玻璃鋼外筒4均為樹脂基材料，混凝土中間結構3為水泥基材料，是一種高剛度的復合結構。

立式振動成型高剛度復合管的制作工藝，如下步驟進行：