一种纤维增强塑料混凝土复合管的研制

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发布时间：2021-09-03

资料介绍

一种纤维增强塑料混凝土复合管的研制
杨正梅，贺建军
(1．广东省建筑材料研究院，广州510160；2．深圳市吉凌复合材料科技股份有限公司，518110)
摘要：纤维增强塑料混凝土复合管是一种新型管道材料，介绍了该产品的原材料选择、生产工艺、关键质量控
制、性能特点以及应用范围。
关键词：纤维增强塑料管；钢筋混凝土管；耐腐蚀性；承栽能力；立式外模震动
Abstract：Fiber reinforced plastics concrete pipe is a new type of pipe materia1．Here，the selection of raw materials，
production process and the key quality control，performance characteristics and application range of the product are
introduced．
一Key words：Fiber reinforced plastic pipe；Reinforced concrete pipe；Corrosion resistance；Load bearing capacity；
Vertical external mold vibration
中图分类号：TU528．73 文献标识码：A 文章编号：1000—4637(2014)12-37—03
0 前言
近几年来，先后在北京、长沙、深圳、广州等地
发生了雨水浸街等灾涝，甚至造成生命安全和财产
损失。当前，市政排水管网和工业排污工程中常用
的管道有铸铁管、玻璃钢夹砂管、高密度聚乙烯管
和钢筋混凝土管等。但铸铁管容易产生锈蚀，且重
量大；高密度聚乙烯管成本高且承压能力低，容易
发生爆管：塑料排水管因部分厂家采用内掺废塑料
等方法以降低成本，导致产品质量难以保证；钢筋
混凝土排水管具有刚度好、成本低等优点，但存在
着重量大、不耐腐蚀和管壁粗糙、易结垢等问题，从
而也影响其使用范围：玻璃钢夹砂管具有耐腐蚀能
力强、质量轻等优势，但其生产成本较高、管材较
脆、耐冲击力较差等不足；近几年开发生产的内衬
聚氯乙烯塑料钢筋混凝土排水管。虽然具有良好的
耐腐蚀性和较高的承载能力，但因大多数厂家采用
离心工艺生产，混凝土配方不好或者复合聚氯乙烯
塑料胶片的时机掌握不对等因素，容易造成质量问
题。因此，开发一种更经久耐用的新型管材已成为
当前城市基础设施建设和工业排污工程的迫切需
要。本文从原材料选择、生产工艺等方面介绍了纤
维增强塑料混凝土复合管的研制及性能特点。
1 纤维增强塑料混凝土复合管的材料选择与分析
纤维增强塑料混凝土复合管由纤维增强塑料
管和钢筋混凝土管复合而成，其管壁意图见图1。
1．1 纤维增强塑料管原材料的选择与分析
纤维增强塑料管是由树脂和增强材料组成的
幽1 纤维增强塑料混凝土复合管管壁示意图
一种复合材料。纤维增强塑料的性能主要取决于原
材料的种类和用量。
(1)树脂
根据管材的应用环境要求和成本分析，在生产
纤维增强塑料混凝土复合管时。主要选用主链具有
体积比较大的双酚A型环氧树脂结构的树脂乙烯
基树脂或不饱和间苯树脂作为内衬层树脂材料，较
少选用普通的间苯或邻苯不饱和树脂，如有高温要
求的．可选用耐高温树脂。
(2)增强材料
纤维增强塑料管所用的增强材料主要是玻璃
纤维。玻璃纤维主要分为无碱玻璃纤维、中碱玻璃
纤维和高碱玻璃纤维三种。高碱玻璃纤维主要是由
一些小企业用废玻璃为原料生产的，由于性能不好
已很少使用。常用的是无碱和中碱纤维，对于有耐
酸、碱等腐蚀要求的，应尽量选择中碱玻璃纤维；对
于输水压力较大的输水管或对管道结构层强度要
一37—
2014年第12期混凝土与水泥制品总第224期
求较高时，应采用无碱玻璃纤维。
本项目研究所采用的增强材料有中碱玻璃纤
维无捻粗纱、玻璃纤维网格布、玻璃表面毡和无碱
玻璃纤维无捻粗纱
1．2 钢筋混凝土管原材料的选择与分析
钢筋混凝土管是纤维增强塑料混凝土复合管承
受重力荷载的结构部分，主要由混凝土和钢筋组成。
(1)水泥：采用广州某公司生产的强度等级为
42．5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
(2)细骨料：采用东江的河砂，细度模数为2．6，
含泥量为1．8％，泥块含量为0．7％，含水率为3．8％，
堆积密度为1485kg／m3,不能采用海砂。
(3)粗骨料：选用增城某矿石场的碎石。石子
公称粒径在20—35ram之间，针片状颗粒含量不得
大于13．4％，含泥量0．75％，泥块含量0．42％，含水率
0．8％．压碎指标为10．5％
(4)水：自来水。
(5)混凝土外加剂：采用萘系高效减水剂或聚
羧酸系减水剂，减水率大于20％。
(6)钢筋：选用冷轧带肋钢筋，并且直径不得小
于5．0rain，其性能应符合有关标准规定。
2 纤维增强塑料混凝土复合管的生产工艺
采用立式外模振动成型工艺生产纤维增强塑
料混凝土复合管，其工艺流程见图2。
模具清理
涂脱模剂
冷拔丝调直切断
骨架入模 ——一l钢筋骨架成型
安装组合、立式
外模振动成型
— — ’ ’ 。。。— — 。。。。— — ’ ’ — — 。— —
— — — — — — — — 主—————————一
自养护或
蒸汽养护
。。。。。。 ●- 。。。。。。。_ _● 。。。。。。。。 _ -。。。。。。。。’。一
— — — — — 』L ——— ——一
_{脱模l
原材料计量
混凝土拌合
纤维增强塑料管
L壁曼3-竺 f
[ 堕 —
图2 纤维增强塑料混凝土复合管工艺流程图
3 纤维增强塑料混凝土复合管生产的主要质量控
制
3．1 混凝土配合比
生产的纤维增强塑料混凝土复合管的混凝土
配合比为1：1．51：2．51：0．38：0．01(水泥：砂：石：水：
外加剂)。
3．2 钢筋骨架
一38一
钢筋骨架应符合设计要求，并且钢筋骨架的制
造应采用滚焊机成型，以确保质量。
3．3 管材的养护
该管材采用自养护或蒸汽养护、室外洒水养护
相结合的养护方式。
(1)自养护，养护时间应根据室外的温度，并考
虑材料的变化由试验室依据混凝土的实测强度提
出，一般可参考一下养护制度：室外的温度0 l0c【=，
自养护时间≥24h：室外的温度10～20℃ ，自养护时
间≥18h；室外的温度2O℃以上。自养护时间≥14h。
(2)蒸汽养护，分为：静停、升温、恒温、降温四
个阶段，各阶段具体的合理时间应由试验室提出，
一般可参照以下养护制度：① 静停，当室外温度
2Oqc以上，不少于lh，当室外温度5～20℃时，不少于
1．5h；② 升温，升温速度不宜过快，升温不宜大于
25℃／l1，时间延续卜3h；③恒温，恒温时间不少于
1．5h，最高温度不宜超过65 ，此时间的确定应以混
凝土强度达到脱模强度为原则，一般不少于3h；④
降温，揭罩时复合管的温度与外界温度不大于l0℃ 。
养护人员应每小时测定养护罩的温度，并做记
录，根据测温结果随时调整蒸汽量。
(3)室外养护：对于经过自养护或蒸汽养护后
的复合管在露天存放时间，应根据气候情况，采用
洒水的方式对复合管进行养护，养护期不得少于7d。
3．4 纤维增强塑料混凝土复合管的结构
纤维增强塑料混凝土复合管的管壁结构从内
到外依次为：纤维增强塑料管(内衬层、内部缠绕
层、树脂砂浆层、外部缠绕层)和钢