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技术资料

水泥制管机生产抗腐蚀排水管的配合比设计

时间:2015-04-02 09:12 来源:qzhaiyu.com 作者:海煜重工 点击:
根据我们的调查,工业废水和生活污水对排水管有侵蚀作用,应予以重视,而盐渍土壤对排水管的侵蚀,则是目前我国较为严重和急需解决的问题。这种土壤主要含有硫酸盐和氯盐等化合物。它在我国分布较广,西北省份和沿海地区,特别是渤海湾海滨较为严重。

铺设在这种土壤中的排水管,长者数年,短者不到一年即受侵蚀,管体酥松,一击即溃。这种事故已发生多起。

我国《环境介质对建筑结构材料腐蚀性的评价标准》将这种侵蚀环境分成三类和四个腐蚀等阶。

根据评价标准,上述地区应该属于强腐蚀等阶,需要采取三级防腐措施。

抗腐蚀排水管的生产应符合以下条件:

(1)抗腐蚀排水管必须经受Ⅲ类环境强腐蚀的条件;

(2)抗腐蚀排水管应在制品厂原有的工艺和设备的基础上就能生产;

(3)制品的成本应尽可能低,以适应市场竞争;

(4)给管道铺设和使用不带来任何麻烦;

(5)抗腐蚀排水管的使用年限应在20年以上。

目前国外生产抗腐蚀排水管的方法很多,大体上有以下几种:(1)采用聚合物混凝土;(2)采用抗硫酸盐水泥;(3)施加涂层;(4)放置塑料衬里;(5)表面浸渍。(1)和(2)属于整体抗腐蚀;(3)、(4)、和(5)属于表面抗腐蚀处理。

整体抗腐蚀管具有内外抗腐蚀功能、制造工艺简单、铺设和使用过程中不会因损伤表面而失去抗腐蚀功能。但是采用聚合物混凝土,价格昂贵,而采用纯水泥基的混凝土管,对于某些特强的侵蚀尤其是酸的侵蚀就无能为力了。

排水管的防腐涂层或衬里材料种类繁多。涂层指0.1~0.5mm厚度的抗腐蚀层;衬里是指1.0mm以上的抗腐层,它能使混凝土与侵蚀介质隔离开来,是目前最有效的抗腐蚀措施。但是它的工艺复杂,混凝土需要进行表面处理才具有可靠的粘结力,价格昂贵,使用过程易损坏而失去抗腐蚀能力。

考虑了以上各种因素,我们决定采取以复合抗腐蚀掺料改性混凝土的技术途径,提高排水管的抗腐蚀性能。采用此途径的优点是可以在原有设备和工艺上操作,管体具有整体抗腐蚀性能、投资少、成本低。

一、抗腐蚀钢筋混凝土排水管的试制

在取得试验室管体抗腐性能试验数据的基础上,选用了目前广泛采用的悬辊工艺,试制了一批抗腐蚀管,规格为Φ800mm、长2m、平口。

1. 原材料

(1)水泥:采用325#矿渣硅酸盐水泥;

(2)砂石集料:砂为中砂,细度模数=3.2~2.3;石子为碎石,粒径为5~15mm,空隙率为38%;

(3)复合抗腐蚀掺合料:自制;

(4)水:食用自来水;

(5)钢筋骨架;采用低碳钢热轧盘条经冷拔加工制得的钢丝,其抗拉强度>550MPa。钢筋骨架采用滚焊制作而成。

2. 混凝土配合比

混凝土配合比是参照JGJ55-81《普通混凝土配合比设计技术规定》,并考虑混凝土的抗腐蚀性能确定的,试配过程中,综合考虑了混凝土强度、抗腐蚀性和成型性三个方面,配合比多次试拌调整,并经标养和蒸养对比,抗腐蚀性能测定,通过筛选而定。混凝土强度比国标规定的普通排水管混凝土强度提高一级,即相当于C38级。

3. 成型和养护

采用悬辊水泥制管机成型。蒸汽养护温度为85℃。搅拌混凝土拌合料时,各组分的投料顺序作了必要的调整,并延长了搅拌时间。混凝土拌合料的工作度控制在70~90S之间。悬辊制度根据拌合料的特点作了修正。

二、抗腐管的性能

我们根据GB11836~11837对试制管材进行了各项技术指标的测试,与此同时,还对管体混凝土进行了耐蚀系数和抗冻性的专项测试。

1. 混凝土强度

表1为取自制管现场的混凝土拌合料,经振动成型的试件的抗压强度。
试件抗压强度(MPa)  表1
试件编号 标准养护 蒸汽养护
7天 14天 28天 出窑 3天 28天
1 39.5 42.5 56.9 40.2 42.8 50.0
2 36.5 43.3 52.4 41.5 44.2 51.6
3 35.0 47.1 47.1 41.3 41.3 48.9

图1为21至25号管子出窑时用回弹仪测定的强度分布情况。

2. 内外压

内外压侧定结果列于表2。结果均符合标准要求。

3. 吸水率

第75、78和104号管子混凝土管壁的吸水率分别为2.63%、2.52%和2.28%。测定结果均符合要求。

4. 耐蚀系数

耐蚀系数k可以反映混凝土对侵蚀介质的抵抗能力。k值的测定方法是根据《环境介质对建筑结构材料腐蚀性评价标准》中的受侵蚀条件,并参照国内外加速试验方法制定的。试件在侵蚀介质中采取干湿交替的方法,以加快其受侵蚀速度。
内外压测定结果  表2
试件编号 内压试验(MPa)
内水压 备注
22 0.12 无潮片
23 0.12 无潮片
24 0.12 无潮片
试件编号 外压试验(KN/M)
开裂荷载 破坏荷载
75 54 66
78 57 64
104 51 61

5. 抗冻和钢筋锈蚀

抗冻试验是按JBJ82进行的。结果表明,150次冻融强度损失率为2.5%,试件重量损失为零。

钢筋锈蚀试验按《海工混凝土中钢筋的加速腐蚀试验方法》进行。试验结果表明,钢筋无锈蚀现象。

三、抗腐蚀混凝土管的铺设使用

抗腐蚀混凝土管的铺设与普通混凝土管一样,不需要作特殊处理。我们这批管子铺设在某高速公路通过的盐池地区。管子用作涵管,连通公路两边的盐池。使用条件较为恶劣,它经受干湿交替和冬夏季温度变化。该地区以前使用的普通混凝土管,铺设一年左右即破坏。抗腐蚀管已铺设数年,使用情况良好。
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