白山鋼筋混凝土排水管生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
更新時(shí)間：：2019-03-21 10:41:23
一、鋼筋混凝土排水管生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀態(tài)這幾年，隨著城鎮(zhèn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，污水治理工程的大力興建，國家投入了大量資金用于市政建設(shè)和市政改造，排水管行業(yè)的形勢應(yīng)該說非常好。鋼筋砼排水管的生產(chǎn)技術(shù)也隨著管材的產(chǎn)量、質(zhì)量、規(guī)格品種的發(fā)展而有了限大的進(jìn)步。在上世紀(jì)的50～60年代，我們的制管工藝主要以手工振搗工藝為主；60～70年代，離心工藝逐漸占主異地位，當(dāng)時(shí)制定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC130-67就是以離心工藝為主制訂的；到了70～80年代，懸輥工藝開始為國人所接受，當(dāng)時(shí)離心、懸輥成為二個(gè)主要的制管工藝；從80年代后期開始，隨著改革開發(fā)，我國與國外先進(jìn)國家制管技術(shù)的交流日益頻繁，并逐步從國外引進(jìn)了十幾條先進(jìn)的徑向擠壓制管、芯模振動(dòng)制管工藝生產(chǎn)線，使排水管的生產(chǎn)技術(shù)有了很大的飛越。目前，可以說國外所有的制管工藝，我國都有了。這在其他水泥制品行業(yè)是不多見的，下面簡單介紹一下各種制管工藝的現(xiàn)狀。
（一）離心制管工藝
離心制管的原理是在成型過程中，管模連同砼在離心機(jī)上以一定的旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)動(dòng)，砼在離心力作用下分布于管模內(nèi)表面，在高速離心時(shí)，排出多余的水份，從而形成密實(shí)的砼結(jié)構(gòu)。離心制管技術(shù)是澳大利亞人休漠在20世紀(jì)初發(fā)明的，所以國外將離心管稱作為休謨管。由于這種技術(shù)發(fā)明早、設(shè)備簡單、操作容易，所以很早就得到了普及應(yīng)用。國外象澳大利亞、日本、印度等，都將它作為一種主要的制管工藝，特別是日本，離心工藝使用的相當(dāng)普遍，對各種離心工藝制品都制定有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。我國也是較早采用離心工藝的國家，在我國的制桿、制樁、制管行業(yè)都普遍采用這種工藝。就排水管行業(yè)來說，幾乎60%以上的企業(yè)有離心制管工藝生產(chǎn)線。近幾年，隨著柔性接口管的大量使用，在國產(chǎn)裝備中，離心工藝更加受到表睞。因?yàn)檫@種工藝制作的管子具有如下的優(yōu)點(diǎn)：①外觀質(zhì)量好；②管體及接口尺寸正確；③管身強(qiáng)度高；④抗?jié)B性能好。但用這種工藝也存在一些問題，如在離心成型完畢后，管體內(nèi)部會(huì)存在較多的浮漿，既污染環(huán)境，又造成原材料的浪費(fèi)。粘附在內(nèi)壁上的浮漿如不及時(shí)清理，還會(huì)影響管子的強(qiáng)度和內(nèi)壁光滑性。常規(guī)管體清理出的浮漿有二種處理方法：一是在浮漿中摻入粗細(xì)集料，制成低級(jí)水泥制品，但因檔次較低，銷路不好；二是將浮漿液輸入沉淀池，經(jīng)沉淀后，上層清水排放掉，下面的沉淀物定期掏挖。但因水泥是水硬性膠凝材料，掏挖很費(fèi)時(shí)、費(fèi)力。國外有在離心砼中摻入各種絮凝劑，使得浮漿中的水泥與之結(jié)合，粘附在管壁內(nèi)部，而清水在離心結(jié)束后從管體內(nèi)排放掉，效果不錯(cuò)，但國外產(chǎn)品價(jià)格較高。目前，國內(nèi)也開始重視這一問題，并且有單位開始在研制適合中國國情的絮凝劑。另外，離心制度的自動(dòng)控制也是必須解決的，這關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量，這個(gè)問題在管樁離心機(jī)上已經(jīng)解決，在排水管離心機(jī)上也應(yīng)該可以解決。
（二）懸輥制管工藝
懸輥法制管是懸置式輥軸輥壓制管的簡稱。其原理為：懸置式的制管機(jī)主軸在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下，以一定的速度旋轉(zhuǎn)，同時(shí)套入主軸的管模靠擋圈與主軸間的摩擦力被帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。投入管模中的砼料在離心力作用下均勻地分布于管模內(nèi)壁。當(dāng)投入砼料的厚度超過管模的擋圈時(shí)，即受到輥壓力的作用，砼在輥壓力作用下逐漸密實(shí)。同時(shí)，由于砼表面并不平整，管模旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，這種振動(dòng)也有助于砼的密實(shí)。因此懸輥成型是在離心力、輥壓力、振動(dòng)力的共同作用下使砼密實(shí)的。這種制管技術(shù)是澳大利亞羅克拉公司于上世紀(jì)40年代首先采用的。該工藝也因?yàn)槠湓O(shè)備構(gòu)造簡單，操作容易，且生產(chǎn)使用的是干硬性砼，元浮漿產(chǎn)生，不污染環(huán)境，生產(chǎn)的管子外壓強(qiáng)度高，所以從80年代引進(jìn)開始，很快就得到了普及，目前我國大約有一半的制管企業(yè)有懸輥工藝生產(chǎn)線。但經(jīng)過二十多年的生產(chǎn)實(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)，懸輥制管也存在如下一些工藝上的難點(diǎn)：
①喂料厚度難掌握。制管時(shí)喂料必須超厚即砼厚超過管模擋圈才能得到輥壓，一般要求管子成品超厚2mm～3mm，這是很難掌握的。又由于管模在使用中擋圈的磨損，造成管壁厚度誤差較大，這在歷次的排水管抽檢中，懸輥管壁厚誤差太大一直是比較突出的問題；②對鋼筋骨架要求嚴(yán)格。在管子成型時(shí)，砼受到的機(jī)械輥壓力很大，對骨架也形成相當(dāng)大的扭力，如使用手工綁扎骨架，就容易造成骨架變形、散架，從而影響管體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，因此懸輥制管必須采用滾焊骨架。③管子承口難以制作好，管身主要靠輥壓密實(shí)，當(dāng)設(shè)有承口內(nèi)模時(shí)，此處即形不成輥壓，如直接輥壓成型，其工作面尺寸、平整度難以滿足橡膠圈接口的要求。因此，懸輥工藝制作柔性接口管有一定難度。
因?yàn)橐陨线@些原因，目前新上的鋼筋砼排水管生產(chǎn)線，已較少采用懸輥工藝。
（三）立工徑向擠壓制管工藝
立式徑向擠壓制管技術(shù)是以美國麥克拉肯公司為代表的一種制管技術(shù)。它是靠旋轉(zhuǎn)并提升運(yùn)動(dòng)的輥壓頭，將砼擠壓密實(shí)。我國在上世紀(jì)80年代后期，上海水泥制管廠首先從美國引進(jìn)了該制管裝備和技術(shù)，該制管工藝的特點(diǎn)是：①生產(chǎn)效率高。與離心、懸輥制管工藝相比，單機(jī)生產(chǎn)效率是較高的，如直徑Φ600mm，長2.5m的鋼筋砼管，每根成型時(shí)間僅需2～3分鐘；②占用管模少。由于生產(chǎn)中使用干硬性砼，故管子成型后可立即脫模，生產(chǎn)占用管模數(shù)量以能滿足周轉(zhuǎn)為準(zhǔn)，一般只要3～5個(gè)；③因?yàn)椴捎玫氖歉捎残皂牛薀o浮漿產(chǎn)生，不污染環(huán)境；④生產(chǎn)過程中，噪音很低，噪音值在標(biāo)準(zhǔn)允許范圍內(nèi)；⑤管體與接口尺寸正確，適合做Φ1200mm以下的柔性接口管。
但立式徑向擠壓制管對鋼筋骨架要求較高，骨架必須采用滾焊成型。否則在成型時(shí)骨架會(huì)因受局部過大的扭力而破壞，且成套裝備引進(jìn)價(jià)格太高，只有少數(shù)企業(yè)能承受，已有廠家研制國產(chǎn)設(shè)備。
（四）立式振動(dòng)制管工藝
立式振動(dòng)制管工藝可分為：附著式振動(dòng)器振動(dòng)成型、振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)成型、插入式振動(dòng)成型和芯模振動(dòng)成型，前三種立式振動(dòng)裝備國內(nèi)專業(yè)制造廠家都能生產(chǎn)，價(jià)格較便宜，使用也較普遍，特別是插入式振動(dòng)工藝，目前國內(nèi)大口徑排水管很多企業(yè)都采用這種工藝，但生產(chǎn)效率較低。芯模振動(dòng)工藝是以丹麥佩德哈博公司為代表的一種制管工藝。其模具分為內(nèi)模與外模，以內(nèi)模（振動(dòng)芯模）作為振源使干硬性砼在均勻的大振動(dòng)力下振動(dòng)密實(shí)，使砼獲得很高的強(qiáng)度。目前我國引進(jìn)的排水管生產(chǎn)線中，較多的就是芯模振動(dòng)工藝。它的較大優(yōu)點(diǎn)是管子生產(chǎn)效率高，可以生產(chǎn)異形管件，特別適合做Φ1350mm以上的大口徑管。但生產(chǎn)時(shí)噪音較大，且引進(jìn)價(jià)格太昂貴。目前國內(nèi)已經(jīng)有廠家研制成功芯模振動(dòng)裝備，設(shè)備投資有望降低。
二、鋼筋混凝土排水管的發(fā)展趨勢
（一）向大口徑方向發(fā)展
隨著市政建設(shè)的發(fā)展，需要大量的大口徑排水管，原GB11836-89標(biāo)準(zhǔn)制訂時(shí)，排水管的直徑范圍為Φ200mm～Φ2400mm，而制訂GB11836-99標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，根據(jù)調(diào)研情況，直徑范圍已擴(kuò)展到Φ200mm～Φ3000mm，甚至有的工程已使用Φ3000mm以上的管子。對排水管行業(yè)來說，目前小口徑管市場已受到各種塑料管材的強(qiáng)烈沖擊。確實(shí)，塑料管具有重量輕、內(nèi)壁光滑、聯(lián)接質(zhì)量好、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，而且生產(chǎn)線基本上都是自動(dòng)化的，生產(chǎn)效率高，故已經(jīng)被廣泛地選用。因此Φ600mm以下鋼筋砼排水管再上新生產(chǎn)線意義已不很大。而大口徑排水管，目前鋼筋砼管還是占比較大的優(yōu)勢，因?yàn)榇罂趶戒摻铐排潘軓闹谱鞒杀緛砜磁c其他管材相比，還是比較便宜，且剛度好，特別是在頂管施工中，更是優(yōu)選的管材。而頂管施工，因不需要開挖面層，并能穿越公路、鐵路、地面建筑物、地下構(gòu)筑物等，且施工進(jìn)度快，已被越來越廣泛地采用。
（二）向柔性接口方向發(fā)展
在GB11836-89標(biāo)準(zhǔn)制訂的時(shí)侯，我國排水管行業(yè)的技術(shù)水平普遍還較低，當(dāng)時(shí)主要接口型式是以剛性接口為主。這類管子對接口精度要求不高，制作容易，施工排水管時(shí)，主要采用套環(huán)或打腰箍或用砂漿密封。隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高和污水處理工程的需要，對排水管提出了更高的要求，柔性接口管已越來越受到歡迎。這種接口管具有如下優(yōu)點(diǎn)：①柔性接口系采用膠圈密封，接頭處不易滲漏，故密封性能好，排污時(shí)，不會(huì)污染環(huán)境；②對地基的適應(yīng)性強(qiáng)，無需做砼或鋼筋砼基礎(chǔ)，只要用管枕定位即可，因而可大大節(jié)約管線整體造價(jià)。且柔性接口允許有微小的轉(zhuǎn)角，不會(huì)因地基輕微的不均勻沉降而使管線開裂；③適合快速施工，柔性接口因采用膠圈密封，且無需做砼或鋼筋砼基礎(chǔ)，故施工方便、迅速。柔性接口因具有以上優(yōu)點(diǎn)，已成為我國排水管的發(fā)展方向。有的省市已明確規(guī)定優(yōu)先選用柔性接口管。目前，我國生產(chǎn)的柔性接口型式有：承插式、企口式、鋼承口式和雙插口式，其中鋼承口式在頂管施工中被廣泛采用。
（三）向環(huán)保型方向發(fā)展
21世紀(jì)，環(huán)保是人類共同的話題。提到環(huán)保，對我們這個(gè)行業(yè)來說，要從二個(gè)方面考慮：一是產(chǎn)品的原材料，二是產(chǎn)品的使用性能。
從產(chǎn)品原材料考慮，要盡可能采用綠色砼。所謂采用綠色砼，就是要少用或不用水泥，降低能耗和環(huán)境污染。因?yàn)樗嗉仁呛哪艽髴簦质桥盼鄞髴簦瑩?jù)統(tǒng)計(jì)測算，生產(chǎn)1噸水泥，將排放1噸CO2，同時(shí)還要排放粉塵和其他有害氣體。更多地?fù)郊右怨I(yè)廢料為主的摻合料，達(dá)到節(jié)約資源、能源、保護(hù)環(huán)境，可持續(xù)發(fā)展的目的。
從產(chǎn)品使用性能考慮，近年來，由于生活污水中蛋白質(zhì)的增加、合成洗滌劑的普遍使用、工業(yè)廢水的復(fù)雜化，以及有些地區(qū)土壤介質(zhì)本身的侵蝕，普通砼排水管道的腐蝕情況已是一個(gè)嚴(yán)重的問題。開發(fā)生產(chǎn)耐腐蝕鋼筋砼排水管已被提上議事日程。蘇州砼水泥制品研究院為此做了大量研究工作，目前已成功地開發(fā)了FKJ耐腐蝕鋼筋砼排水管。它是利用粉煤灰、礦渣、外加劑作膠凝材料取代普通砼中的水泥，其水化產(chǎn)物主要是沸石類水化硅鋁酸鹽，使FKJ砼在pH值為2～13的環(huán)境中具有比普通水泥砼好得多的耐腐蝕能力。很好地解決了生活污水、工業(yè)廢水及土壤介質(zhì)對砼的侵蝕作用，大大提高了管道的使用壽命，值得推廣。
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