CN101135402A - 纤维增强水泥管 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种纤维增强水泥管，有玻璃钢内衬层(1)、玻璃钢外保护层(2)，其特征在于：所述玻璃钢内衬层(1)与玻璃钢外保护层(2)有水泥砂浆层(4)，玻璃钢内衬层(1)与水泥砂浆层(4)之间或/和玻璃钢外保护层(2)与水泥砂浆层(4)之间有纤维增强水泥浆结构层(3)，所述纤维增强水泥浆结构层(3)是以水泥灰浆为基体，以纤维缠绕纱为增强材料复合缠绕构成。改变了现有玻璃钢夹砂管道夹砂层不提供(环向，轴向)抗拉强度的传统设计理念，用价格低廉的纤维增强水泥浆内结构层、水泥砂浆层及纤维增强水泥浆外结构层替代了玻璃钢内外结构层及树脂夹砂层，并提供(环向，轴向)抗拉强度，减少了不饱和聚酯树脂的用量，在提高产品性能指标的同时降低了产品成本。

Description

纤维增强水泥管

技术领域：

本发明涉及一种给排水管，尤其是一种抗冲击能力强、成本低的纤维增强水泥管。

背景技术：

目前，给排水管材主要有钢管、球墨铸铁管、预应力混凝土管、预应力钢筒混凝土管(PCCP)、高密度聚乙烯给、排水管(HDPE)及玻璃钢夹砂管等，尤以预应力钢筒混凝土给水管(PCCP)、高密度聚乙烯排水管及玻璃钢夹砂管应用比较普遍。

预应力钢筒混凝土给水管(PCCP)是钢筒与混凝土制作的复合管，管芯为混凝土，在管芯的外壁或中部埋入厚1.5mm钢筒，在管芯上缠绕有环向预应力张拉缠绕高强钢丝，并在其外部喷水泥砂浆保护层。预应力钢筒混凝土管的管径一般为DN 600～3600mm，工作压力为0.4～2.0MPa，其中DN1200mm以下一般为内衬式，DN1400mm以上通常为埋置式，常应用在DN>1200mm的长距离引水工程中。该管的特点是接口采用钢制承插口，尺寸较准确，并设有橡胶止水圈(单胶圈或双胶圈)，因而止水效果好；又由于钢套筒的作用，抗渗能力非常强。但是该管材笨重，运输、安装均不方便，如管材的混凝土层有细小裂纹，地下水即可侵入而腐蚀受力钢筋，造成管材耐压力下降，最终导致管材损坏。

高密度聚乙烯排水管又称HDPE排水管，可分为双壁波纹管(DN200-DN800和中空壁缠绕管(DN200-DN3000)两种，由于其具有质量轻、耐腐蚀、不结垢、内壁光滑、摩擦系数小、施工方便等优异性能，比较适合市政工程雨水、污水排放。虽然双壁波纹管综合造价较低，但是其承接口为单胶圈承插联接，承插口处刚度不足，变形较大，渗漏率高；而大口径中空壁缠绕管造价较高且管件不易配套。

玻璃钢夹砂管又称玻璃纤维增强热固树脂夹砂管，由玻璃钢内衬层、玻璃钢内结构层、树脂夹砂层及玻璃钢外保护层构成，在低内压高外压的工程实例中，外压作用下的管壁中心附近区域的正压力很小，由树脂砂浆层承担，而高的应力区则由位于管壁两侧的纯纤维缠绕区承担，充分体现了复合材料的可设计性和物尽其能的特点，尽管玻璃钢夹砂管具有耐腐蚀性好、内壁光滑(糙率系数为0.009)、水力性能好；轻质高强、安装方便；管体密封性好，渗漏率低的特点，但由于在实际应用中存在着管材成本高的问题，因此其应用也受到了限制。

发明内容：

本发明是为了解决现有技术所存在的技术问题，提供一种内壁光滑，防腐防渗、密封性好，具有较高抗内压能力及抗外压能力、成本低廉的纤维增强水泥管。

本发明的技术解决方案是：一种纤维增强水泥管，有玻璃钢内衬层1、玻璃钢外保护层2，所述玻璃钢内衬层1与玻璃钢外保护层2有水泥砂浆层4，玻璃钢内衬层1与水泥砂浆层4之间或/和玻璃钢外保护层2与水泥砂浆层4之间有纤维增强水泥浆结构层3，所述纤维增强水泥浆结构层3是以水泥灰浆为基体，以纤维缠绕纱为增强材料复合缠绕构成。

本发明改变了现有玻璃钢夹砂管道夹砂层不提供(环向，轴向)抗拉强度的传统设计理念，用价格低廉的纤维水泥浆内结构层、玻璃纤维增强水泥层及纤维水泥浆外结构层替代了玻璃钢内结构层及树脂夹砂层，并提供(环向，轴向)抗拉强度，减少了不饱和聚酯树脂的用量，在提高产品性能指标的同时降低了产品成本。合理的水泥浆配方可保证与玻璃纤维缠绕纱混合均匀、结合性好，并保证体积收缩率与玻璃钢层接近，能够与玻璃钢内衬层及玻璃钢外保护层牢固地结合为一体，具有较高的抗拉强度、抗压强度、抗弯强度及断裂延伸率，防渗性、防腐性强。由于具有较好的抗冲击能力，可防止在施工过程中因石块等硬物将管体砸伤或硌伤而出现的管线通水漏现象，避免因此所带来的经济损失。

本发明性能指标同现有技术对比如下表：

性能指标	抗拉强度Mpa	抗压强度Mpa	抗弯强度Mpa	断裂延伸率
					现有技术	5～10	40～60	30～50	0.004
本发明	30～190	50～200	40～210	大于0.005

附图说明：

图1为本发明实施例1的结构示意图。

图2为本发明实施例2的结构示意图。

图3为本实用新型实施例3的结构示意图。

为本发明实施例的结构示意图。

具体实施方式：

下面将结合附图说明本发明的具体实施方式。

实施例1：

实施例1的结构如图1所示：一种纤维增强水泥管，有玻璃钢内衬层1、玻璃钢外保护层2，所述玻璃钢内衬层1与玻璃钢外保护层2之间有水泥砂浆4，玻璃钢内衬层1与水泥砂浆4之间有纤维增强水泥浆结构层3，纤维增强水泥浆结构层3是以水泥灰浆为基体，以玻璃纤维缠绕纱为增强材料混合缠绕构成，纤维缠绕纱包括但不限于玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、丙腈纤维等。

生产工序按下列程序制作：

制作玻璃钢内衬层1——玻璃钢内衬层1固化——制作纤维增强水泥浆内结构层3——制作水泥砂浆层4——制作玻璃钢外保护层2——玻璃钢外保护层2固化——制作承插口——管道脱模——检验入库。

具体操作方法基本同现有技术：

1.制作玻璃钢内衬层1。目的是制作管道的防腐、防渗层，并保证管材光滑如镜的内壁，制作方法为在旋转的管道芯模上缠绕一层聚酯薄膜，并以两层玻璃纤维表面毡和一层玻璃纤维短切毡为增强材料，以不饱和聚酯树脂为基体材料缠绕成型。

2.利用远红外加热固化装置使管道玻璃钢内衬层固化。

3.用现有玻璃钢内结构层的生产设备制作纤维增强水泥浆结构层3，只是用水泥灰浆替代现有的树脂，水泥灰浆原料重量百分比如下：

快硬硫铝酸盐水泥(唐山北极熊特种水泥有限公司生产)30～40％

硅粉                                             10～15％

减水剂(北京慕湖牌SM见水剂)                       3～5％

水                                               余量。

4.用现有的制作树脂夹砂层设备制作水泥砂浆层4，即用砂浆泵将搅拌好任何一种玻璃纤维增强水泥(GRC)混料输送到兜纱布上，同时兜纱布将玻璃纤维增强水泥混料均匀地包裹到与之同步旋转的水泥浆内结构层3上，用压辊将玻璃纤维增强水泥层4压实。

5.以不饱和聚酯树脂为基体，以玻璃纤维缠绕纱为增强材料，制作外保护层，外保护层为一层交叉缠绕。

7.用远红外加热装置80℃固化60-100min。

8.利用磨槽装置，制作管道插口槽。

9.利用液压脱模装置将管道从模具上脱下来。

10.检验，入库。

本实施例1所制作的是管径DN1500的复合管，其成本为850元/米，低于同等规格1700米/元的玻璃钢夹砂管。

实施例2：

实施例2的结构如图2所示：有玻璃钢内衬层1、玻璃钢外保护层2，所述玻璃钢内衬层1与玻璃钢外保护层2之间有水泥砂浆4，玻璃钢外保护层2与水泥砂浆4之间有纤维增强水泥浆结构层3，纤维增强水泥浆结构层3是以水泥灰浆为基体，以玻璃纤维缠绕纱为增强材料混合缠绕构成，纤维缠绕纱包括但不限于玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、丙腈纤维等，纤维缠绕纱包括但不限于玻璃纤维，碳纤维，芳纶纤维，丙腈纤维等。

生产工序按下列程序制作：

制作玻璃钢内衬层1——玻璃钢内衬层1固化——制作水泥砂浆层4——制作纤维增强水泥浆内结构层3——制作玻璃钢外保护层2——玻璃钢外保护层2固化——制作承插口——管道脱模——检验入库。

具体生产方法同实施例2。

实施例3：

实施例3的结构如图3所示：有玻璃钢内衬层1、玻璃钢外保护层2，所述玻璃钢内衬层1与玻璃钢外保护层2之间有水泥砂浆4，玻璃钢外内衬层1与水泥砂浆4之间以及玻璃钢外保护层2与水泥砂浆4之间有纤维增强水泥浆结构层3，纤维增强水泥浆结构层3是以水泥灰浆为基体，以玻璃纤维缠绕纱为增强材料混合缠绕构成，纤维缠绕纱包括但不限于玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、丙腈纤维等，纤维缠绕纱包括但不限于玻璃纤维，碳纤维，芳纶纤维，丙腈纤维等。

生产工序按下列程序制作：

制作玻璃钢内衬层1——玻璃钢内衬层1固化——制作纤维增强水泥浆内结构层3——制作水泥砂浆层4——制作纤维增强水泥浆结构层3——制作玻璃钢外保护层2——玻璃钢外保护层2固化——制作承插口——管道脱模——检验入库。

具体生产方法同实施例1或实施例2。

Claims (1)

1.一种纤维增强水泥管，有玻璃钢内衬层(1)、玻璃钢外保护层(2)，其特征在于：所述玻璃钢内衬层(1)与玻璃钢外保护层(2)有水泥砂浆层(4)，玻璃钢内衬层(1)与水泥砂浆层(4)之间或/和玻璃钢外保护层(2)与水泥砂浆层(4)之间有纤维增强水泥浆结构层(3)，所述纤维增强水泥浆结构层(3)是以水泥灰浆为基体，以纤维缠绕纱为增强材料复合缠绕构成。

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