一種超高性能混凝土管道制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑材料、市政工程技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種超高性能混凝土管道制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，市政工程量與日俱增，市政給排水管道的敷設(shè)量更是增長(zhǎng)迅猛。如今應(yīng)用于給排水工程的管道主要有塑料管、混凝土管、鑄鐵管等等。其中塑料管強(qiáng)度較低，在工程實(shí)際中還會(huì)出現(xiàn)易漂浮的問(wèn)題；混凝土管則存在笨重且內(nèi)壁粗糙，過(guò)流不利的問(wèn)題；鑄鐵管則易腐蝕，耐久性不良。市場(chǎng)期待有著性能更為優(yōu)異的管道出現(xiàn)。超高性能混凝土具有超尚強(qiáng)度、尚初性、尚耐久性、尚阻裂性的特點(diǎn)，因此超尚性能混凝土管道與已有管道相比具有很大的優(yōu)勢(shì)。
[0003]超高性能混凝土首先是由法國(guó)科學(xué)家率先研制成功的。超高性能混凝土包括兩個(gè)方面上的超尚:一是超尚的力學(xué)性能，一是超尚的耐久性。超尚性能混凝土的抗壓強(qiáng)度可以達(dá)到200MPa，遠(yuǎn)高于普通混凝土 ；超高性能混凝土的抗碳化能力、抗凍融能力、抗氯鹽侵蝕能力均遠(yuǎn)優(yōu)于普通混凝土。目前用于給排水系統(tǒng)的混凝土管道均是用普通混凝土制作，其力學(xué)性能及耐久性能上的不足時(shí)常導(dǎo)致管道的滲漏和破裂，對(duì)給排水系統(tǒng)的正常工作帶來(lái)許多不利。而超尚性能混凝土則能很好彌補(bǔ)這一點(diǎn)，超尚性能混凝土在管道中的應(yīng)用勢(shì)必可以提高給排水系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0004]現(xiàn)有普通混凝土管道成型技術(shù)主要包括離心法和懸輥法兩種。離心法采用離心成型技術(shù)，將混凝土拌合物高速離心成管，其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)效率高。懸輥法是通過(guò)鋼輥繞一定半徑的軸心旋轉(zhuǎn)，直接將混凝土拌合物擠壓成型，具有生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)管道的內(nèi)壁較為光滑的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]這兩種混凝土管道成型方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，但都沒(méi)有辦法適應(yīng)超高性能混凝土管道的成型。超高性能混凝土管道采用的超高性能混凝土含有鋼纖維而且不含有粗骨料，采用離心法成型容易造成超高性能混凝土分層，采用懸輥法成型則容易出現(xiàn)難以形成管體的問(wèn)題。因此，本發(fā)明采用泵送頂升的方法進(jìn)行管道成型。
[0006]泵送頂升工藝在形體較為復(fù)雜混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較為廣泛，泵送頂升工藝能使成型結(jié)構(gòu)完整，不易出現(xiàn)氣孔、蜂窩狀缺陷。在管道成型過(guò)程中，由于要成型多種不同管道接口，而接口形式多為復(fù)雜，因此在超高耐久性混凝土管道的成型中借鑒了泵送頂升的工藝。塑料的剛度小，相比于基于鋼制內(nèi)模的超高性能混凝土管道成型方法，基于塑料內(nèi)模的超高性能混凝土管道成型方式能適應(yīng)超高性能混凝土收縮大的特性，克服超高性能混凝土收縮引起的開裂問(wèn)題，便于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種超高性能混凝土管道，采用抗壓強(qiáng)度不低于lOOMPa、電量值不超過(guò)100C、流動(dòng)性大于150mm的超高性能混凝土作為管道材料，超高性能混凝土中摻加纖維作為抗裂增韌材料，通過(guò)泵送頂升的方式成型管道。充分發(fā)揮超高性能混凝土高強(qiáng)、高耐久性的特點(diǎn)，大幅降低管道壁厚以及自重。成型時(shí)采用塑料管作為內(nèi)模，使本新型管道與一般混凝土管道相比具有更為光滑的內(nèi)壁，有利于水流的流過(guò)。
[0008]本發(fā)明的另一目的在于提供一種制備上述超高性能混凝土管道的方法，便于該管道的工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可以采取如下技術(shù)方案:
一種超高性能混凝土管道制備方法，采用的管道成型模具包括鋼制外模和硬質(zhì)塑料內(nèi)模，包括步驟:
1)組裝模具，將泵送機(jī)與模具相連，并檢查其密封性能；
2)配制超高性能混凝土拌合物；
3)將超高性能混凝土拌合物加入泵送機(jī)內(nèi)，采用泵送頂升工藝成型管道；
4)泵送完畢后，及時(shí)封閉模具的注漿口；
5)管道帶模具整體養(yǎng)護(hù)，待超高性能混凝土具備拆模強(qiáng)度即可進(jìn)行拆模；
6)拆除模具；
7)管道拆模后進(jìn)行濕熱養(yǎng)護(hù)或自然養(yǎng)護(hù)，至強(qiáng)度滿足要求。
[0010]進(jìn)一步地，所述超高性能混凝土中砂子與膠凝材料的質(zhì)量比為0.8-1.5:1，水與膠凝材料的質(zhì)量比為0.14-0.20:1，減水劑用量為膠凝材料質(zhì)量的1.6-3.0%，纖維質(zhì)量為膠凝材料質(zhì)量的3%~17%。所述膠凝材料中水泥質(zhì)量百分比為80%~40%，余量為礦物摻合料。
[0011]進(jìn)一步地，所述纖維為微細(xì)鋼纖維。
[0012]進(jìn)一步地，所述纖維為微細(xì)鋼纖維和有機(jī)纖維混合物，其中有機(jī)纖維的摻加量為膠凝材料質(zhì)量的0.1%~0.5%，余量為微細(xì)鋼纖維。
[0013]進(jìn)一步地，所述的有機(jī)纖維為PVA纖維或超高分子量聚乙烯纖維。
[0014]進(jìn)一步地，所述超高性能混凝土管道采用鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋、纖維筋、鋼絲網(wǎng)等作為配筋。
[0015]進(jìn)一步地，所述的濕熱養(yǎng)護(hù)的時(shí)間為24h_72h，養(yǎng)護(hù)溫度為75-90攝氏度，濕度大于 90%。
[0016]進(jìn)一步地，所述硬質(zhì)塑料內(nèi)模的材料為丙稀酸共聚聚氯乙稀、聚乙稀、聚氯乙稀、硬聚氯乙烯，硬質(zhì)塑料內(nèi)模厚度大于等于5mm。
[0017]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn):
1、將超高性能混凝土應(yīng)用于管道，制作出的管道耐久性好、高強(qiáng)、壁薄、質(zhì)輕。
[0018]2、采用泵送頂升工藝，有效解決超高性能混凝土管道成型難題。
[0019]3、采用塑料內(nèi)模，有效解決鋼制內(nèi)模導(dǎo)致的管道開裂問(wèn)題，且內(nèi)壁光滑，粗糙系數(shù)小，有利于水流通過(guò)。
[0020]本發(fā)明將在市政工程等領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用，應(yīng)用前景廣闊。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的目的作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，實(shí)施例不能在此一一贅述，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不因此限定于以下實(shí)施例。
[0022]實(shí)施例1 一種超高性能混凝土管道制備方法，采用的管道成型模具包括鋼制外模和硬質(zhì)塑料內(nèi)模，管道內(nèi)徑400mm，壁厚30mm，不配鋼筋，包括步驟:
1)組裝模具，將泵送機(jī)與模具相連，并檢查其密封性能；
2)配制超高性能混凝土拌合物；
3)將超高性能混凝土拌合物加入泵送機(jī)內(nèi)，采用泵送頂升工藝成型管道；
4)泵送完畢后，及時(shí)封閉模具的注漿口；
5)管道帶模具整體養(yǎng)護(hù)，待超高性能混凝土具備拆模強(qiáng)度即可進(jìn)行拆模；
6)拆除模具；
7)管道拆模后進(jìn)行濕熱養(yǎng)護(hù)，至強(qiáng)度滿足要求。
[0023]具體來(lái)說(shuō)，本實(shí)施例中所述超高性能混凝土中砂子與膠凝材料的質(zhì)量比為0.8:1，水與膠凝材料的質(zhì)量比為0.14:1，減水劑用量為膠凝材料質(zhì)量的3.0%，纖維摻合物質(zhì)量為膠凝材料質(zhì)量的17%，所述膠凝材料中水泥質(zhì)量百分比為80%，余量為礦物摻合料。
[0024]具體來(lái)說(shuō)，本實(shí)施例中所述纖維為微細(xì)鋼纖維，減水劑為40%固含量的聚羧酸減水劑。
[0025]具體來(lái)說(shuō)，本實(shí)施例通過(guò)蒸汽進(jìn)行濕熱養(yǎng)護(hù)，所述的濕熱養(yǎng)護(hù)的時(shí)間為24h，養(yǎng)護(hù)溫度為90攝氏度，濕度大于90%。
[0026]具體來(lái)說(shuō)，本實(shí)施例中，所述硬質(zhì)塑料內(nèi)模的材料為丙烯酸共聚聚氯乙烯，硬質(zhì)塑料內(nèi)模厚度大于等于5_。
[0027]外壓荷載試驗(yàn)方法依據(jù)GB/T 16752-2006《混凝土和鋼筋混凝土排水管試驗(yàn)方法》，本實(shí)施例制備的管道試驗(yàn)得初裂荷載為43.20kN/m，破壞荷載為48.23 kN/m。
[0028]本實(shí)施例制備的管道外壓荷載已達(dá)到壁厚40mm的II級(jí)鋼筋混凝土管裂縫荷載27kN/m,破壞荷載41kN/m的標(biāo)準(zhǔn)，其強(qiáng)度可與配鋼筋的混凝土管道相比，并且降低了 25%的壁厚。
[0029]實(shí)施例2
一種超高性能混凝土管道制備方法，采用的管道成型模具包括鋼制外模和硬質(zhì)塑料內(nèi)模，管道內(nèi)徑600mm，壁厚40mm，包括步驟:
1)組裝模具，將泵送機(jī)與模具相連，并檢查其密封性能；
2)配制超高性能混凝土拌合物；
3)將超高性能混凝土拌合物加入泵送機(jī)內(nèi)，采用泵送頂升工藝成型管道；
4)泵送完畢后，及時(shí)封閉模具的注漿口；
5)管道帶模具整體養(yǎng)護(hù)，待超高性能混凝土具備拆模強(qiáng)度即可進(jìn)行拆模；
6)拆除模具；
7)管道拆模后進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)，至強(qiáng)度滿足要求。
[0030]進(jìn)一步地，所述超高性能混凝土中砂子與膠凝材料的質(zhì)量比為1.0:1，水與膠凝材料的質(zhì)量比為0.16:1，減水劑用量為膠凝材料質(zhì)量的2.5%，纖維質(zhì)量為膠凝材料質(zhì)量的10%O所述膠凝