钢筋混凝土排水管生产工艺研究

近年来，城市化进程不断加快，城市道路随之迅速发展。钢筋混凝土管在市政道路建设和维修中被广泛运用，因为其不仅成本低、外观好、施工方便，还具有优秀的结构力学性能。城市建设必须要有高质量道路，被大量使用的钢筋混凝土管的生产工艺和质量也必须在“淘汰旧的、创造新的”过程中进步。我国主要有四种钢筋混凝土排水管生产工艺:悬辊工艺、离心工艺、立式振捣、芯模振动工艺，每种工艺都有其特点。

1离心工艺

将管模和混凝土在离心机上旋转，离心力使得混凝土均匀地分布于管模的内表面，形成密实结构，这便是离心制管法。用离心制管法造出的钢筋混凝土排水管，外观好、内壁光、管子的尺寸精度和内径易控制。离心工艺的特点是:混凝土的固相粒子在离心力下顺着离心方向沉降，其多余水分也被甩去，从而能形成密实的混凝土结构。离心管虽有其优点，但也有很多缺点。第一，在离心力下，混凝土中的多种固相粒子的沉降速度并不一致，这直接导致了混凝土的内外分层，从内到外依次是水泥浆层→水泥砂浆层→混凝土层，这种分层结构破坏了混凝土的原设计级配，降低了其强度;第二，最内层的水泥浆层由于水灰比大、强度低，所以不耐磨，排水管放置时间一长，内壁就容易开裂;第三，离心工艺过程中有合缝处漏浆现象，不但耗费了更多的人力和物资，还污染环境，其最后的打钎工序也易发安全事故。综上，离心工艺目前已基本不再使用。

2悬辊工艺

使用调速电机的悬辊带动管模旋转，离心力使得管模内的混凝土也随之旋转，在管模内混凝土的厚度超过模型挡圈的高度后，管壁混凝土在悬辊轴的轴压力下与管内壁紧密结合，从而成型，这就是悬辊制管工艺。悬辊法原理简单，生产率高，制造出的混凝土排水管坚固耐用、操作维修方便，故被较多采用。悬辊法的缺点有:首先，混凝土层厚度难以掌握，排水管强度很不稳定。由于悬辊法的前提是混凝土厚度必须超过管模的挡圈，而成品排水管的超厚必须在2mm～3mm以内，这很难精准掌控。又由于管模的挡圈在使用中会有磨损，这导致了较大的管壁厚度误差，不均匀的填料厚度使得辊压力不均，连带使得混凝土的密实度不均，所以造出的排水管的强度波动大;其次，排水管成型后，混凝土受到的强大机械辊压力会破坏钢筋骨架，出现骨架位移、骨架散架、跳筋、并筋等严重影响排水管质量的后果;再次，管模使用较长时间后，其合缝处容易变形，导致漏浆，形成混凝土空穴，排水管的抗渗性随之降低。最后，悬辊法过程中高速旋转的管模容易引发安全事故。尽管悬辊法有不少缺点，但因其的确有工艺简单、操作效率高等优点，现仍是一种被普遍应用的混凝土排水管生产工艺。

3立式振捣工艺

立式振捣工艺生产出的钢筋混凝土排水管管身密实，无明显气泡，内外光洁，并且结构强度好，其尺寸也不为成型工艺影响，不管是质量还是外观都是所有工艺成管中最好的。立式振捣工艺是通过插入式振动棒的有效激振力作用于管子，管壁内混凝土中砂、石等骨料的固相粒子振动，在抵抗粒子之间的摩擦力时产生位移、彼此融合、有序排列，与此同时，混凝土中的气泡沿振动棒的表面向上持续均匀地排出，使混凝土密实。立式振捣工艺的独特优势在于其可以制造非圆形管，而且生产效率高，不受限于场地，移动方便，可实现现场预制，其模具不会磨损严重，设备简单，维修方便，噪声低，排废量也较少。但立式振捣工艺也有它的缺陷。它采用的混凝土是具有较大流动性的塑性混凝土，因此管体强度有限，配筋稠密处密实度不足，所用的混凝土除了流动性强，还有较高的水灰比，需要人工振捣，这就使得过振或漏振现象出现频繁，导致管体强度不均，此外，立式振捣工艺生产出的钢筋混凝土排水管的上部存在很多的水分，集料又少，使得其均匀性差、插口端强度低，易断裂。

4芯模振动工艺

芯模振动工艺是一种新型生产工艺，管体是在芯模的高频振动下成型，强度高且均匀。这种工艺的下料过程、振动过程、管口挤压过程等全由程序控制自动进行，自动化程度高，因此即使是年龄较长的工人也能够胜任，这一定程度上缓解了不少企业用工难的难题。而且芯模振动的方法适合生产大口径排水管，少了旋转等危险系数大的工序，更加安全，但如果用于生产小口径管，布料速度必须放慢，因为过快的布料速度会造成密实混凝土中空气较难排除，从而出现大量的蜂窝、麻面管体。与立式振捣工艺不同，芯模振动工艺中采用干硬性混凝土，振动频率和振幅可以调整，从而能够产生最佳振动力，造出高强度的管体，但也正是由于是干硬性混凝土，排水管内外壁都很粗糙，光洁度较低，易产生拉痕。芯模振动工艺造管虽然在地坑里进行，噪声仍然不小。尽管有一些缺点，芯模振动工艺还是具备其他工艺没有的许多优点。该方法不会像离心工艺一样导致混凝土分层，因为振动力是由内向外均匀传递的，管体强度均匀且高，内壁耐磨;采用振动与挤压方式成型的承插口端面非常平整，采用的干硬性混凝土保证了混凝土强度，管体端面强度高，管口不易破损;钢筋骨架强度大，不会位移、散筋、跳筋、并筋，排水管抗渗性强，整体结构强度高;芯模振动工艺中，每一种型号管都配有针对的一套内外模，因此管子的外形尺寸高度统一精确;芯模振动工艺除了能够生产常规的圆形管，还能制造多种异形管，例如椭圆形管、插口带胶圈槽顶管、带基础底座管、箱涵等;芯模振动工艺适合生产大口径管，甚至最大可生产口径达3500mm的钢筋混凝土排水管;相比其他工艺方法，芯模振动工艺有不可比拟的高自动化程度、低劳动强度和高生产效率，而且环保、节能，对环境友好。

5结语

钢筋混凝土排水管是市政工程中应用最广的排水设施，我国主要的四种钢筋混凝土排水管生产工艺各有其特点。目前，我公司采用悬辊工艺生产DN1000mm以下口径的钢筋混凝土管，采用芯模振动工艺生产DN1000mm及以上口径的钢筋混凝土管，保证了稳定和良好的产品质量，投入得到了较好的产出。

参考文献:

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作者:李培军 单位:长治市市政管理处