一种高承载预应力钢筒混凝土管及其成型工艺
阅读说明：本技术 一种高承载预应力钢筒混凝土管及其成型工艺 (High-bearing prestress steel cylinder concrete pipe and forming process thereof ) 是由 林峰 林玲 雷建生 严银锋 于 2021-02-05 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种高承载预应力钢筒混凝土管包括：高承载预应力钢筒,所述高承载预应力钢筒内周面铺设有一层内圈混凝土层；所述高承载预应力钢筒外周面覆盖铺设有一层内覆盖混凝土层,且内覆盖混凝土层厚度为内圈混凝土层厚度的三倍；所述内覆盖混凝土层外覆盖铺设有一层内包裹混凝土层,且内包裹混凝土层厚度与内圈混凝土层厚度相一致。本发明高承载预应力钢筒外周面设置呈螺旋状设置有高承载预应力螺旋结构凸起,且高承载预应力螺旋结构凸起与高承载预应力钢筒相焊接,高承载预应力螺旋结构凸起长度与高承载预应力钢筒长度相一致,通过高承载预应力螺旋结构凸起的设置同预应力钢丝相辅相成,进一步增强本发明钢筒混凝土管的高承载性能。(The invention provides a high-bearing prestress steel cylinder concrete pipe, which comprises: the inner ring concrete layer is paved on the inner circumferential surface of the high-bearing prestress steel cylinder; an inner covering concrete layer is laid on the outer circumferential surface of the high-bearing prestress steel cylinder in a covering mode, and the thickness of the inner covering concrete layer is three times that of the inner ring concrete layer; and an in-layer wrapped concrete layer is laid outside the inner covering concrete layer, and the thickness of the inner wrapped concrete layer is consistent with that of the inner ring concrete layer. The high-bearing prestress spiral structure bulges are spirally arranged on the peripheral surface of the high-bearing prestress steel cylinder and are welded with the high-bearing prestress steel cylinder, the length of the high-bearing prestress spiral structure bulges is consistent with that of the high-bearing prestress steel cylinder, and the high-bearing prestress spiral structure bulges are arranged to be complementary with the prestress steel wires, so that the high-bearing performance of the steel cylinder concrete pipe is further enhanced.)
技术领域
本发明属于预应力钢筒混凝土管技术领域，更具体地说，特别涉及一种高承载预应力钢筒混凝土管及其成型工艺。
背景技术
预应力钢筒混凝土管是指在带有钢筒的高强混凝土管芯上缠绕环向预应力钢丝，再在其上喷制致密的水泥砂浆保护层而制成的输水管。它是由薄钢板、高强钢丝和混凝土构成的复合管材，它充分而又综合地发挥了钢材的抗拉、易密封和混凝土的抗压、耐腐蚀性能，具有高密封性、高强度和高抗渗的特性。
例如申请号：CN201710822956.3聚合物增强预应力钢筒混凝土管道成型工艺，属于管道制作的技术领域，包括以下步骤：(1)、内衬模具的制备：在带有钢筒的混凝土管芯上缠绕环向预应力钢丝，制备成PCCP管半成品，该PCCP管半成品直接作为内衬模具，所述混凝土管芯中预制有加强网；(2)、外模具预处理：在外模具的内壁上涂覆一层脱模剂；(3)、浇注结构的搭建：自内向外依次将内衬模具、加强网、外模具组成浇注结构，向浇注结构中浇注聚合物砼，成型后脱去外模具，得到聚合物增强预应力钢筒混凝土管道。本发明成型工艺简单，制备的聚合物增强预应力钢筒混凝土管道各方面性能优异，具有高密封性、高强度、高抗渗、耐腐蚀等优点。
基于上述专利的检索，以及结合现有技术中发现，现有的钢筒混凝土管承载性能有待提升；钢筒混凝土管内部有破损时，检验人员其无法有效的检验出，一旦该质量存在缺陷的钢筒混凝土管应用，将存在较大的安全隐患。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种高承载预应力钢筒混凝土管及其成型工艺，以解决现有的钢筒混凝土管承载性能有待提升；钢筒混凝土管内部有破损时，检验人员其无法有效的检验出，一旦该质量存在缺陷的钢筒混凝土管应用，将存在较大的安全隐患的问题。
本发明一种高承载预应力钢筒混凝土管及其成型工艺的目的与功效，由以下具体技术手段所达成：
一种高承载预应力钢筒混凝土管包括：高承载预应力钢筒，所述高承载预应力钢筒内周面铺设有一层内圈混凝土层；所述高承载预应力钢筒外周面覆盖铺设有一层内覆盖混凝土层，且内覆盖混凝土层厚度为内圈混凝土层厚度的三倍；所述内覆盖混凝土层外覆盖铺设有一层内包裹混凝土层，且内包裹混凝土层厚度与内圈混凝土层厚度相一致。
进一步的，所述高承载预应力钢筒外周面设置呈螺旋状设置有高承载预应力螺旋结构凸起，且高承载预应力螺旋结构凸起与高承载预应力钢筒相焊接，高承载预应力螺旋结构凸起长度与高承载预应力钢筒长度相一致。
进一步的，所述内覆盖混凝土层与内包裹混凝土层之间缠绕有一根预应力钢丝，且缠绕后的预应力钢丝之间相互紧贴。
进一步的，所述内包裹混凝土层外设置有SBS防漏卷材层，且SBS防漏卷材层厚度与内包裹混凝土层厚度相一致，SBS防漏卷材层外覆盖铺设有一层外包裹混凝土层。
进一步的，所述SBS防漏卷材层整体呈波纹管状结构，其普通状态下处于收展状态。
进一步的，所述SBS防漏卷材层采用内中空结构，其内中空腔内填充有颜料层，颜料层采用显眼的红色颜料。
本发明公开了一种高承载预应力钢筒混凝土管及其成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)、高承载预应力钢筒制备：将高承载预应力螺旋结构凸起套接在高承载预应力钢筒外周面上，并焊接固定。
2)、SBS防漏卷材层制备：内中空的SBS防漏卷材层制备成型后，一侧开口，将颜料层从开口部位添加入SBS防漏卷材层中空腔内，热熔封闭开口；
3)、按重量份数计准备以下混凝土原料：普通硅酸盐水泥280-290份、砂610-680份、石490-510份、水180-220份、吸水剂2-4份、缓凝剂5-9份、流平剂3-9份、混凝土掺合料100-200份。
4)、将步骤1)中普通硅酸盐水泥、砂、石、混凝土掺合料及适量水依次添加入混凝土搅拌机内，搅拌混匀5min，以保证普通硅酸盐水泥、砂、石、混凝土掺合料混合均匀，且在搅拌过程中，间隔添加水。
5)、当步骤2)中普通硅酸盐水泥、砂、石、混凝土掺合料混合均匀后，将吸水剂、缓凝剂同流平剂一同添加入混凝土搅拌机内，搅拌混匀5min，而剩余水在搅拌过程中间隔添加入混凝土搅拌机内，最后得到混凝土，待用。
6)、将高承载预应力钢筒放置入制作模具内，然后合模，然后将模具由龙门吊上离心机，然后启动离心机，其在高速旋转时将步骤5)中待用的混凝土加入模具中，离心机使模具高速旋转，添加入模具内的混凝土靠离心力贴附于模具壁上，旋转4min完成钢筒混凝土管，然后进行养护工作。
7)、当步骤6)中钢筒混凝土管养护完毕后，将模具拆模，然后将预应力钢丝均匀缠绕至内覆盖混凝土层外部，然后通过喷浆设备将砂浆的均匀的喷到预应力钢丝上形成内包裹混凝土层，然后再进行养护。
8)、当步骤7)中养护完毕后，将SBS防漏卷材层套设在内包裹混凝土层外部，然后通过喷浆设备将砂浆的均匀的喷到SBS防漏卷材层上形成外包裹混凝土层，然后再进行养护，养护完毕，得到本发明高承载预应力钢筒混凝土管。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明高承载预应力钢筒外周面设置呈螺旋状设置有高承载预应力螺旋结构凸起，且高承载预应力螺旋结构凸起与高承载预应力钢筒相焊接，高承载预应力螺旋结构凸起长度与高承载预应力钢筒长度相一致，通过高承载预应力螺旋结构凸起的设置同预应力钢丝相辅相成，进一步增强本发明钢筒混凝土管的高承载性能，而本发明高承载预应力钢筒混凝土管中SBS防漏卷材层的设置，起到相应防渗效果。
本发明内中空的SBS防漏卷材层制备成型后，一侧开口，将颜料层从开口部位添加入SBS防漏卷材层中空腔内，热熔封闭开口，且颜料层采用显眼的红色颜料；通过该设计，在应用前，可对外包裹混凝土层进行检测，将水倒入外包裹混凝土层上，当外包裹混凝土层内部有破损，其因为已经凝固成型，其破损部位将拉破SBS防漏卷材层，故倒入的水将渗透过该微小裂缝与颜料层相接触，其红色颜料与水混合，将水染色，从而清晰的显露出来，使得检验人员可通过观察水的情况，判断外包裹混凝土层内部有破损；进一步的，SBS防漏卷材层整体呈波纹管状结构，其普通状态下处于收展状态，故通过该收展状态整体呈波纹管状结构的设计，保证在通过喷浆设备将砂浆的均匀的喷到SBS防漏卷材层上形成外包裹混凝土层后，外包裹混凝土层凝固成型过程中，收展状态的SBS防漏卷材层将随之伸展，保证外包裹混凝土层凝固成型过程中SBS防漏卷材层不会被拉破。
附图说明
图1是本发明的纵向剖视结构示意图。
图2是本发明的图1中A处局部放大结构示意图。
图3是本发明的横向剖视结构示意图。
图4是本发明的图3中B处局部放大结构示意图。
图5是本发明的图4中SBS防漏卷材层剖视结构示意图。
图6是本发明的高承载预应力钢筒局部放大结构示意图。
图中，部件名称与附图编号的对应关系为：
1、内圈混凝土层；2、高承载预应力钢筒；201、高承载预应力螺旋结构凸起；3、内覆盖混凝土层；4、预应力钢丝；5、内包裹混凝土层；6、SBS防漏卷材层；7、外包裹混凝土层；8、颜料层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
如附图6所示：
一种高承载预应力钢筒混凝土管包括：高承载预应力钢筒2，高承载预应力钢筒2内周面铺设有一层内圈混凝土层1；高承载预应力钢筒2外周面覆盖铺设有一层内覆盖混凝土层3，且内覆盖混凝土层3厚度为内圈混凝土层1厚度的三倍；内覆盖混凝土层3外覆盖铺设有一层内包裹混凝土层5，且内包裹混凝土层5厚度与内圈混凝土层1厚度相一致。
其中，高承载预应力钢筒2外周面设置呈螺旋状设置有高承载预应力螺旋结构凸起201，且高承载预应力螺旋结构凸起201与高承载预应力钢筒2相焊接，高承载预应力螺旋结构凸起201长度与高承载预应力钢筒2长度相一致。
其中，内覆盖混凝土层3与内包裹混凝土层5之间缠绕有一根预应力钢丝4，且缠绕后的预应力钢丝4之间相互紧贴。
其中，内包裹混凝土层5外设置有SBS防漏卷材层6，且SBS防漏卷材层6厚度与内包裹混凝土层5厚度相一致，SBS防漏卷材层6外覆盖铺设有一层外包裹混凝土层7。
其中，SBS防漏卷材层6整体呈波纹管状结构，其普通状态下处于收展状态。
其中，SBS防漏卷材层6采用内中空结构，其内中空腔内填充有颜料层8，颜料层8采用显眼的红色颜料。
本发明公开了一种高承载预应力钢筒混凝土管及其成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)、高承载预应力钢筒2制备：将高承载预应力螺旋结构凸起201套接在高承载预应力钢筒2外周面上，并焊接固定。
2)、SBS防漏卷材层6制备：内中空的SBS防漏卷材层6制备成型后，一侧开口，将颜料层8从开口部位添加入SBS防漏卷材层6中空腔内，热熔封闭开口；
3)、按重量份数计准备以下混凝土原料：普通硅酸盐水泥280-290份、砂610-680份、石490-510份、水180-220份、吸水剂2-4份、缓凝剂5-9份、流平剂3-9份、混凝土掺合料100-200份。
4)、将步骤1)中普通硅酸盐水泥、砂、石、混凝土掺合料及适量水依次添加入混凝土搅拌机内，搅拌混匀5min，以保证普通硅酸盐水泥、砂、石、混凝土掺合料混合均匀，且在搅拌过程中，间隔添加水。
5)、当步骤2)中普通硅酸盐水泥、砂、石、混凝土掺合料混合均匀后，将吸水剂、缓凝剂同流平剂一同添加入混凝土搅拌机内，搅拌混匀5min，而剩余水在搅拌过程中间隔添加入混凝土搅拌机内，最后得到混凝土，待用。
6)、将高承载预应力钢筒2放置入制作模具内，然后合模，然后将模具由龙门吊上离心机，然后启动离心机，其在高速旋转时将步骤5)中待用的混凝土加入模具中，离心机使模具高速旋转，添加入模具内的混凝土靠离心力贴附于模具壁上，旋转4min完成钢筒混凝土管，然后进行养护工作。
7)、当步骤6)中钢筒混凝土管养护完毕后，将模具拆模，然后将预应力钢丝4均匀缠绕至内覆盖混凝土层3外部，然后通过喷浆设备将砂浆的均匀的喷到预应力钢丝4上形成内包裹混凝土层5，然后再进行养护。
8)、当步骤7)中养护完毕后，将SBS防漏卷材层6套设在内包裹混凝土层5外部，然后通过喷浆设备将砂浆的均匀的喷到SBS防漏卷材层6上形成外包裹混凝土层7，然后再进行养护，养护完毕，得到本发明高承载预应力钢筒混凝土管。
表1：对实施例1制成的高承载预应力钢筒混凝土管进行抗压力学性能测试，实验结果见表：
实施例2：
如附图6所示：
一种高承载预应力钢筒混凝土管包括：高承载预应力钢筒2，高承载预应力钢筒2内周面铺设有一层内圈混凝土层1；高承载预应力钢筒2外周面覆盖铺设有一层内覆盖混凝土层3，且内覆盖混凝土层3厚度为内圈混凝土层1厚度的三倍；内覆盖混凝土层3外覆盖铺设有一层内包裹混凝土层5，且内包裹混凝土层5厚度与内圈混凝土层1厚度相一致。
其中，高承载预应力钢筒2外周面设置呈螺旋状设置有高承载预应力螺旋结构凸起201，且高承载预应力螺旋结构凸起201与高承载预应力钢筒2相焊接，高承载预应力螺旋结构凸起201长度与高承载预应力钢筒2长度相一致。
其中，内覆盖混凝土层3与内包裹混凝土层5之间缠绕有一根预应力钢丝4，且缠绕后的预应力钢丝4之间相互紧贴。
其中，内包裹混凝土层5外设置有SBS防漏卷材层6，且SBS防漏卷材层6厚度与内包裹混凝土层5厚度相一致，SBS防漏卷材层6外覆盖铺设有一层外包裹混凝土层7。
其中，SBS防漏卷材层6整体呈波纹管状结构，其普通状态下处于收展状态。
其中，SBS防漏卷材层6采用内中空结构，其内中空腔内填充有颜料层8，颜料层8采用显眼的红色颜料。
本发明公开了一种高承载预应力钢筒混凝土管及其成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)、高承载预应力钢筒2制备：将高承载预应力螺旋结构凸起201套接在高承载预应力钢筒2外周面上，并焊接固定。
2)、SBS防漏卷材层6制备：内中空的SBS防漏卷材层6制备成型后，一侧开口，将颜料层8从开口部位添加入SBS防漏卷材层6中空腔内，热熔封闭开口；
3)、按重量份数计准备以下混凝土原料：普通硅酸盐水泥300-340份、砂560-610份、石470-490份、水180-220份、吸水剂2-4份、缓凝剂5-9份、流平剂3-9份、混凝土掺合料150-220份。
4)、将步骤1)中普通硅酸盐水泥、砂、石、混凝土掺合料及适量水依次添加入混凝土搅拌机内，搅拌混匀5min，以保证普通硅酸盐水泥、砂、石、混凝土掺合料混合均匀，且在搅拌过程中，间隔添加水。
5)、当步骤2)中普通硅酸盐水泥、砂、石、混凝土掺合料混合均匀后，将吸水剂、缓凝剂同流平剂一同添加入混凝土搅拌机内，搅拌混匀5min，而剩余水在搅拌过程中间隔添加入混凝土搅拌机内，最后得到混凝土，待用。
6)、将高承载预应力钢筒2放置入制作模具内，然后合模，然后将模具由龙门吊上离心机，然后启动离心机，其在高速旋转时将步骤5)中待用的混凝土加入模具中，离心机使模具高速旋转，添加入模具内的混凝土靠离心力贴附于模具壁上，旋转4min完成钢筒混凝土管，然后进行养护工作。
7)、当步骤6)中钢筒混凝土管养护完毕后，将模具拆模，然后将预应力钢丝4均匀缠绕至内覆盖混凝土层3外部，然后通过喷浆设备将砂浆的均匀的喷到预应力钢丝4上形成内包裹混凝土层5，然后再进行养护。
8)、当步骤7)中养护完毕后，将SBS防漏卷材层6套设在内包裹混凝土层5外部，然后通过喷浆设备将砂浆的均匀的喷到SBS防漏卷材层6上形成外包裹混凝土层7，然后再进行养护，养护完毕，得到本发明高承载预应力钢筒混凝土管。
表2：对实施例2制成的高承载预应力钢筒混凝土管进行抗压力学性能测试，实验结果见表：
实施例3：
如附图6所示：
一种高承载预应力钢筒混凝土管包括：高承载预应力钢筒2，高承载预应力钢筒2内周面铺设有一层内圈混凝土层1；高承载预应力钢筒2外周面覆盖铺设有一层内覆盖混凝土层3，且内覆盖混凝土层3厚度为内圈混凝土层1厚度的三倍；内覆盖混凝土层3外覆盖铺设有一层内包裹混凝土层5，且内包裹混凝土层5厚度与内圈混凝土层1厚度相一致。
其中，高承载预应力钢筒2外周面设置呈螺旋状设置有高承载预应力螺旋结构凸起201，且高承载预应力螺旋结构凸起201与高承载预应力钢筒2相焊接，高承载预应力螺旋结构凸起201长度与高承载预应力钢筒2长度相一致。
其中，内覆盖混凝土层3与内包裹混凝土层5之间缠绕有一根预应力钢丝4，且缠绕后的预应力钢丝4之间相互紧贴。
其中，内包裹混凝土层5外设置有SBS防漏卷材层6，且SBS防漏卷材层6厚度与内包裹混凝土层5厚度相一致，SBS防漏卷材层6外覆盖铺设有一层外包裹混凝土层7。
其中，SBS防漏卷材层6整体呈波纹管状结构，其普通状态下处于收展状态。
其中，SBS防漏卷材层6采用内中空结构，其内中空腔内填充有颜料层8，颜料层8采用显眼的红色颜料。
本发明公开了一种高承载预应力钢筒混凝土管及其成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)、高承载预应力钢筒2制备：将高承载预应力螺旋结构凸起201套接在高承载预应力钢筒2外周面上，并焊接固定。
2)、SBS防漏卷材层6制备：内中空的SBS防漏卷材层6制备成型后，一侧开口，将颜料层8从开口部位添加入SBS防漏卷材层6中空腔内，热熔封闭开口；
3)、按重量份数计准备以下混凝土原料：普通硅酸盐水泥320-360份、砂510-580份、石420-460份、水180-220份、吸水剂2-4份、缓凝剂5-9份、流平剂3-9份、混凝土掺合料200-260份。
4)、将步骤1)中普通硅酸盐水泥、砂、石、混凝土掺合料及适量水依次添加入混凝土搅拌机内，搅拌混匀5min，以保证普通硅酸盐水泥、砂、石、混凝土掺合料混合均匀，且在搅拌过程中，间隔添加水。
5)、当步骤2)中普通硅酸盐水泥、砂、石、混凝土掺合料混合均匀后，将吸水剂、缓凝剂同流平剂一同添加入混凝土搅拌机内，搅拌混匀5min，而剩余水在搅拌过程中间隔添加入混凝土搅拌机内，最后得到混凝土，待用。
6)、将高承载预应力钢筒2放置入制作模具内，然后合模，然后将模具由龙门吊上离心机，然后启动离心机，其在高速旋转时将步骤5)中待用的混凝土加入模具中，离心机使模具高速旋转，添加入模具内的混凝土靠离心力贴附于模具壁上，旋转4min完成钢筒混凝土管，然后进行养护工作。
7)、当步骤6)中钢筒混凝土管养护完毕后，将模具拆模，然后将预应力钢丝4均匀缠绕至内覆盖混凝土层3外部，然后通过喷浆设备将砂浆的均匀的喷到预应力钢丝4上形成内包裹混凝土层5，然后再进行养护。
8)、当步骤7)中养护完毕后，将SBS防漏卷材层6套设在内包裹混凝土层5外部，然后通过喷浆设备将砂浆的均匀的喷到SBS防漏卷材层6上形成外包裹混凝土层7，然后再进行养护，养护完毕，得到本发明高承载预应力钢筒混凝土管。
表3：对实施例3制成的高承载预应力钢筒混凝土管进行抗压力学性能测试，实验结果见表：
本发明高承载预应力钢筒2外周面设置呈螺旋状设置有高承载预应力螺旋结构凸起201，且高承载预应力螺旋结构凸起201与高承载预应力钢筒2相焊接，高承载预应力螺旋结构凸起201长度与高承载预应力钢筒2长度相一致，通过高承载预应力螺旋结构凸起201的设置同预应力钢丝4相辅相成，进一步增强本发明钢筒混凝土管的高承载性能，而本发明高承载预应力钢筒混凝土管中SBS防漏卷材层6的设置，起到相应防渗效果；
本发明内中空的SBS防漏卷材层6制备成型后，一侧开口，将颜料层8从开口部位添加入SBS防漏卷材层6中空腔内，热熔封闭开口，且颜料层8采用显眼的红色颜料；通过该设计，在应用前，可对外包裹混凝土层7进行检测，将水倒入外包裹混凝土层7上，当外包裹混凝土层7内部有破损，其因为已经凝固成型，其破损部位将拉破SBS防漏卷材层6，故倒入的水将渗透过该微小裂缝与颜料层8相接触，其红色颜料与水混合，将水染色，从而清晰的显露出来，使得检验人员可通过观察水的情况，判断外包裹混凝土层7内部有破损；进一步的，SBS防漏卷材层6整体呈波纹管状结构，其普通状态下处于收展状态，故通过该收展状态整体呈波纹管状结构的设计，保证在通过喷浆设备将砂浆的均匀的喷到SBS防漏卷材层6上形成外包裹混凝土层7后，外包裹混凝土层7凝固成型过程中，收展状态的SBS防漏卷材层6将随之伸展，保证外包裹混凝土层7凝固成型过程中SBS防漏卷材层6不会被拉破。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
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