預應力鋼筒混凝土管質(zhì)量控制及常見問題分析

1、預應力鋼筒混凝土管質(zhì)量控制及常見問題分析 預應力鋼筒混凝土管質(zhì)量控制及常見問題分析 摘要：預應力鋼筒混凝土管是一種耐久的剛性壓力管。主要用于城市大口徑的給水、排水管道；農(nóng)林灌溉、倒虹管道；輸送煤氣和天然氣管道；輸送石油管道及穿越河底、鐵路及頂管施工的管道等。 關鍵詞：PCCP；性能；質(zhì)量控制 中圖分類號：TV523文獻標識碼： A 文章編號： 引言 預應力鋼筒混凝土管是由預應力鋼絲、鋼筒、混凝土構成的復合管材，是由帶有鋼筒的高強度混凝土管芯纏繞預應力鋼絲，噴以水泥砂漿保護層，鋼制承插口與鋼筒焊在一起，承插口的凹槽和膠圈形成滑動式膠圈接頭而制成的一種新型管材。 一、PCCP制造質(zhì)量控制 1、承、

2、插口焊接 經(jīng)檢驗合格的成型鋼板進廠后，根據(jù)周長并考慮漲圓后尺寸變化進行下料，然后輥圓，由焊接人員通過手工電弧焊焊接成圓，經(jīng)過焊縫磨平后，放到漲圓機上漲圓到圖紙要求尺寸，承口還需經(jīng)過扳邊以利于安裝?？刂埔厥牵褐瞥傻某胁蹇阡撊ぷ髅娴膶雍缚p應打磨光滑且與臨近外表取平，不應出現(xiàn)裂紋、夾渣、氣孔等缺陷。 2、鋼筒制作 鋼筒制作在螺旋制筒機上完成，首先將經(jīng)過檢驗合格的承、插口放置到芯模兩端，然后將鋼板點焊到螺旋卷制的首端即承口端，通過芯模旋轉與鋼板卷筒形成的張力將鋼板緊緊卷到芯模上并形成螺旋接縫，在鋼板卷制的同時，安裝在制筒機上的埋弧自動焊機將鋼筒接縫自動焊接形成焊縫，在鋼筒卷制、焊接完成后，將鋼板

3、尾部點焊到插口上，由焊接人員對焊縫存在的缺陷進行補焊，最后進行靜水壓試驗。靜水壓試驗如有滲漏卸壓后補焊，然后再試壓，直到無滲漏為止?？刂埔厥卿撏巴獗淼陌枷莼蚬拿浥c鋼筒基準面之間的偏差不超過10mm；鋼桶焊縫凸起高度不大于鋼板厚度加 1.6mm；鋼筒外表不得粘有可能降低鋼筒與混凝土或水泥砂漿粘結強度的油脂、銹皮、碎屑及其他異物；制成的鋼筒要進行水壓試驗以檢驗鋼筒體焊縫的滲漏情況，在規(guī)定的檢驗壓力下至少恒壓3min不漏水。 3、管芯成型及養(yǎng)護 混凝土管芯是 PCCP 管材的主體結構。鋼筒制好后吊入已經(jīng)安裝好內(nèi)模的模具底座上，然后吊裝外模，澆筑混凝土，經(jīng)過強力振搗，形成 PCCP混凝土管芯，澆筑完

4、畢的管芯，應采用適當方法進行養(yǎng)護，采用蒸汽養(yǎng)護時，養(yǎng)護設施內(nèi)的最高升溫速度不應大于22/h；采用自然養(yǎng)護時應覆蓋保護材料防止混凝土過度失水，在混凝土充分凝固后應及時進行灑水養(yǎng)護。 4、管芯脫模 管芯經(jīng)過養(yǎng)護，混凝土強度到達規(guī)定的脫模強度時，方可進行管芯脫模操作。在進行該操作時不應對管芯混凝土產(chǎn)生明顯額損壞，管芯混凝土內(nèi)外外表不得出現(xiàn)粘模和剝落現(xiàn)象?？刂埔厥腔炷僚淞?、坍落度，混凝土養(yǎng)護升溫、降溫速度，蒸養(yǎng)時間及溫度；對管芯的檢驗控制要素是強度、蜂窩、錨固塊、裂縫等。 5、纏繞預應力鋼絲 管芯混凝土的強度到達設計要求的纏絲強度后，即可進行纏絲作業(yè)。纏絲是一道關鍵工序，管材的質(zhì)量好壞很大程度上取

5、決于纏絲的質(zhì)量，可謂“一絲重千鈞。首先將管芯吊裝到纏絲設備的平臺底座上，固定好管芯，然后將鋼絲首端錨固在管芯底部的預埋錨固件中，啟動纏絲按鈕，管芯開始勻速旋轉，纏繞在滾筒上的預應力鋼絲按照預設的螺距纏繞在管芯上，在鋼絲纏繞的同時，已經(jīng)拌制好的水泥凈漿均勻地噴到管芯和已經(jīng)纏好的鋼絲上，最后將鋼絲尾部錨固在管芯上部的預埋錨固件上?？刂埔厥撬鄡魸{濃度，鋼絲接頭質(zhì)量、數(shù)量，纏絲應力和纏絲螺距。 6、水泥砂漿保護層 制作水泥砂漿保護層一般應采用輥射法、噴涂法或其他方法。以輥射法為例，將纏好鋼絲的管芯吊裝到輥射設備的平臺底座上，砂漿料拌制好以后，啟動輥射開關，管芯旋轉的同時，砂漿按照設計厚度高速噴射到

6、管芯上，將全部鋼絲覆蓋。輥射完成以后，按照與管芯同樣的蒸養(yǎng)方法對其進行養(yǎng)護，也可進行灑水養(yǎng)護?？刂埔厥桥淞蠁魏捅Ｗo層厚度。保護層養(yǎng)護控制要素是蒸養(yǎng)溫度和時間。 三、常見問題及處理措施 1、承插口鋼圈圓度控制 承插口鋼圈制作是預應力鋼筒混凝土管制作的第一道工序，也是很關鍵的一道工序。承插口尺寸和圓度決定著管材安裝的難易和管與管對接后接頭的水密性。承插口直徑精確度要求較高，尺寸允許偏差分別都只有零點幾毫米，不僅對制作鋼筒焊接帶來不利的影響，也對管道安裝和接頭水密性產(chǎn)生不利影響，甚至出現(xiàn)管子無法對接安裝，引起管子報廢的現(xiàn)象。影響承插口尺寸和圓度的主要因素是鋼材的材質(zhì)和材料的均勻性，以及材料的屈服強

7、度、延伸率。焊接也對鋼圈的直徑和圓度造成一定的影響，這是由于焊接后鋼圈直徑會變小，一般在0.8%0.9%，減小值承口比插口稍大，同時焊接會引起應力重新分布，在材料勻質(zhì)性不好時，容易引起鋼圈凹進或凸出，造成鋼圈圓度不能滿足規(guī)定要求。 2、管芯生產(chǎn)中出現(xiàn)的氣泡等瑕疵 管芯成型時出現(xiàn)氣泡現(xiàn)象是PCCP管生產(chǎn)中常見的問題之一，原因分析發(fā)現(xiàn)：用鋼模制造水泥管時，在生產(chǎn)過程中大量的水泥漿粘結在管模外表上且不及時清理出現(xiàn)成片增長，這樣在生產(chǎn)中模板外表粗糙或清理不干凈，粘有干硬水泥砂漿等雜物，拆模時砼外表被粘損；震動器風管管徑小，進氣量達不到要求，震動頻率不夠；工人操作時下料過快，攪拌時間不夠，均易造成蜂窩。

8、另外夜間作業(yè)，視線不好也影響質(zhì)量；由于氣泡在、內(nèi)部含有氣體，因此氣泡體積變化與環(huán)境溫度特別敏感，環(huán)境溫度高時氣泡體積變大，氣泡承載力變小，容易破滅；環(huán)境溫度低時氣泡體積變小，承載力較大，不容易形成聯(lián)通氣泡。當混凝土面層水泥漿體的強度小于氣泡強度時，氣泡體積隨環(huán)境變化而變化，氣泡周圍的水泥漿體也隨之變化，隨著時間的推移水泥漿體不斷增加，當氣泡周圍水泥漿體到達一定強度時，再不隨氣泡體積變化而變化，如果此時正趕上氣泡直徑最大時，勢必給混凝土面層留下空洞。 防治措施：均勻使用脫模劑涂刷鋼模板，不提倡敲擊方法去除，建議采用壓縮空氣噴砂法，加大震動器風管管徑及震動頻率；控制下料的速度，控制好攪拌時間及延長

9、振搗時間；嚴格控制管芯成型時的溫度及養(yǎng)護溫度，特別是冬天。 3、插口處環(huán)向裂縫 插口處出現(xiàn)環(huán)向裂縫是目前所有PCCP管道管廠所面臨的一個很難防止的問題，包括標準也對此項檢驗評定做出了很大放寬。整段預應力混凝土管都受到彎曲和剪切應力的制約，插口端的混凝土在核心預應力彎曲和剪切條件下沿核心開展，直到預應力鋼線纏繞不完善的插口環(huán)，當彎曲和剪切應變大于插口應變時，襯砌立即出現(xiàn)環(huán)向裂縫。當管放置在管道效勞區(qū)時，管體吸收大量的水，由于水滲透導致混凝土內(nèi)部氫氧化鈣濃度降低，從而使與氫氧化鈣相平衡的水泥水化產(chǎn)物分解，并隨滲透水一起流出，附著于裂縫周圍，從而導致裂縫愈合。這樣的結果是眾所周知的混凝土裂縫自動愈合機理，這些裂縫不影響結構強度和壽命。 結束語 預應力鋼筒混凝土管是國內(nèi)近年來開展起來的一種新型多用途管道材料，具備高強度、高抗?jié)B性和高密封性，不僅綜合了普通預應力混凝土輸水管和鋼管的優(yōu)點，而且更加適用于大口徑、高工壓和高覆土的工程環(huán)境。在國內(nèi)，PCCP 生產(chǎn)應用的前景非常廣闊。我國是一個水資源相對缺乏而又分布極不均衡的國家，隨著社會經(jīng)濟的快速開展，采用PCCP 有壓管道輸水必將成為開展的趨勢和主流，PCCP制作和安裝質(zhì)量控制至關重要。 參考文獻 【1】 孫紹平,王貫明,韓揚