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            PCCP(预应力钢筒混凝土管)的质量控制措施

            时间:2014-12-31 13:14 来源:qzhaiyu.com 作者:海煜重工 点击:
            PCCP是一种优质的复合管材,其优良的性能已得到许多工程应用实践的证明。优良的性能必须有严格的过程质量控制来保证,否则,不论产品本身具有如何好的性能,产品的性能照样是没有保障的。PCCP的质量控制和其他水泥制品相比,具有质量控制严格、要求高、难度大和生产工序多等特点。

            1 设计质量控制

            设计质量控制主要涉及到采用的设计规范、混凝土强度和预应力钢丝配筋等几方面。我国国家标准GB50332-2002《给排水工程管道结构设计规范》和中国工程建设标准化协会标准CECS140-2002《给排水工程埋地管芯绕丝预应力混凝土管和预应力钢筒混凝土管管道结构设计规范》已颁布实施。但许多厂家仍然采用美国标准C304-99《预应力钢筒混凝土管设计规程》编制程序,应用计算机进行设计计算。一般采用CECS140-2002标准的配筋量要高于C304-99配筋量约5%,但采用CECS140-2002标准具有计算简单、易于操作的特点。

            预应力钢丝的张拉控制应力为钢丝标准强度的0.75倍。预应力钢丝的配置,应根据管子的使用条件进行计算。根据国外标准和我国现行标准GB/T19685-2005要求,管道截面上的法向预应力应不大于缠丝时管芯混凝土强度的55%。但有的厂家对此项要求在实际生产当中并没有进行严格控制。

            混凝土的强度等级应根据管道截面上的法向预应力大小确定。也就是说,要根据不同的使用条件,设计不同的管芯混凝土强度等级而且不得低于C40,不论管子工作压力的高低、覆土深浅都采用同一混凝土强度等级进行生产是不科学的。一般对于高工压、深覆土的管子,采用的混凝土强度等级应该高,反之则应该低。

            承插口钢圈胀圆伸长率的取值。承插口钢圈的伸长率一般根据钢材的屈服应力和钢材的弹性模量求得,也就是使钢圈的伸长值超过钢材的弹性应变值。使得承口钢圈在承受内水压的状态下不会产生应变,确保PCCP接头的严密性。一般承口钢圈的伸长率取2%~3%。

            2 生产过程质量控制

            生产的关键工序是原材料的检验、承插口钢圈的胀圆、钢筒的制作和水压检验、混凝土的配制、成型、管芯养护、环向预应力钢丝的缠绕和;げ闵敖闹谱。要特别引起注意的是胀圆、钢筒水压检验、混凝土配制、成型、预应力钢丝缠绕和;げ闵敖谱鞯裙ば。

            2.1 原材料质量控制

            砂石材料要严格控制级配,选择级配良好的中粗砂,最好选择中砂;石子一般选用粒径为5~20mm的碎石或卵石,含泥量都不应大于1.0%。水泥选用中要注意C3A的含量最好不超过8%,这主要是考虑到高工压的PCCP需要高强度的混凝土以及水泥和外加剂的适应性。另外,对于PCCPL最好选用强度等级不低于42.5MPa的水泥,这样可以避免出现由于混凝土初始结构强度低而导致混凝土和钢筒之间出现分离的质量事故。预应力钢丝应选用冷拉高强度预应力钢丝,并经过扭转试验和强度检验合格的产品。薄钢板可用冷轧和热轧板,热轧板常用于刚度较好的中小口径PCCP。钢材均应进行除锈处理。

            2.2 钢筒制作

            钢筒制作是PCCP生产中十分关键的工序。主要控制承插口钢板圈的胀圆尺寸、承插口钢圈和钢筒组焊时的端面倾斜度。其中,由于承口钢圈内径测量困难,所以往往通过测量钢板原始厚度,计算承口钢板在胀圆时的厚度变化,来推算出胀圆达到尺寸要求后承口钢板圈外径尺寸值,从而来控制承口钢板圈的内径尺寸。钢筒制作过程中,要对焊接操作工进行技术培训,使之达到焊接资格要求,在焊接操作过程中要注意控制操作环境:对于二氧化碳气体;ず傅幕肪撤缢俨坏么笥2m/s,焊接电弧1m范围内的相对湿度不得大于90%,制作好的钢筒,除进行各种外观和几何尺寸的检验外,还要逐根进行水压检验,部分不同管径钢筒的水压检验压力见表1。
            表1 部分钢筒水压检验压力值(MPa)
            公称口径 DN600 DN700 DN800 DN1000 DN1200 DN1400 DN1600
            试验压力 0.62 0.53 0.47 0.38 0.31 0.27 0.25

            在表列检验压力下,恒压3min,钢筒不得有任何渗漏现象。

            2.3 混凝土配制

            根据国标,混凝土的设计强度等级不低于C40。美国C301-99标准要求混凝土的强度等级为:立式浇铸成型的应为31.0MPa,而对于离心成型或立式径向挤压成型的则应为41.4MPa。C301-99中要求的强度值是采用圆柱体试块测得的,圆柱体试块测得的强度值仅为立方体试块测得的强度值的80%,因此,在混凝土强度等级方面,C301-99的要求比国标的要求要高。

            混凝土配合比设计应按JGJ55-2000《普通混凝土配合比设计规程》的要求。在混凝土的配制中,要注意选择单方混凝土水泥用量和砂率这两个参数。采用42.5级的水泥时,水泥用量一般不宜超过500kg/m3,砂率一般宜控制在35%~40%。

            2.4 管芯成型

            PCCP管芯成型一般采用卧式离心工艺和立式振动工艺两种。离心工艺适合于生产PCCPL,离心工艺制度见表3,一般采用二次加料成型。立式振动工艺一般适用于生产中大口径的PCCPE,立式成型对混凝土拌合物的要求较高。离心成型混凝土时坍落度一般控制在10cm左右。振动成型的总振动时间一般在25~30min。离心成型时应注意:①慢中速时间不宜过短,特别是中速时间,应根据调速情况使速度由低向高逐步过渡。一般控制在5min左右。②快速时间不宜太长,宜控制在12~15min,见表2和表3。
            表2 DN600mm~DN800mm PCCP离心工艺制度表
            投料 慢速 中速 快速 修饰内壁 总时间/min
            r/min min r/min min r/min min r/min min r/min min 31~44
            400~450 6~8 6~8 500~600 850~950 4~6 1350 10~15 500~800 4~6  
            表3 DN1000mm~DN1400mm PCCP离心工艺制度表
            料次 投料 慢速 中速 快速 修饰内壁 总时间/min
            r/min min r/min min r/min min r/min min r/min min
            1 400~450 4~6 500~600 7~8 850~950 4~6 1350 10~11 500~800 3~5 28~36
            2 450~500 4~6 550~600 7~9 850~950 4~6 1350 10~13 4~6 29~40

            2.5 缠丝和;げ阒谱

            缠丝是PCCP制造的关键工序之一。缠丝质量控制的好坏直接关系到PCCP的抗裂和承压能力。缠丝工序的质量控制要点是缠丝应力和缠丝间距。根据国标的要求,PCCP的缠丝初始预应力值不得大于混凝土抗压强度的55%。因此,在缠丝前,应根据管材工作压力,也就是缠丝预应力推测管子混凝土是否达到缠丝强度要求。另外,在缠丝过程中要严格杜绝在管身出现密缠现象,因为密缠会由于泊桑效应而使管芯混凝土纵向拉应力增大,从而会使管芯出现环向裂缝。而有些采用管芯缠丝工艺的预应力混凝土管生产厂家,在缠丝过程中,遇到断筋或接头时,往往为了避免出现管身部分位置预应力钢筋放张现象,在钢筋接头时采用密缠。这和现行国标是不符的。

            ;げ阒谱。;げ阒柿康暮没,直接关系到PCCP的使用寿命,也是PCCP生产制造中质量难以控制和质量离散性较大的一个工序。影响PCCP;げ阒柿康囊蛩赜校孩偕敖浜媳。一般应控制在1:2.5~1:3.0。②砂子细度。一般应采用细砂。③水泥强度等级。一般应选用不低于42.5级的水泥。④辊射轮的质量和两轮间的间隙。一般应控制在0~1.0mm之间。⑤辊射机组载管车行走的平稳匀速性。国标要求;げ28d抗压强度不低于45MPa。
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