淺談排水管生產(chǎn)工藝
北票電力電桿制造有限公司是以生產(chǎn)環(huán)形混凝土電桿和排水管兩大系列產(chǎn)品為主的混凝土制品生產(chǎn)企業(yè),公司從80年建廠歷經(jīng)30余年的風(fēng)雨,現(xiàn)已成為東北及內(nèi)蒙地區(qū)混凝土制品生產(chǎn)能力最強(qiáng)、規(guī)格型號最全的企業(yè)之一。
目前我國生產(chǎn)排水管主要有 離心工藝、懸輥工藝、立式振動(dòng)工藝、芯模振動(dòng)工藝。以上生產(chǎn)工藝各有其特點(diǎn),很難定論哪種生產(chǎn)工藝好與壞,哪種工藝更優(yōu)越。為從根本上避免生產(chǎn)工藝本身帶來的質(zhì)量問題,保證質(zhì)量,保證較高的生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本,針對產(chǎn)品規(guī)格,充分利用生產(chǎn)工藝本身的優(yōu)點(diǎn),選用最佳的生產(chǎn)工藝,生產(chǎn)出質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的產(chǎn)品。而我公司主要工藝為芯模振動(dòng)工藝和懸輥工藝。
1 工藝原理
1.1懸輥工藝
懸輥工藝是先將管模套置于輥軸上,喂入管模內(nèi)的混凝土混合料在離心力作用下均勻分布于內(nèi)壁,當(dāng)混凝土料的厚度超過管模擋圈時(shí),受到輥壓力的作用,混凝土在輥壓力的作用下逐漸密實(shí),同時(shí),輥軸與混凝土料接觸面不平引起的振動(dòng)也有助于混凝土密實(shí)。可見,懸輥工藝制管主要是在輥壓力的作用下使混凝土密實(shí)成型。
1.2芯模振動(dòng)工藝
芯模振動(dòng)工藝是內(nèi)、外模垂直豎立于地坑內(nèi)的底托盤上,布入管模的干硬性混凝土受到內(nèi)模高頻振子產(chǎn)生的強(qiáng)大振動(dòng)力的作用,使混凝土混合料液化,充滿管模和排出空氣,逐漸密實(shí);管子的上端部配有定型環(huán),由液壓力輕微搓動(dòng)碾壓,密實(shí)成型。芯模振動(dòng)工藝制管是在強(qiáng)大激振力的作用下使混凝土密實(shí)成型。
2. 工藝優(yōu)缺點(diǎn)
2.1.懸輥工藝
懸輥制管首先是混凝土混合料受到離心力作用而使其粘附在管模內(nèi)壁,完成布料。因此要掌握管模轉(zhuǎn)速不應(yīng)過快,以混凝土能克服自重坍落而沿模壁均勻布料為宜。其次,當(dāng)料層厚度超過管模擋圈時(shí),混凝土混合料開始受到輥壓力的作用,同時(shí)因喂料的厚薄不均產(chǎn)生振動(dòng),即受到振動(dòng)力的作用,這種振動(dòng)力在一定范圍內(nèi)有利于混凝土混合料的均勻分布與振動(dòng)密實(shí)。因此,懸輥工藝制管混凝土受到離心力、輥壓力和振動(dòng)力三種作用力,以輥壓力為主要作用力。由于輥壓力的方向?yàn)閺较?,從根本上改變了離心工藝產(chǎn)生分層結(jié)構(gòu)的弊端。
懸輥制管由于采用干硬性混凝土,靠輥壓力密實(shí)成型,水灰比小,所以混凝土強(qiáng)度較高,同級別強(qiáng)度混凝土用水泥量少;而且無廢漿排出,即改善了工人的勞動(dòng)條件又利于生產(chǎn)車間衛(wèi)生的保持;產(chǎn)生的噪音比離心成型的小;由于管模套在輥軸,避免了模具飛出來,相對安全,生產(chǎn)效率較高。工藝缺點(diǎn):盡管使用干硬性混凝土,但不能立即脫模,模具周轉(zhuǎn)時(shí)間較長。承插口的承口處混凝土只能靠側(cè)壓力擠壓成型,而且制作承口的混凝土用塑性混凝土,所以用懸輥工藝制作承插口管時(shí)承口處混凝土密實(shí)效果較差,強(qiáng)度較低,而且鋼筋網(wǎng)架容易位移。蒸養(yǎng)時(shí)間一般為4h至6h.
2.1.3 芯模振動(dòng)工藝
成型主機(jī)安置在地下,立式生產(chǎn),鋼模為整體內(nèi)模與整體外模以及邊模(兩端模)結(jié)合在一起的封閉結(jié)構(gòu),用于密實(shí)的振動(dòng)能量來自于大激振力整體中央振子,中央振子通過液壓裝置固定在內(nèi)芯模上,可實(shí)現(xiàn)快速換模。成型過程是邊喂料邊振動(dòng),只用振動(dòng)力一種作用力。在密閉結(jié)構(gòu)中,有利于混凝土自由流動(dòng)而密實(shí),所以結(jié)構(gòu)致密,混凝土強(qiáng)度高。
芯模振動(dòng)工藝比較適合生產(chǎn)直徑在1000mm以上的管子,更適合生產(chǎn)頂進(jìn)施工法用鋼筋混凝土排水管,如果生產(chǎn)小口徑管子布料速度需放慢,否則混凝土內(nèi)空氣很難快速排除,會造成管身混凝土不密實(shí)且管體容易出現(xiàn)大量的蜂窩、麻面。工藝缺點(diǎn):由于采用干硬性混凝土,成型后立即脫去內(nèi)外模,管子內(nèi)外壁易產(chǎn)生粗糙拉痕,且光潔度不如離心管、懸輥管,盡管在地坑內(nèi)成型,噪音還是很大。
2.2 工藝容易產(chǎn)生的問題及解決的辦法
2.2.1 懸輥工藝
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在懸輥工藝制管過程中,由于使用干硬性混凝土,鋼筋骨架受到較大的徑向輥壓力作用,而且隨著邊喂料邊輥壓和旋轉(zhuǎn)過程的進(jìn)行,反復(fù)的作用是逐漸加強(qiáng)的,導(dǎo)致骨架發(fā)生變形、移位。避免方式是增強(qiáng)鋼筋骨架的整體剛度、加強(qiáng)骨架在管模內(nèi)的固定等措施,同時(shí)將控制保護(hù)層的鋼筋變成U型鋼筋且數(shù)量相應(yīng)增加誤差控制在+2mm左右。
?、苾?nèi)外壁塌落
內(nèi)壁塌料、外壁出現(xiàn)與管模脫離現(xiàn)象是懸輥管普遍存在的質(zhì)量問題,特別是在溫度較低的環(huán)境下生產(chǎn),隨著口徑的增大,由圓弧產(chǎn)生的自拱作用減小;壁厚增大,管子上部混凝土所受重力加大。同時(shí)吊運(yùn)過程中產(chǎn)生震動(dòng),就要產(chǎn)生內(nèi)壁塌落、外壁脫離模體。避免方式是懸輥工藝盡量生產(chǎn)直徑在1000mm以下的管子嚴(yán)格控制水灰比和減小吊運(yùn)過程中產(chǎn)生的震動(dòng)同時(shí)加長靜聽時(shí)間。
2.2.2 芯模振動(dòng)工藝
由于立即脫模管子沒有模具和端盤的約束會很容易造成端面插口變形,我公司在生產(chǎn)過程中蒸養(yǎng)之前使用剛性比較好的鋼環(huán)置于插口外,由于混凝土與鋼材的膨脹系數(shù)相差很小且鋼環(huán)在制作過程中誤差控制在2mm內(nèi),同時(shí)管體內(nèi)外壁在脫模時(shí)產(chǎn)生的表面拉毛需經(jīng)過人工修飾。
2.3 產(chǎn)品質(zhì)量
芯模振動(dòng)管因其工藝特點(diǎn)決定了不存在離心、懸輥生產(chǎn)的工藝質(zhì)量問題,產(chǎn)品質(zhì)量比較穩(wěn)定,內(nèi)外壓等力學(xué)性能均高于同級別的離心管和懸輥管。尤其對于承插口、企口柔性接口管、鋼承口管,生產(chǎn)利于承口處成型,所以芯模振動(dòng)管一般好于離心管和懸輥管。
2.4 生產(chǎn)效率
懸輥工藝無論成型多大口徑只需一次喂料輥壓,所需成型時(shí)間較短,對于φ1000mm的管,一般在12min左右;且模具組裝容易、快捷。因此,懸輥工藝生產(chǎn)效率較高,
芯模振動(dòng)工藝同懸輥工藝一樣,無論多大口徑也是只需一次喂料成型。且由于內(nèi)外模是整體模,組裝快捷。制造大口徑或超大口徑管,對于離心和懸輥工藝來說,是很難做到的。盡管振動(dòng)成型時(shí)間要比懸輥工藝長,對于φ2000mm的管,一般在25~30min,但是由于立即脫模、不受模具數(shù)量限制可連續(xù)長時(shí)間生產(chǎn),且混凝土結(jié)構(gòu)致密、蒸養(yǎng)時(shí)間短,而懸輥工藝不能立即脫模且需蒸養(yǎng)。
3 結(jié)束語
排水管生產(chǎn)工藝各有利弊,生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)根據(jù)自己的實(shí)際逐利去弊。我公司對于DN1000以下口徑的管子均采用懸輥工藝生產(chǎn),對DN1200及以上口徑的管子均采用芯模振動(dòng)工藝生產(chǎn),經(jīng)過幾年的實(shí)踐認(rèn)為這樣產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定,生產(chǎn)成本控制的也比較好。
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