寧靖華：PCCP原材料選擇與質(zhì)量控制

　　寧夏青龍管業(yè)股份有限公司高工寧靖華

　　2013年8月17日，第二屆全國(guó)預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管(PCCP)行業(yè)發(fā)展高峰論壇在石家莊隆重召開(kāi)。本次高峰論壇以"創(chuàng)新管理 提升質(zhì)量服務(wù)國(guó)家重點(diǎn)工程"為主題，圍繞PCCP產(chǎn)品制造技術(shù)、生產(chǎn)管理、施工技術(shù)與工程管理等方面展開(kāi)培訓(xùn)與研討。寧夏青龍管業(yè)股份有限公司高工寧靖華出席會(huì)議并以《PCCP原材料選擇與質(zhì)量控制》為題做報(bào)告。他從PCCP的原材料、PCCP原材料的重要性、如何選擇PCCP原材料及PCCP原材料的質(zhì)量控制等方面進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。

　　一、PCCP的原材料

　　寧靖華首先就PCCP的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了介紹，主要分為：高強(qiáng)鋼絲、混凝土管芯、砂漿保護(hù)層、鋼筒四大方面。其次，他認(rèn)為，PCCP原材料品種多、用量大，質(zhì)量變異的可能性就大。

　　二、PCCP原材料的重要性

　　2.1 歷史的教訓(xùn)

　　國(guó)內(nèi)：我國(guó)自推廣使用混凝土壓力管以來(lái)，由于設(shè)計(jì)問(wèn)題、施工鋪設(shè)、管材本身等質(zhì)量問(wèn)題，導(dǎo)致發(fā)生多次管線事故。對(duì)行業(yè)也造成嚴(yán)重后果。特別是三階段預(yù)應(yīng)力混凝土管，少數(shù)生產(chǎn)企業(yè)采用有問(wèn)題的材料生產(chǎn)或因管材本身問(wèn)題，導(dǎo)致發(fā)生爆管事故，失去市場(chǎng)，這些教訓(xùn)是沉痛的，應(yīng)引起PCCP行業(yè)高度重視。

　　國(guó)外：美國(guó)從上世紀(jì)四五十年代開(kāi)始應(yīng)用PCCP， 60多年來(lái)，暴漏問(wèn)題也不少，曾調(diào)查1943 年到1990

年所發(fā)生的事故，主要是制管原材料，生產(chǎn)工藝中的質(zhì)量問(wèn)題，當(dāng)然也有鋪設(shè)安裝的問(wèn)題，工程事故發(fā)生頻率最高時(shí)期是20 世紀(jì)70 年代

。特別是Interpace公司，采用鋼板和鋼絲不符合要求，只顧追求產(chǎn)量，忽視了質(zhì)量，最終破產(chǎn)。

　　在PCCP的發(fā)展過(guò)程中，質(zhì)量控制也不是一帆風(fēng)順的，也經(jīng)歷了許多波折。其質(zhì)量控制乃至整個(gè)工程的質(zhì)量控制也是通過(guò)對(duì)PCCP生產(chǎn)與設(shè)計(jì)的改進(jìn)、對(duì)原材料指標(biāo)的質(zhì)量控制、對(duì)管道防腐方法的改進(jìn)逐步提高的。

　　在保證自身產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題管道進(jìn)行質(zhì)量剖析，加強(qiáng)對(duì)原材料的質(zhì)量控制，從而使我們的質(zhì)量逐步提高。如不加以控制，國(guó)內(nèi)PCCP將會(huì)重走國(guó)外某些PCCP企業(yè)的老路。

　　2.2 合格的原材料是PCCP各種優(yōu)點(diǎn)的保證

　　寧靖華認(rèn)為質(zhì)量是工程的生命，南水北調(diào)工程是百年大計(jì)。PCCP技術(shù)經(jīng)歷了曲折的發(fā)展過(guò)程，因管道失事造成過(guò)重大的經(jīng)濟(jì)損失，但是由于質(zhì)量可靠，更多的管線在經(jīng)歷了60多年運(yùn)行考驗(yàn)后仍在服役，充分說(shuō)明了PCCP本身的優(yōu)越性。

　　眾所周知，產(chǎn)品的質(zhì)量控制必須從源頭抓起， 即從原材料開(kāi)始，貫穿于生產(chǎn)的全過(guò)程，PCCP 作為一種工業(yè)產(chǎn)品也不例外。

　　高強(qiáng)度混凝土管芯：管子的主要結(jié)構(gòu)部分，可提供光滑的內(nèi)表面以利水流。該管芯內(nèi)的鋼筒起防滲作用和提供縱向抗拉強(qiáng)度，并可增加環(huán)向強(qiáng)度。

　　預(yù)應(yīng)力鋼絲：抵抗內(nèi)壓和外荷載的關(guān)鍵承力結(jié)構(gòu)。

　　密實(shí)的砂漿保護(hù)層：保護(hù)高強(qiáng)度鋼絲和管芯，使之免受物理?yè)p壞和外界腐蝕。

　　鋼筒、承插口環(huán)：抗?jié)B，聯(lián)接件和密封件。

　　2.3 原材料質(zhì)量穩(wěn)定是工程質(zhì)量和進(jìn)度的基礎(chǔ)

　　材料品種多、用量大，質(zhì)量變異的可能性就大，且任何質(zhì)量波動(dòng)最終都體現(xiàn)在產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)上，甚至出現(xiàn)不合格產(chǎn)品，因此在原材料質(zhì)量控制穩(wěn)定的情況下，保證管道質(zhì)量和加快生產(chǎn)進(jìn)度就有了基礎(chǔ)和可能。

　　三、PCCP原材料的選擇

　　3.1混凝土的原材料

　　水泥

　　大型，旋窯生產(chǎn)，強(qiáng)度等級(jí)≥42.5，滿足GB175、GB748，堿含量≤0.6%，C3A≤8%。C3A的水化熱和收縮率是其他礦物的數(shù)倍，如C3A含量較大易引起早期的溫度收縮、自收縮和干燥收縮而開(kāi)裂。低堿可防止混凝土堿骨料反應(yīng)，水泥的堿度過(guò)高易引起混凝土后期裂縫。

　　細(xì)骨料

　　中粗砂

　　GB/T14684，質(zhì)地堅(jiān)硬、清潔、級(jí)配良好的天然砂。細(xì)度模數(shù)宜在3.0～2.3的范圍內(nèi)，含泥量≤1%，比重≥2.6，顆粒級(jí)配Ⅱ區(qū)。

　　粗骨料

　　質(zhì)地堅(jiān)硬、清潔、級(jí)配良好的人工碎石。GB/T14685《建筑用卵石、碎石》，比重≥ 2.6，含泥量≤ 0.5%，連續(xù)級(jí)配，最大粒徑≤

30mm，且不得大于混凝土層厚度的2/5;含水率測(cè)定，影響混凝土的工作度和強(qiáng)度。

　　堿活性

　　采用非堿活性骨料。如使用具有潛在堿活性的骨料，必須經(jīng)過(guò)專門(mén)試驗(yàn)和論證，且每立方米混凝土中堿含量≤

2.5kg。混凝土中的堿含量按《水工混凝土施工規(guī)范》DL/T5144 附錄B計(jì)算。

　　外加劑——減水劑

　　GB8076《混凝土外加劑》，無(wú)堿、低堿型。水溶性氯離子含量≤水泥重量的0.06%。含氣量，與水泥的適應(yīng)性，勻質(zhì)性。

　　3.2 鋼材類原材料

　　接口環(huán)：GB/T699、GB/T700，Q235B，最小伸長(zhǎng)率20%。

　　承口鋼板：板厚測(cè)量不少于4點(diǎn)，平整。

　　插口型鋼：插口形狀較復(fù)雜, 各部尺寸應(yīng)準(zhǔn)確，與膠圈配合密封的關(guān)鍵，重皮。

　　薄鋼板——冷軋板/熱軋板

　　GB11253、GB912的規(guī)定。薄鋼板公稱厚度≥ 1.5mm、最小屈服強(qiáng)度≥ 235MPa，標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度50mm時(shí)的斷裂伸長(zhǎng)率不應(yīng)小于21%。統(tǒng)計(jì)中，因鋼筒質(zhì)量問(wèn)題概率很低，從機(jī)械性能角度，均滿足。Spc

　　預(yù)應(yīng)力鋼絲——冷拉鋼絲

　　GB/T5223，1470-1570MPa, ASTM648，扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)扭轉(zhuǎn)圈數(shù)不得少于8圈。鋼絲在拔制過(guò)程中，鋼絲表面任何點(diǎn)溫度不應(yīng)超過(guò)182℃。滿足氫脆性靈敏度試驗(yàn)。

　　預(yù)應(yīng)力鋼絲

　　在生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)從每五盤(pán)鋼絲中抽取一盤(pán)取樣進(jìn)行鋼絲的抗拉、扭轉(zhuǎn)及斷面收縮率等試驗(yàn)。

　　配件用鋼板

　　中厚板：GB/T700，且鋼材的等級(jí)不應(yīng)低于Q235的C、D級(jí)要求。

　　配件用鋼絲網(wǎng)

　　焊接鋼絲網(wǎng)：機(jī)械制造，GB/T1499.3，鋼絲直徑不小于4mm，網(wǎng)格尺寸為50×50mm。

　　3.3保護(hù)層砂漿原材料

　　水泥：與管芯用水泥相同

　　細(xì)砂：GB/T14684，質(zhì)地堅(jiān)硬、清潔、級(jí)配良好的天然砂。細(xì)度模數(shù)宜在2.2～1.6的范圍內(nèi)，含泥量≤ 1%，比重≥ 2.6。大顆粒。

　　3.4 防腐材料

　　接口環(huán)防腐涂料

　　環(huán)氧飲水艙涂料/環(huán)氧富鋅底漆;附著力≥3MPa，耐磨性≤0.1，耐水性試驗(yàn)(浸泡30d)不起泡、不生銹、不脫落;衛(wèi)生要求。

　　管體外防腐涂料

　　環(huán)氧煤瀝青涂料，無(wú)溶劑，有溶劑，濕涂，干涂。固體含量≥80%，耐沖擊性：≥20kg-cm

;附著力≥1.5MPa(或大于砂漿本身粘結(jié)強(qiáng)度);鉛筆硬度≥3H;耐鹽霧試驗(yàn)，耐化學(xué)介質(zhì)，氯離子滲透系數(shù)(30d)。

　　3.5接頭密封橡膠圈

　　AWWA C301、JC/T748、749。聚異戊二烯或合成橡膠制造(含量不得少于50%)，不得用橡膠代用品、再生膠;“○”形，表面不應(yīng)有氣孔、裂縫、重皮、砂眼、平面扭曲、肉眼可見(jiàn)的雜質(zhì)及缺陷。模壓/擠出，接頭個(gè)數(shù)不得超過(guò)2個(gè);

　　直徑公差為±0.4mm;抗拉強(qiáng)度≥ 18.6MPa;老化后的抗拉強(qiáng)度;斷裂伸長(zhǎng)率 ≥ 400%;

壓縮永久變形：按原始變形的百分率表示≤20%;硬度：膠圈邵氏A硬度為50～65。同一工程不同廠家供管，尺寸，硬度。

　　四、PCCP原材料的質(zhì)量控制

　　4.1 建立和運(yùn)行全員參與的質(zhì)量管理體系

　　建立完善的質(zhì)量管理體系：業(yè)主的質(zhì)量管理體系，監(jiān)理的質(zhì)量控制體系，承包人的質(zhì)量保證體系，政府的質(zhì)量監(jiān)督體系。通過(guò)一系列的措施促使質(zhì)量管理體系的有效運(yùn)行。

　　4.2 可行的原材料質(zhì)量控制程序

　　工程質(zhì)量目標(biāo)下的原材料管理目標(biāo)，從源頭控制，為確保工程質(zhì)量打下基礎(chǔ)。進(jìn)場(chǎng)前檢驗(yàn)、廠內(nèi)檢驗(yàn)、監(jiān)理抽檢;各種材料分區(qū)存放、標(biāo)識(shí)，對(duì)原材料質(zhì)量的動(dòng)態(tài)監(jiān)控(PDCA)。

　　4.3 明確的原材料控制指標(biāo)及試驗(yàn)方法

　　制定原材料檢驗(yàn)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，原材料控制指標(biāo)、檢驗(yàn)頻次、試驗(yàn)方法。