離心水泥制管機(jī)制造水泥管的成型工藝

公路建設(shè)一般遵循“先橋涵構(gòu)造物，后路基土石方”的施工程序。因此，對(duì)水泥管的制作生產(chǎn)與安裝，不僅質(zhì)量要求高，而且工期緊。所以，越來(lái)越多的建設(shè)工程采用離心式水泥制管機(jī)工廠化生產(chǎn)工藝和蒸汽養(yǎng)護(hù)快速成型的制作方法。在實(shí)際生產(chǎn)中，除了科學(xué)設(shè)計(jì)、合理選用原材料和配合比外，還必須嚴(yán)格控制水泥管的成型工藝。

一、成型原理

混凝土投入水泥管模具后，使混凝土混合料從沿管壁均勻分布到密實(shí)成型，一般分為4個(gè)階段：①澆灌布料階段，這一階段主要是將拌和好的混凝土混合物澆灌于慢速旋轉(zhuǎn)的鋼模內(nèi)；②均布混合料階段，混合物借助于旋轉(zhuǎn)獲得的離心力，沿著鋼模內(nèi)壁四周均勻分布；③中速階段，即由慢速向快速過(guò)渡的中間階段；④密實(shí)成型階段，這階段快速轉(zhuǎn)動(dòng)鋼模，使鋼模中的混凝土獲得預(yù)定的離心力，從而使混凝土密實(shí)成型。

在相同轉(zhuǎn)速狀態(tài)下，離心力的大小決定于混合物中顆粒的質(zhì)量。所以，不同的顆粒沿著離心力方向產(chǎn)生不同的沉降（或不同的擠壓力），使得粗顆粒在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中分布于管壁的外層，中顆粒分布于管壁中部，質(zhì)量小的砂，水泥粒子和水分則聚集于管壁的內(nèi)表面。于是就形成了按顆粒大小排列的不均質(zhì)截面。這是離心工藝的不足之處。 但在離心的后階段，富余水分被擠出，混凝土水灰比顯著下降，從而提高了離心混凝土的強(qiáng)度和抗?jié)B性。這是普通混凝土難以比擬的優(yōu)點(diǎn)。

1800×2000水泥管模具外筋板設(shè)計(jì)布局合理，焊接牢固；跑圈采用高碳鋼鑄造，經(jīng)車床加工，尺寸精準(zhǔn)，制管時(shí)采用C30干硬性混凝土，水灰比為0.3～0.36，生產(chǎn)1根直徑1800mm的鋼筋混凝土管只需要20分鐘，生產(chǎn)，外觀質(zhì)量好。

大口徑水泥管模具常見的質(zhì)量問(wèn)題：

1. 因水泥管模具外筋板設(shè)計(jì)布局不太合理，所以在使用過(guò)程中造成模具兩端筋板變形，將模具兩端擋圈卡死，使擋圈拆卸困難，在卸管過(guò)程中無(wú)法避免對(duì)混凝土管本體的損害，造成缺邊掉角甚至有縱向裂縫等質(zhì)量問(wèn)題。

2. 有些焊縫因原制造廠家在制造時(shí)沒有焊牢，所以經(jīng)過(guò)上述懸輥制管和蒸汽養(yǎng)護(hù)工序后，局部焊縫開裂變形的現(xiàn)象比較多。

3. 有些制造廠家選用M20的活節(jié)螺栓，使用后發(fā)現(xiàn)有螺栓螺紋脫扣現(xiàn)象，特別是其活節(jié)螺栓活節(jié)部位的銷軸嚴(yán)重彎曲，如不及時(shí)更換，很容易發(fā)生螺栓銷軸脫銷的嚴(yán)重事故。

針對(duì)以上問(wèn)題我公司的改進(jìn)措施：

1. 對(duì)原來(lái)圓周每隔30°的角設(shè)置由14mm厚，110mm寬的長(zhǎng)方形立筋板12個(gè)，改為圓周每隔20°的角設(shè)置由8mm厚，110mm寬的長(zhǎng)方形立筋板18個(gè)。

2. 特別是靠近連接水泥管模具兩端橫（徑）向外立筋板部位的（軸）縱向立筋板再加密一倍，即此處改為圓周每隔10°的角設(shè)置由8mm厚，110mm寬的長(zhǎng)方形立筋板36個(gè)。這樣才有可能達(dá)到盡力減少其變形量的目的。

3. 同時(shí)對(duì)水泥管模具圓筒外表面縱軸向設(shè)置的圓環(huán)立筋板，其中部的5個(gè)14mm厚的鋼板改為8mm厚的鋼板進(jìn)行設(shè)置；對(duì)其兩端16mm厚的鋼板改為14mm厚的鋼板進(jìn)行設(shè)置。這樣可合理減少厚鋼板的用量，有利于降低成本。

1200×4000水泥管模具是近幾年新興的一種水泥涵管模具，可用于生產(chǎn)長(zhǎng)度4米，內(nèi)徑1200mm的柔性承插口混凝土管，該模具承口深度完全按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造，保證了管子大小頭安裝時(shí)的預(yù)留間隙與接口的直徑尺寸。

1. 水泥管模具要有足夠的剛度，這是保證模具經(jīng)過(guò)多次周轉(zhuǎn)使用后仍能保持原狀的前提條件；

2. 制作質(zhì)量，除了尺寸準(zhǔn)確外，合縫、擋圈處的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)制作也很重要。我公司生產(chǎn)的水泥管模具采用單縫模，相比雙縫模，其拆裝方便，不易變形。根據(jù)懸輥機(jī)的工藝特點(diǎn)和成型后的管體尺寸要求，擋圈控制內(nèi)徑的尺寸應(yīng)比規(guī)定值大3~5mm。另外，水泥管模具筒體縱向應(yīng)盡量避免接板以防焊接后變形影響管體的順直度。

水泥管用的混凝土屬于有一定抗?jié)B要求的混凝土。根據(jù)懸輥成型工藝的特點(diǎn)，在混凝土的配合比設(shè)計(jì)中，砂率要比普通混凝土2%~6%，這樣才有足夠的砂漿填充石子的空隙，達(dá)到較高的致密度。通常懸輥機(jī)用的混凝土砂率為30%~40%。經(jīng)試配，對(duì)C30混凝土，我們采用的施工配合比（水泥：砂：石：水）為1:2.25:4.00:0.39，工作度為27，砂率為36%。

水泥管用混凝土因水灰比低，集料又常使用碎石，攪拌時(shí)不易分散均勻，針對(duì)這些原因，我們?cè)谑┕ぶ羞x擇強(qiáng)制式攪拌機(jī)，并適當(dāng)延長(zhǎng)攪拌時(shí)時(shí)，一般從2~3min，同時(shí)嚴(yán)格控制集料稱量的準(zhǔn)確。但實(shí)際操作中，考慮到成型后管體的外觀質(zhì)量，通常次料漿拌得較稀，坍落度控制在2~4cm之間。

離心水泥管模具主要部件的作用：

承口盤：是成型管子承口，并使承口尺寸達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

插口盤：是成型管子插口，并使插口尺寸達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。對(duì)三階段離心水泥管模具而言，承插口盤還起縱向鋼筋的支承和定位作用。

跑輪：模具通過(guò)它支承在離心制管機(jī)的托輪上，離心制管機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，靠托輪與跑輪的摩擦帶動(dòng)模具旋轉(zhuǎn)。

筒體部件：它不但使成型管子外表的幾何形狀并使外表尺寸達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，而且在成型過(guò)程中二半合口處靠止口配合面定位，并壓縮企口槽中的密封條，起到密封作用，防止漏漿，從而保證管子的抗?jié)B性能。