1 試驗(yàn)條件和方法

1.1 試驗(yàn)條件

1.1.1 試驗(yàn)儀器和設(shè)備

1.1.2 混凝土配合比

1:1.41:2.0:0.32,0.34,0.36

水泥采用425號礦渣水泥

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 壓力傳感器的標(biāo)定和安裝

壓力傳感器選擇時(shí)除應(yīng)考慮其最佳量測范圍、外形尺寸、靈敏度及感量外，還要事先在與實(shí)際使用相似條件下進(jìn)行標(biāo)定，作出相應(yīng)的應(yīng)變－變應(yīng)曲線。否則，對輥壓時(shí)實(shí)測到的數(shù)據(jù)或無法處理，或得出的應(yīng)力值不準(zhǔn)確。

壓力傳感器的受力面安裝時(shí)應(yīng)與制管模具內(nèi)壁相平，還應(yīng)考慮傳感器防潮，避免尖角物料直接對它局部頂壓而損壞。

1.2.2 加料與測定輥壓力

對試驗(yàn)用懸輥制管機(jī)用人工加料的方法，在不同超厚（0～1、4～5、8～9mm）狀態(tài)和不同水灰比（0.32、0.34、0.36）的情況下，分別測定其輥壓力。

2 有關(guān)試驗(yàn)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的說明

2.1 應(yīng)指出的是，考慮到輥軸輥壓混凝土混合料時(shí)，其輥壓力在管壁混凝土中沿徑向（由內(nèi)徑→外徑）衰減，故在制管模具內(nèi)壁（即管外徑）處輥壓力最低。為測定該處輥壓力，則將壓力傳感器的受力面安裝在與制管模具內(nèi)壁相平處。當(dāng)然，就本試驗(yàn)條件而言，當(dāng)管壁混凝土厚度較小（如4～7cm）時(shí)，輥壓力由內(nèi)向外傳遞速度很快，徑向衰減較小。

2.2 由于在輥壓過程中，制管模具有201轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速（此轉(zhuǎn)速滿足布料要求），盡管在此轉(zhuǎn)速下獲得的離心密實(shí)壓力很小，其最大值（制管模具內(nèi)壁處混凝土）一般約在10MPa數(shù)量級，但在整理實(shí)際輥壓力時(shí)，亦將它考慮進(jìn)去了。

因此，作者認(rèn)為，在本試驗(yàn)條件下，沿混凝土管壁徑向的實(shí)際輥壓力衰減是較小的，實(shí)際輥壓力可理解為是制管模具內(nèi)壁處混合料受到的輥壓力值，而輥軸對管壁混凝土輥壓面處的輥壓力要比它大些，但處于同一數(shù)量級。

2.3 因加料不均勻而引起制管模具振動(dòng)和跳動(dòng)，對輥壓力是有影響的，但試驗(yàn)表明它是短暫的，只要當(dāng)輥壓面基本平整，輥壓力即趨平穩(wěn)。

3 試驗(yàn)分析和初步小結(jié)

3.1 當(dāng)水灰比分別為0.32、0.34、0.36時(shí)，輥軸和混凝土混合料在輥壓過程中輥壓力近似呈正態(tài)分布，它完全不同于鋼輥和鋼筒之間輥壓時(shí)產(chǎn)生的壓應(yīng)力分布曲線；就混凝土獲得的密實(shí)壓力而言，懸輥工藝優(yōu)于離心工藝。因用離心工藝要達(dá)到懸輥工藝那樣的密實(shí)壓力，在實(shí)際生產(chǎn)中因離心制管機(jī)條件限制是不太可能達(dá)到如此高的轉(zhuǎn)速的，即使達(dá)到了，也因離心混凝土的內(nèi)、外分層等不利因素加劇，若無其他相應(yīng)的措施，而在實(shí)際生產(chǎn)中也是不可行的。再者，無論達(dá)到多大的轉(zhuǎn)速，離心成型時(shí)其管內(nèi)壁處的密實(shí)壓力仍趨于零。

3.2 試驗(yàn)研究表明：隨著混合料水灰比的增大，其輥壓力有所減少，它們之間的關(guān)系幾乎成線性關(guān)系；同一水灰比，最大輥壓力隨超厚的增加而增大，但當(dāng)超厚到8～9mm時(shí)，其最佳輥壓力趨于平緩，不再增大。這就給實(shí)際生產(chǎn)一個(gè)啟示：超厚應(yīng)控制在一個(gè)最佳厚度，以便獲得一個(gè)最佳輥壓力。試驗(yàn)還表明：一旦此最佳輥壓力趨于平緩，混凝土管內(nèi)壁已相當(dāng)平滑，管混凝土已充分密實(shí)，在此情況下再進(jìn)行長時(shí)間的輥壓已無實(shí)際意義，反而可能會引起混凝土混合料泌水、輥軸粘皮等不良后果。

3.3 試驗(yàn)表明，在超厚很小時(shí)（0～1mm），輥壓之初亦能測到輥壓力，但隨著混凝土管內(nèi)壁的逐漸平整，輥壓力很快即趨向于零；且此趨向于零的速度隨水灰比的增大而加快。

3.4 同一水灰比，輥壓力的有效作用區(qū)隨超厚的增加而增大，但當(dāng)超厚達(dá)8～9mm時(shí)，其有效作用區(qū)不再增大，趨向平緩。就本試驗(yàn)條件而言，其有效作用區(qū)最大可達(dá)6cm左右。盡管本試驗(yàn)研究中定義的S為管外壁環(huán)向作用范圍，而對人們過去所估計(jì)的軋距為1～2cm，可能亦偏小。

3.5 就目前試驗(yàn)得出的結(jié)論和認(rèn)識水平，如以當(dāng)前我國用懸輥工藝生產(chǎn)的300～1500mm的管子而言，無論是輥軸對管混凝土混合料輥壓面處（即管內(nèi)壁），還是在制管模具內(nèi)壁處（即管外壁），其實(shí)際最大輥壓力在10^-2～10¹MPa數(shù)量級范圍內(nèi)。