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技術(shù)資料
芯模振動(dòng)水泥制管機(jī)制管時(shí)的常見問題
時(shí)間:2015-05-10 09:16 來源:qzhaiyu.com 作者:海煜重工 點(diǎn)擊: 次
芯模振動(dòng)水泥制管機(jī),是我國在上世紀(jì)90年代從丹麥佩德哈勃公司和德國MBK公司引進(jìn)的先進(jìn)制管裝備。生產(chǎn)的產(chǎn)品品種有1000~3000的柔性接口鋼承口、柔性接口企口、帶基座柔性接口承插口排水管;靖采w了市場所需的品種和管材發(fā)展的方向,其中帶基座柔性接口排水管是國內(nèi)首創(chuàng)。該設(shè)備工藝具備:1)效率高;2)能耗低;3)環(huán)保;4)節(jié)省水泥;5)安全性好等諸多優(yōu)點(diǎn)。
由于國內(nèi)在管材設(shè)計(jì)、工藝要求以及原材料選用等方面的特點(diǎn),該設(shè)備工藝在使用過程中逐漸暴露出一些適應(yīng)性和缺陷性的問題:1)管體的變形;2)管體結(jié)構(gòu)的合理性;3)新管材品種的開發(fā)。下面就上述問題和由此延伸出的一些問題,結(jié)合工程實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行分析探討。 1. 管體的變形 芯模振動(dòng)工藝采用即時(shí)脫模的方式生產(chǎn),這是和其他工藝(離心、懸輥、立式振搗等工藝)帶模養(yǎng)護(hù)生產(chǎn)的本質(zhì)區(qū)別。由于失去了模型的支護(hù)作用,直立式養(yǎng)護(hù)的混凝土管材處于弱約束狀態(tài),初凝之前在重力作用之下產(chǎn)生不均勻沉降,造成管體變形,尤其是上端管口變形嚴(yán)重,這種形變對(duì)管材質(zhì)量影響極為不利。為了保證工程管線的密封性,國標(biāo)《混凝土和鋼筋混凝土排水管》GB/T11836中對(duì)管口的不圓度有嚴(yán)格的限制,要求控制在±2mm。我們?cè)诋a(chǎn)品檢測過程中,發(fā)現(xiàn)沒有采取任何保護(hù)措施的管材上端管口不圓度大多超過了±2mm,最高達(dá)到 ±10mm,所有變形呈現(xiàn)以下特點(diǎn):1)變形的狀態(tài)基本是由圓形變?yōu)闄E圓形;2)變形全部集中在上口;3)隨著管徑的增大,變形的程度和概率呈下降趨勢;4)管口變形短軸方向的管長偏差較大,最大值在10mm。 分析上述情況,變形的原因:1)上口自由端距下口固定端(底托固定)較長(3000mm以上),管體的微小的變形,對(duì)上口端變形影響較大;2)管節(jié)成型過程中的管體尺寸偏差是一個(gè)重要誘發(fā)因素;3)管體的自然沉降和管體的不完全垂直于地面是產(chǎn)生變形的主要原因;4)天車起吊過程中起吊中線和管體中線不完全重合,偏心力使管體變形。以上第1條是無法改變的基本情況,第4條完全是人為因素,下面重點(diǎn)闡述第2、3條形成的原因及產(chǎn)生的后果。 由于芯模振動(dòng)設(shè)備本身具有的一些特點(diǎn):1)底托和振動(dòng)環(huán)之間必須留0.5mm左右的間隙,以及底托和振動(dòng)環(huán)之間的密封橡膠圈;2)調(diào)整振動(dòng)環(huán)水平時(shí)存在一定的偏差(±1mm);3)磨口圈外徑設(shè)計(jì)時(shí)必須和外模之間留有2mm空隙量以及磨口圈本身的安裝精度和剛度變形量。以上3項(xiàng)給底托以及外模的整體傾斜預(yù)留了空間及可能。根據(jù)實(shí)測的數(shù)據(jù),傾斜造成管材兩邊壁厚偏差5~10mm,同時(shí)形成同一管材兩側(cè)出現(xiàn)不一樣長的現(xiàn)象,這時(shí)管材的重心也發(fā)生了偏移。 在此狀態(tài)下進(jìn)行管材的蒸汽養(yǎng)生,由于混凝土抵抗變形強(qiáng)度不夠很容易形成管口上端變形。這種變形是工藝本身和混凝土的特點(diǎn)造成的,要徹底解決很困難,經(jīng)濟(jì)簡便的方法就是制做護(hù)口圈,對(duì)易變形的管體上口在混凝土未達(dá)到強(qiáng)度之前進(jìn)行必要的保護(hù)。對(duì)原設(shè)計(jì)鋼護(hù)口圈我們簡化了設(shè)計(jì),經(jīng)過多次修改后,重量比原設(shè)計(jì)減少了 1/3,節(jié)省了成本,降低了操作難度。 2. 管體的結(jié)構(gòu) 芯模振動(dòng)工藝生產(chǎn)的柔性接口企口管材,在施工過程中出現(xiàn)承口端軸向裂縫,尤其是在施工不規(guī)范操作時(shí),出現(xiàn)的頻率較高,影響了該種管型在市場中的推廣應(yīng)用。對(duì)上述情況的出現(xiàn)當(dāng)時(shí)我們有兩種假設(shè): 2.1 管口尺寸結(jié)構(gòu)不合理 一是承插口太長(140~145mm);二是承口和插口之間的接口縫太小。但經(jīng)過仔細(xì)分析和解決方案的制定,基本排除了管口尺寸結(jié)構(gòu)不合理的可能性。 首先,從Φ2000管旋轉(zhuǎn)0.5度后安裝接口圖分析(見圖1),不可能出現(xiàn)A、B以及C、D點(diǎn)的直接擠壓。其次,考慮到插口的長度不宜過短。因?yàn)楦鞴に嚕òx心、懸輥、立式振搗等工藝)的產(chǎn)品端頭鋼筋骨架到位情況并不是很理想,如插口太短極容易造成受力位置缺少鋼筋的情況。另外,施工中發(fā)現(xiàn)接口縫小有以下優(yōu)點(diǎn):1)接縫不易出現(xiàn)內(nèi)部嚴(yán)重錯(cuò)臺(tái);2)密封膠圈尺寸小不易跑位,密封效果較好;3)節(jié)省膠圈的用量。 ![]() 圖1 Φ2000管旋轉(zhuǎn)0.5度后安裝示意圖
2.2 接口部位力學(xué)性能不合理
即管材承口端鋼筋的配置不合理。圖2a)是原設(shè)計(jì)管體承口端鋼筋配置,圖2b)是修改設(shè)計(jì)后的管材承口端鋼筋配置。 依據(jù)裂縫出現(xiàn)和發(fā)展機(jī)理,承口端由于密封橡膠圈超標(biāo)準(zhǔn)壓縮(這種情況非常普遍)而承受反作用力即張拉力,承口內(nèi)壁首先出現(xiàn)裂縫,隨著裂縫的擴(kuò)展,鋼筋開始發(fā)揮作用即開始承受拉力,以達(dá)到力的平衡,F(xiàn)以Φ2000 管為例,計(jì)算鋼筋承受拉力出現(xiàn)0.2mm的變形時(shí),管體承口的拉力。P=δP0.2S=3.14×52×440=34540N(其中,冷軋帶肋鋼筋δP0.2值應(yīng)不小于公稱抗拉強(qiáng)度的80%即不小于550×80%=440N/mm2)。在34540N張拉力下管內(nèi)壁裂縫寬度計(jì)算:圖2a)所示裂縫寬度X=100×0.2/25=0.8mm(式中25mm為鋼筋保護(hù)層厚度)。圖2b)所示裂縫寬度X=100×0.2/75=0.26 mm。 ![]() 圖2 管材承口鋼筋配置示意圖
由上面計(jì)算得到,兩種不同鋼筋布置方式在鋼筋用量相同的情況下,差異極大的兩種結(jié)果。
3. 結(jié)語 通過對(duì)芯模振動(dòng)制管工藝引進(jìn)的消化和吸收,我們?cè)诳朔巳狈υO(shè)備圖紙,沒有專家指導(dǎo),沒有先例可借鑒以及國內(nèi)市場的較復(fù)雜情況下,采取循序漸進(jìn),逐點(diǎn)解決問題的方法,同時(shí)充分發(fā)揮設(shè)備本身的先進(jìn)性能,開發(fā)出了新的功能和新的產(chǎn)品,以創(chuàng)新的精神努力適應(yīng)和開拓了市場。 |