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      云南鋼筋混凝土排水管不同工藝質量問題及對策

      來源: 時間:2024-04-08 17:38:12 瀏覽次數:

      鋼筋混凝土排水管被廣泛的利用于公共設施排水系統中,作為內襯層被固定鑲嵌在管體內壁上。鋼筋混凝土排水管經由離心、徑向擠壓、立式芯模振動制管等多種工藝,強化硬度、保證了抗外壓能力。
      芯模振動成型工藝
      主要的質量問題及對策
      關鍵詞
      ——裂縫;表面粗糙、氣孔、麻面;沉降;空腔;外壁脫落。
      1、裂縫
            芯模振動混凝土管在距插口端200~300mm 的范圍內,內、外壁都易出現環向裂縫;此外,在管身的平直段有時也會出現環裂或縱裂。管子端口環裂,對于頂管工程,降低管子的允許頂力,容易產生工程事故,是頂管工程的隱患。
            靜停過程中混凝土下沉會產生沉降環裂,間隔均勻,與鋼筋間距相似,嚴重的會內外裂透。接下來詳細描述產生裂縫主要的8點原因。
      【1.1】鋼筋骨架不符合規定要求:
            ●鋼筋骨架整體剛度差,有漏焊、脫焊現象;雙層鋼筋之間的連接不牢固,骨架兩端沒有密纏;在插口成型碾壓時,碾壓力通過混凝土傳力致鋼筋骨架,碾壓釋放后,環向筋局部反彈,插口附近產生環裂。
            ●縱向鋼筋長度不同、骨架插口端不平整,在插口碾壓搓口時,縱向鋼筋受力不均,脫模后由于鋼筋回彈作用,鋼筋復位,使插口處混凝土破壞產長短不一的環向裂縫;
            ●骨架承口端不平整,與骨架的軸線不垂直,造成管體內上下混凝土保護層偏差,易產生管子彎曲,甚至開裂。
            ●縱向鋼筋直徑偏細;在設計要求的碾壓力下,整個鋼筋骨架剛度不足,無法承受碾壓力的作用,骨架變形下沉,造成管體破壞、甚至坍塌。
            ●鋼筋骨架尺寸不準,有橢圓度,致使保護層厚度不均,有的部位保護層太小,插口碾壓時,碾壓力通過混凝土傳遞到鋼筋,碾壓釋放后環向筋局部反彈,產生插口附近出現環裂或部分環裂。此時應調整鋼筋骨架直徑至管子混凝土保護層厚度的合理尺寸。
      【1.2】脫外模時,提升外模的過程中未做到勻速,中途有停頓現象,再繼續提升摩阻力增大,在停頓部位易出現拉裂,尤其是在脫外模終了時,混凝土和鋼筋變形很大,尤其要小心。
      【1.3】脫內?;蛲饽r,起吊的中心線與內、外模的中心線不重合,出現偏斜,碰撞管子。脫模區地面不平度較大,外模底托不平,脫模時管體周圍間隙不勻,使管子局部受到摩擦力和水平力的作用,外模拉壞管體,產生裂縫。
      【1.4】采用單電葫蘆脫模,隨著鋼絲繩的排列,脫模起始點與外模脫模至上部插口時,造成中心出現位移外模打口產生裂縫或破壞管口。
      【1.5】碾壓盤側面不光滑,內外模錐度未控制在3%以內,提拉碾壓盤時受摩阻力較大,易將插口拉毛或拉裂。
      【1.6】鋼模局部有彎曲會引起該部位經常產生裂縫;
      【1.7】成型機的機架水平度偏差及芯模、外模安裝垂直度偏差較大,不能保證垂直;
      【1.8】蒸汽養護時,靜停期短,混凝土的初期結構強度低,升溫造成的結構破壞。裂縫的產生是以上所述的一種、多種或其它因素造成的,為消除和減少裂縫,應通過管子整個生產過程的嚴格控制來實現。
      2、表面粗糙、氣孔、麻面等
            芯模振動工藝成型的混凝土管內、外表面難以避免氣孔、麻面,只要麻面、氣孔面積小于25mm2,深度小于5mm,數量每100cm2 上平均少于5~8 個小時,不會影響混管結構強度和使用耐久性??稍诿撊ネ饽:罅⒓茨嬲?。
            氣孔、空腔多,影響混凝土強度,降低抗滲透性、增大吸水率,在腐蝕介質環境中,降低管道使用壽命。
            喂料與振動不協調,喂料速度過快,混凝土拌和合物不能同步受振液化、流動并充滿模具,氣泡還未排出就又喂入新一輪的混凝土。氣泡附著在管模與混凝土的界面上脫模后出現大小不等的凹坑。
            應從下而上采取不同的喂料速度,下部稍快,從下向上逐漸減慢,要保證各層料都有足夠的振動密實時間,一般來說,振動密實與喂料協調的情況下,管子下部氣孔少,上部有少量小氣孔。否則,管體將布滿大小不等的氣孔。
            為了提高管子的外觀質量,管子脫模后應立即用水泥漿或1:2 水泥砂漿進行修補,將管子表面上的氣孔、麻面填塞,抹漿面應均勻平整;日常生產中,應清理模具,要讓管模內壁光滑;用優化的混凝土配合比;嚴格執行合理有效的喂料、成型制度。就能有效改善管子的外觀質量。
      3、沉降
            管子脫外模后會發生沉降,如果混凝土用水量大,混凝土拌合物的稠度小,混凝土的初始結構強度低,導致混凝土下沉大,管子縮得多;吊運、脫模過程中操作不平穩,發生碰撞、沖擊;地面不平及管子細長比過大等都可能加大管體沉降。
            管子有效長度L會超過負偏差的規定,為了便於用戶施工,企業應統計管子的實際長度并在出廠證明書上明示。
      4、空腔
            混凝土拌合物的均勻性不好、料偏干、下料快、部分粗骨料的骨架空隙中未能填滿水泥砂漿而形成的空洞。繼續振動也不能調整已經形成的骨架結構。另外配合比不合理,水泥砂漿量偏少,沒有足夠的漿量填滿粗骨料骨架中的空隙。
      5、外壁脫落
            脫外模后,管子插口段外表面混凝土從管子端部向下延伸,沿鋼筋骨架界面大面積脫落,脫落部分外保護層的厚度大于設計值,究其原因有一下4點:
            1) 混凝土的水灰比過大,拌合物流動度超出設計要求,導致成型后的初期結構強度偏低;
            2) 骨架偏移,尤其是骨架尺寸偏小時,在管體上段外壁混凝土保護層厚度大大超出規定值;受振動密實時間短,其結構強度偏低,混凝土與鋼筋的粘結力也低;
            3) 在蒸汽養護過程中混凝土的結構破壞,導致或加劇混凝土大面積脫落。
            4) 在喂承口料時,將工作區域內散落的混凝土集中投入管模內某個部位,分布不均勻,降低了局部混凝土的強度和密實度。
      徑向擠壓成型工藝
      主要的質量問題及對策
      關鍵詞
      ——內壁螺旋紋;插口尺寸偏差大;鋼筋骨架扭曲;承口處缺料;承口部位混凝土不密實;不密實,抗滲性差,強度低;鋼筋骨架下沉或在插口處出現蹦筋現象;鋼筋骨架位移和露筋;管體偏濕,手按偏軟,管子變形;承口縱向裂紋;承口出現塌落或料堆積過多;管身混凝土裂紋;承口外斜坡出現縱向裂紋。
      1、內壁螺旋紋
            擠壓成型時,因擠壓頭成型頭上的滾子等局部光滑度不足、甚至有凹凸痕跡,或主軸旋轉時擺動較為嚴重,在主軸在旋轉上升時,就會在內壁劃出螺旋紋,若抹光環自身也不光滑,或轉數不足,無法將內壁摩光,管子內壁就會有明顯的螺旋紋。要加強日常保養,打磨動力頭表面;適當提高抹光輪的轉速。
      2、插口尺寸偏差大
            脫模時管身扭曲,插口尺寸偏差大。應檢查鋼筋骨架尺寸和焊接質量,適當減少扭矩,脫模前插口應放置定型環。
      3、鋼筋骨架扭曲
            是因為成型時扭矩過大、骨架焊接不牢固。應適當減小扭矩、檢查骨架焊接質量。
      4、承口處缺料
            承口料干濕不均:應盡量保證料量及控制承口加水量,注意均勻加水,保證料干濕均勻;不與余料混用;
            承口成型時供料不足:應調整進口料閘高度、供料頻率、承口喂料時間;
      動力頭提升過快:應調整振動延續時間,或適當延長振動時間。
      5、承口部位混凝土不密實
            承口部位混凝土是由振動力、輥壓力聯合作用推進承口,部分混凝土未能直接輥壓。同時,由于振動頻率不匹配,這個部位的干硬性混凝土難以保證密實,強度和抗滲均有可能低于管身。
            為避免承口混凝土密實度不足,承口部位混凝土可稍增加用水量,拌合物的稠度可稍小一點;承口成型裝置應加大振動頻率和延長振動時間;增大喇叭口的坡度,使徑向擠壓力的軸向分力加大。
      6、混凝土管不密實,管壁疏松,混凝土抗滲性差,混凝土強度低
            主要是因為混凝土配合比控制不好造成的,如拌合物稠度偏大水泥漿料少或砂率小。
            首先要調整配合比,如增加膠凝材料用量、砂率、減小石子粒徑,不能使用過干的混凝土拌合物;
            選擇適宜的擠壓成型頭轉速和主軸提升速度。保證連續均勻喂料,要做到主軸轉速、上升速度與喂量三者要協調。
            適量摻入粉煤灰或礦粉能改善管子的外觀質量。如某廠將每方混凝土水泥用量330kg,調整為水泥300kg,粉煤灰60kg 后,管子的外觀質量明顯改進。
            擠壓機產生的扭矩過小,擠壓力不足以壓實混凝土,應增加動力頭的扭矩。
      7、表面蜂窩、麻面、氣孔大
            主要原因是:混凝土材料選用不當、骨料顆粒過大,級配不好、砂漿量少、石子量多,水灰比過小混凝土物料過干,水灰比小或混凝土拌合物靜放時間過長;
            主軸轉速與混凝土和易性不匹配,過快或過低;主軸提升速度過快,凈輥壓時間不夠;擠壓成型頭滾輪及抹光環外徑偏大,混凝土壓縮層厚度不夠,成型滾壓效果差;
            投料速度慢、投料量不足等,使混凝土內部空隙增多,內外表面不能出漿,形成氣孔麻面,嚴重時出現較大蜂窩空洞。
      8、擠壓頭與混凝土摩擦噪音大,甚至出現停機現象
            混凝土拌合物太干,擠壓頭與混凝土中砂石直接摩擦。
            應適當調整混凝土拌合物配合比,尤其是用水量,直到找到合適的稠度為止。
      9、制管過程中鋼筋骨架在管模內轉動
            鋼筋骨架尺寸偏?。簯{整骨架尺寸。
            管模上裝備的氣動鋼筋定位器未將鋼筋骨架壓緊固定;應調整定位裝置,使定位壓力適當提高。
            采用多層擠壓頭,使正反環向扭力得到平衡,減小對鋼筋骨架的環向扭曲力,避免鋼筋骨架環向扭曲變形;
            擠壓頭上部的撥料叉或撥料板,應保證周向布料均勻,避免局部混凝土物料堆積,產生擠壓力,對鋼筋骨架作用不平衡;
            主軸旋轉平穩、不擺動等。
      10、鋼筋骨架下沉或在插口處出現蹦筋現象
            插口處無鋼筋,骨架尺寸過小、氣缸長度過小,易出現下沉;鋼筋骨架焊點脫落,易出現蹦筋。
      11、鋼筋骨架位移和露筋
            提高鋼筋骨架質量,焊點脫落、虛焊、漏焊點數應控制在整個焊點數的1%以下,相鄰點不能同時漏焊,保證骨架有足夠的強度和剛度,焊后鋼筋的強度降低值不得大于原始強度的8%(一些企業內控要求),調整骨架尺寸,檢查鋼筋的焊接質量,檢查骨架與氣缸的固定情況,調整擠壓頭與抹光環的轉速,檢查鋼筋骨架相對于托盤的垂直度。
            在滿足強度要求條件下,減小石子的較大粒徑;控制混凝土物料不要過干。水灰比小,料過干,增大混凝土物料對鋼筋骨架的擠壓力,易產生鋼筋位移和露筋。
      12、管體偏濕,手按偏軟,管子變形
            混凝土拌合物用水量偏大,減少用水量,獲得稠度合適的混凝土拌合物。
      13、承口縱向裂紋
            這是因為骨架的縱向鋼筋偏細,而且承口斜坡段的角度偏大造成的,角度大時,斜坡段縱向鋼筋的豎向承載力降低,在混凝土的重量作用下向外彎曲發生隆起,變形大時直接造成該處外壁撐裂,表現為縱向裂紋。
      14、插口處有裂紋
            插口處無鋼筋,出現混凝土下沉,用水量大,養護不到位。調整骨架尺寸,控制加水,注意養護,保持管體濕潤。
      15、承口出現塌落或料堆積過多
            起振時間和振動延續時間不合適,注意控制振動制度。
      16、管身混凝土裂紋
            鋼筋在擠壓成型過程中扭矩過大,使鋼筋產生移動,脫模后鋼筋回彈引起混凝土開裂;或鋼筋骨架定位卡直徑大于管模內徑,鋼筋骨架入模后受壓,脫模后同樣鋼筋回彈引起混凝土開裂,控制鋼筋骨架的尺寸保證焊接質量??刂贫ㄎ豢ǖ某叽?,還要加強混凝土配合比的控制,合理選擇各項工藝參數。
      17、承口外斜坡出現縱向裂紋
            縱向筋偏細,或承口斜坡角度大造成的,增大縱向筋直徑,減小承口斜坡角度。

      懸輥制管工藝
      主要的質量問題及對策
      關鍵詞
      ——內壁坍落。外壁下沉;內壁魚鱗狀裂紋;混凝土粘模;縱向裂紋;管壁超厚;鋼筋骨架跳筋、并筋或散架;承口部位混凝土密實度差。
      1 、 內壁坍落。外壁下沉。
            管頂局部下沉、內壁塌落,特別是秋冬季節,這是大口徑管普遍存在的問題。
            水灰比過大時輥軸壓痕較深,輥壓面出現“起伏”不斷的情況,混凝土初期結構強度強度偏低,混凝土與鋼筋的粘結力明顯削弱。即使在水灰比正常的情況下,在懸輥停止后,靜停時或開始蒸汽養護不久,
            由于自重的作用大于混凝土與鋼筋的粘結力,管壁拱的作用減弱,往往在管子內壁頂部出現混凝土坍落;或混凝土局部下沉,管子外部混凝土脫離管模,表面顏色呈深暗。
            對于單層筋管子,因混凝土水灰比大,懸輥后混凝土結構強度低,在保護層過厚的部位,鋼筋骨架的約束力較小,蒸汽養護時局部混凝土與鋼筋骨架脫離;嚴重時也可能出現內壁管頂混凝土與鋼筋骨架大面積分離,出現間隙。如果蒸汽養護升溫過快、或者成型后管子受到撞擊,會加劇內壁坍落現象。
            控制好水灰比、采用早強劑可提高混凝土的初期結構強度,或者在大口徑管子內壁用硬質塑料板、鋁板或弧形鋼板,在垂直方向支撐管子內壁頂部混凝土,對防止外壁局部下沉、內壁塌落能起一定的作用。懸輥過程中的精心操作,提高混凝土密實度及其均勻性,采用合理的蒸汽養護制度等也是很重要的。
      2、內壁魚鱗狀裂紋
            在懸輥過程中混凝土管壁受到壓應力的作用,輥軸旋轉要克服輥軸與混凝土的摩擦力和粘結力,在水灰比偏小或砂漿量不足、輥壓時間過長、輥壓速度過快、輥軸與混凝土的摩擦力增大,摩擦力和粘結力不斷對混凝土產生拉力,拉裂內表面混凝土,導致管子內壁混凝土產生魚鱗狀裂紋。
            在懸輥結束前適當噴水,增加輥壓面混凝土的塑性,輥壓停止前再撒一些干砂,或干砂與水泥混合的砂子灰,可減小內壁混凝土與輥軸的粘結力和摩擦力,避免內表面出現撕裂狀的魚鱗裂紋。
            輥軸直徑不宜過小,控制輥壓時間不要過長,也是有效措施。
      3、混凝土粘模
            在秋冬季節氣溫較低時,尤其是我國北方地區,蒸汽養護或自然養護的管子脫模時,模壁粘連混凝土。
            這主要是養護時間短,混凝土脫模強度偏低造成的,遇到這種情況要適當延長管子的蒸汽養護或自然養護時間。當然認真清理模具,保持模具潔凈,涂刷脫模劑等是必不可少的工序。
      4、縱向裂紋
            管子在自重作用下,管子頂部內壁可能出現縱向可見裂縫,此時應關注混凝土的強度和壁厚。
            管子在堆場長期存放后,有時管內壁上下或外壁水平方向出現縱向裂紋??赡苁嵌逊鸥叨冗^高,下部管子承受的荷載超過標準規定的裂縫荷載值;也可能管子的混凝土強度偏低,應調整混凝土配合比或鋼筋骨架的結構配筋。
            承插口管應按照規定的堆放層數、在支點為一定距離的支座上堆放,避免承插口直接與地面接觸,否則容易導致插口端或管體內壁出現縱向裂紋。曾發生過這樣的案例;某企業的承插口管直接放置在地坪上,由于承插口同時著地,插口端出現長度不等的縱向裂紋(縫),經質檢機構檢驗,該批產品外壓荷載合格。這說明管子不合理堆放是導致縱向裂紋產生的主要原因。
      5、管壁超厚
            管內混凝土拌合物超過擋圈一定厚度(俗稱‘超厚’),是實現輥壓的必要條件。在水灰比不變的情況下,輥壓力在一定范圍內隨超厚的增加而增大,到了8~9mm 時,輥壓力不再增加,輥壓后超厚量可以控制在2~3mm(相對于擋圈內徑)。
            仔細操作、掌握喂料量、布料均勻、布料厚度控制在超出擋圈高度3~5mm;要經常檢查管模擋圈高度,超差時及時修復或更換擋圈
            由于喂料量超厚易導致管子公稱內徑偏小,不少企業都存在這個問題,因此加強喂料工序的控制非常重要。為了保證產品質量,可將管模擋圈內徑擴大至標準允許的管子內徑的正偏差值,這樣既滿足輥壓必須有超厚的混凝土拌合物可供輥壓,以達管壁混凝土密實的目的,又能較好地解決管壁超厚導致管內徑偏小的問題。
      6、鋼筋骨架跳筋、并筋或散架
            懸輥制管工藝生產中,采用手工綁扎鋼筋骨架時,容易出現跳筋、并筋及散架的情況。GB/T11836 中5.2.1 條明確規定鋼筋骨架應滾焊成型。
            在喂料階段,鋼筋骨架主要是承受管子旋轉產生的離心力,還有來自喂料時混凝土拌合物下落時對鋼筋骨架的沖擊力,并沒有直接受到通過混凝土傳遞來的輥壓力。若鋼筋骨架外徑偏小,在管內骨架會產生縱向移動;當混凝土拌合料的喂料高度超出擋圈內徑時,輥壓力才會通過混凝土傳遞到鋼筋骨架?;炷廖锪显谳亯毫ψ饔孟聰D推鋼筋骨架,鋼筋會發生變形和位移,當輥壓力消失后,鋼筋會出現回彈。由于料層厚薄不均,尤其是局部堆集,使整個鋼筋骨架的受力狀況是不均勻的,此時管模還可能出現跳動。若鋼筋骨架剛度不足,在局部輥壓力、離心力和振動力聯合作用下,焊點不牢的部分鋼筋會跳筋、并筋、甚至散架,使管子局部出現露筋、裂縫等現象,明顯影響保護層的質量,還降低管子的承載能力。
            懸輥工藝的特點是,通過懸輥軸將輥壓力傳遞到混凝土,某公司通過鉆芯取樣觀察,懸輥工藝的混凝土中鋼筋內側直接受輥壓力作用,鋼筋與混凝土粘結良好,而鋼筋外側與混凝土的粘結或多或少會有分離的現象,此現象表明,懸輥輥壓階段鋼筋骨架受壓后局部有微量回彈。
      7、承口部位混凝土密實度差
            管成型時,承口部位通過承口模成型,混凝土拌合物在離心力、振動力及輥壓力作用下被推進承口,承口混凝土未經直接輥壓,其密實度受混凝土拌合物性能、操作方法的影響較大,很容易使管子承口密實度差,強度和抗滲均有可能低于管身。
            適當降低用于承口部位的混凝土稠度,承口部位的混凝土在水灰比不變的情況下,增加水和水泥用量或通過摻減水劑提高其流動性,是保證承口混凝土質量的有效方法,喂料先喂承口段,按前面所說的方法投料。
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