CN106678456B - 一种混凝土帆布复合管 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种混凝土帆布复合管，属于埋地排水、排污领域，包括芯管、混凝土帆布和强化纤维布，所述混凝土帆布包括三维结构的帆布和水泥粉，水泥粉包裹设置在帆布的三维结构内。将混凝土帆布包裹芯管，强化纤维布包裹在混凝土帆布外侧。浇水固化后的混凝土帆布复合管具有较强的环刚度和抗外压能力。而且整个混凝土帆布复合管易于制造，结构均匀，符合大规模生产大规模应用的基础。

Description

一种混凝土帆布复合管

技术领域

本发明涉及埋地排水、排污领域，具体而言，涉及一种混凝土帆布复合管。

背景技术

目前应用于埋地排水、排污领域的管材主要是混凝土管材和塑料管材。在国内的许多地区，埋地排水、排污管被腐蚀严重，特别是先行性质的水泥浆体容易受到酸性流体的腐蚀，从而影响管道的使用寿命；另外。混凝土管材脆性比较大，容易受外界的冲击力破坏、流体阻力大、安装维护成本也比较高；塑料管材主要有聚氯乙烯双壁波纹管和氯乙烯结构壁管材，塑料管普遍存在环刚度较低，抗外压能力弱等缺陷。

发明内容

本发明提供了一种混凝土帆布复合管，旨在解决现有技术中混凝土帆布复合管存在的上述问题。

本发明是这样实现的：

一种混凝土帆布复合管，其包括芯管、混凝土帆布和强化纤维布；

所述混凝土帆布包括帆布和水泥粉；

所述帆布为三维织物布，所述水泥粉包裹设置在所述帆布的三维结构内；

所述混凝土帆布包裹所述芯管；

所述强化纤维布包裹所述混凝土帆布外层。

在本发明较佳的实施例中，所述帆布由涤纶纤维制成，所述帆布包括平布面和相对设置的网孔面，以及填充在所述平布面及所述网孔面之间的三维分布的纤维单丝，所述混凝土帆布还包括胶体，所述胶体密封所述网孔面的网孔。

在本发明较佳的实施例中，还包括法兰，所述法兰上设置有用于插入所述混凝土帆布的轴插针，所述法兰上远离所述轴插针端头的一面设置有橡胶圈。

在本发明较佳的实施例中，还包括防滑件，所述防滑件包括防滑网，以及用于插入所述混凝土帆布的径插针，所述防滑网与所述径插针固定连接。

在本发明较佳的实施例中，所述防滑网包括固定连接的径向条和轴向条。

在本发明较佳的实施例中，所述芯管的外表面设置有用于与所述防滑网配合的防滑槽，所述防滑槽与所述防滑网配合可阻止所述防滑网与所述芯管的相对位移。

在本发明较佳的实施例中，所述混凝土帆布沿纬向包裹所述芯管。

在本发明较佳的实施例中，所述强化纤维布为玻璃纤维布和/或碳纤维布。

在本发明较佳的实施例中，所述芯管为塑胶芯管或金属芯管。

一种混凝土帆布复合管，其包括芯管、混凝土帆布和强化纤维布；

所述混凝土帆布包括帆布和混凝土；

所述帆布为三维织物布，所述混凝土包裹设置在所述帆布的三维结构内；

所述混凝土帆布包裹所述芯管；

所述强化纤维布包裹所述混凝土帆布外层。

本发明的有益效果是：本发明通过上述设计得到的混凝土帆布复合管，使用时，可以方便混凝土对芯管的包裹，形成均匀的包裹层，在较低成本的情况下，达到了极大提升芯管的各方向强度的效果。适合普通埋地排水、排污设置或其他设施的大规模应用。且在外表面设置强化纤维布，可以在不影响整体厚度前提下，再次大幅提升性能，达到材料利用放大化的效果。通过使用本发明提供的混凝土帆布复合管可以在较低成本的前提下解决，混凝土管材脆性大、容易受外界的冲击力破坏、流体阻力大、安装维护成本也比较高，而塑料管材环刚度较低，抗外压能力弱等缺陷。通过插针的方式固定防滑件和法兰是混凝土帆布复合管特有的功能，简单且稳固。在本发明提供的混凝土帆布为浇水培养成型之前，还具有重量轻易运输的优势。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例一提供的混凝土帆布复合管的芯管的第一视角的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的三维织物布的第一视角的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的三维织物布的第二视角的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的混凝土帆布的第一视角的结构示意图；

图5是本发明实施例一提供的混凝土帆布复合管未包裹强化纤维布的结构示意图；

图6是本发明实施例一提供的混凝土帆布复合管的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的防滑件的结构示意图；

图8是本发明实施例二提供的芯管的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的法兰的第一视角下的结构示意图；

图10是本发明实施例提供的法兰的第二视角下的结构示意图；

图11是本发明实施例二提供的混凝土帆布复合管的结构示意图。

图标：1-混凝土帆布复合管；100-芯管；200-混凝土帆布；210-三维织物布；230-水泥粉；211-网孔面；213-平布面；215-纤维单丝；300-碳纤维布；110-外表面；130-内孔；400-防滑件；410-防滑网；430-径插针；411-径向条；413-轴向条；111-防滑槽；500-法兰；510-第一面；530-第二面；550-轴插针；531-橡胶圈；570-螺栓孔；590-通孔。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一。

本实施例提供了一种混凝土帆布复合管1，请参阅图6，这种混凝土帆布复合管1包括芯管100和混凝土帆布200。

请参阅图1，芯管100包括经向的内孔130和芯管100的外表面110。

请参阅图2、图3和图4，混凝土帆布200包括帆布和水泥粉230，水泥粉230包裹设置在帆布的三维结构内。

在本实施例中水泥粉230由80份725硫铝酸盐水泥和20份硬石膏搅拌混合而成。

在本实施例中帆布为涤纶纤维的三维织物布210，厚度为10mm，上表面为网孔面211，下表面为平布面213，中间为三维分布的纤维单丝215。

本实施例中的混凝土帆布200制作步骤如下：

a.将三维织物布210放入模具中，并将其放置在振动台上；

b.一边将配好的水泥基复合材料从三维织物布210的网孔面211倒入到三维织物布210中，一边开启振动台，使水泥基复合材料在三维织物布210中密实填充，充满整个纤维丝层；

c.将该网孔面211用万能胶进行密封，防止水泥基材料从网格孔中漏出，形成预制好的未硬化混凝土帆布200。

该三维织物布210包括经向和纬向，本实施例为沿纬向包裹芯管100，包裹的具体步骤如下：

a.将芯管100的外表面110处理干净

b.将混凝土帆布200使用浸渍液进行浸渍以方便粘结芯管100和混凝土帆布200，在本实施例中使用的浸渍液为环氧树脂。

c.混凝土帆布200充分浸渍后,沿纬向采用边卷边压的方式包裹芯管100的外表面110，本实施例中混凝土帆布200绕芯管100铺卷一周。

d.待浸渍液凝固后绑扎固定，得到如图5所示的混凝土帆布复合管1。

混凝土帆布复合管1还包括强化纤维布，在本实施中强化纤维布为碳纤维布300，使用碳纤维布300采用边卷边压的方式包裹混凝土帆布200表层。包裹完成即制作完成混凝土帆布复合管1。

通过对PVC芯管100和浇水对混凝土帆布200进行固化后的以上述芯管100为材料制成的混凝土帆布复合管1分别进行压扁试验、轴压试验和三点弯曲试验，结果如下：

压扁试验：试验材料为内径为104mm、厚度为3mm、长度为100mm的PVC芯管100和以上述芯管100为材料制成的混凝土帆布复合管1。采用2mm/min的速度进行加载，当管内径垂直变形达到3％的载荷值通过ISO 9969试验方法的环刚度计算式得到芯管100的最大载荷为0.239kN，环刚度为5.4S/kPa；混凝土帆布复合管1的最大载荷为1.972kN，环刚度为31.13S/kPa。通过外套混凝土帆布200和碳纤维布300，芯管100的最大载荷和环刚度得到明显提升。

轴压试验：试验材料为内径为104mm、厚度为3mm、长度为60mm的PVC芯管100和以上述芯管100为材料制成的混凝土帆布复合管1。采用0.1kN/s的加载速度进行加载，直至试件被破坏，记录最大载荷。芯管100的平均载荷为25.10kN；混凝土帆布复合管1的平均载荷为75.98kN。通过外套混凝土帆布200和碳纤维布300，芯管100的轴向平均最大载荷得到明显提升。

三点弯曲试验：试验材料为内径为36mm、厚度为2mm、长度为350mm的PVC芯管100和以上述芯管100为材料制成的混凝土帆布复合管1。试验方案参照GB/T1449-2005《纤维增强塑料弯曲性能试验方法》，进行试验测试。试验样品长度为350mm，跨距L为300mm，试验的加载速度为5mm/min。弯曲强度和模量是按复合材料力学的方法进行计算。芯管100的极限挠度为74.41mm，弯曲强度为23.11MPa，弯曲模量为0.129GPa；混凝土帆布复合管1的极限挠度为34.71mm，弯曲强度为72.91MPa，弯曲模量为0.875GPa。通过外套混凝土帆布200和碳纤维布300，芯管100的抗弯承载力提升较大。

混凝土的配比不仅可以为80份725硫铝酸盐水泥和20份石膏粉，也可以为其他比例，或其他成分，只要能够提供进入帆布，且在养护成型后提供一定的强度，不易折裂即可。

通过本发明提供的混凝土帆布复合管1，可以方便混凝土对芯管100的包裹，形成均匀的包裹层，在较低成本的情况下，达到了极大提升芯管100的各方向强度的效果。适合普通埋地排水、排污设置或其他设施的大规模应用。且在外表面110设置碳纤维布300，可以在不影响整体厚度前提下，再次大幅提升性能，达到材料利用放大化的效果。通过使用本发明提供的混凝土帆布复合管1可以在较低成本的前提下解决，混凝土管材脆性大、容易受外界的冲击力破坏、流体阻力大、安装维护成本也比较高，而塑料管材环刚度较低，抗外压能力弱等缺陷。

实施例二。

本实施例提供了一种混凝土帆布复合管1，请参阅图11，这种混凝土帆布复合管1包括芯管100和混凝土帆布200。

请参阅图8，芯管100包括经向的内孔130和芯管100的外表面110。在芯管100的外表面110设置有防滑槽111，防滑槽111包括径向槽和轴向槽，径向槽和轴向槽相互交错形成十字形槽。

请参阅图2、图3和图4，混凝土帆布200包括帆布和水泥粉230，水泥粉230包裹设置在帆布的三维结构内。

在本实施例中水泥粉230由80份725硫铝酸盐水泥和20份硬石膏搅拌混合而成。

在本实施例中帆布为涤纶纤维的三维织物布210，厚度为10mm，上表面为网孔面211，下表面为平布面213，中间为三维分布的纤维单丝215。

请参阅图7，在本实施例中还包括防滑件400，防滑件400包括防滑网410和径插针430，防滑网410与径插针430固定连接，且径插针430的轴向垂直于防滑网410铺平时的平面。

防滑网410包括径向条411和轴向条413，径向条411和轴向条413固定连接形成十字网。防滑网410上的径向条411可插进芯管100的外表面110的径向槽内，相对应的径向槽插入径向槽内时，轴向条413可插进轴向槽。

本实施例中的混凝土帆布200制作步骤如下：

a.将三维织物布210放入模具中，并将其放置在振动台上；

b.一边将配好的水泥基复合材料从三维织物布210的网孔面211倒入到三维织物布210中，一边开启振动台，使水泥基复合材料在三维织物布210中密实填充，充满整个纤维丝层；

c.将该网孔面211用万能胶进行密封，防止水泥基材料从网格孔中漏出，形成预制好的未硬化混凝土帆布200。

该三维织物布210包括经向和纬向，本实施例为沿纬向包裹芯管100，包裹的具体步骤如下：

a.将芯管100的外表面110处理干净，并在外表面110设置防滑槽111。

b.将防滑件400的径插针430插入混凝土帆布200，组合形成待裹件。

c.将待裹件的防滑网410面对准芯管100的外表面110，径向条411对准径向槽，轴向条413对准轴向槽进行包裹。

d.待浸渍液凝固后绑扎固定。

通过防滑件400分别对防滑件400和混凝土帆布200之间相对位置进行固定，以及对防滑件400和芯管100之间相对位置进行固定。可以间接固定芯管100和混凝土帆布200的相对位置。

混凝土帆布复合管1还包括强化纤维布，在本实施中强化纤维布为碳纤维布300，使用碳纤维布300采用边卷边压的方式包裹混凝土帆布200表层。包裹完成即制作完成混凝土帆布复合管1。

请参阅图9和图10，混凝土帆布复合管1还包括法兰500，法兰500包括相对设置的第一面510和第二面530，在第一面510上垂直设置有轴插针550，在第二面530上设置有橡胶圈531，在法兰500的周围还设置有螺栓孔570，螺栓孔570用于螺栓穿过以固定两个法兰500。法兰500中间设置有通孔590用于流体通过。

由于帆布的三维的中间层结构，可将法兰500的轴插针550插入混凝土帆布200中。调整法兰500的通孔590对准芯管100的内孔130，就形成可连接的混凝土帆布复合管1。

混凝土的配比不仅可以为80份725硫铝酸盐水泥和20份石膏粉，也可以为其他比例，或其他成分，只要能够提供进入帆布，且在养护成型后提供一定的强度，不易折裂即可。

通过本发明提供的混凝土帆布复合管1，可以方便混凝土对芯管100的包裹，形成均匀的包裹层，在较低成本的情况下，达到了极大提升芯管100的各方向强度的效果。适合普通埋地排水、排污设置或其他设施的大规模应用。且在外表面110设置碳纤维布300，可以在不影响整体厚度前提下，再次大幅提升性能，达到材料利用放大化的效果。通过使用本发明提供的混凝土帆布复合管1可以在较低成本的前提下解决，混凝土管材脆性大、容易受外界的冲击力破坏、流体阻力大、安装维护成本也比较高，而塑料管材环刚度较低，抗外压能力弱等缺陷。通过插针的方式固定防滑件400和法兰500是混凝土帆布复合管1特有的功能，简单且稳固。在本发明提供的混凝土帆布200为浇水培养成型之前，还具有重量轻易运输的优势。

实施例三。

本实施例提供了一种混凝土帆布复合管1，请参阅图6，这种混凝土帆布复合管1包括芯管100和混凝土帆布200。

请参阅图1，芯管100包括经向的内孔130和芯管100的外表面110。在芯管100的外表面110设置有防滑槽111，防滑槽111包括径向槽和轴向槽，径向槽和轴向槽相互交错形成十字形槽。

请参阅图2、图3和图4，混凝土帆布200包括帆布和水泥粉230，水泥粉230包裹设置在帆布的三维结构内。

在本实施例中水泥粉230由80份725硫铝酸盐水泥和20份硬石膏搅拌混合而成。

在本实施例中帆布为涤纶纤维的三维织物布210，厚度为10mm，上表面为网孔面211，下表面为平布面213，中间为三维分布的纤维单丝215。

在本实施例中还包括防滑件400，防滑件400包括防滑网410和径插针430，防滑网410与径插针430固定连接，且径插针430的轴向垂直于防滑网410铺平时的平面。

防滑网410包括径向条411和轴向条413，径向条411和轴向条413固定连接形成十字网。防滑网410上的径向条411可插进芯管100的外表面110的径向槽内，相对应的径向槽插入径向槽内时，轴向条413可插进轴向槽。

本实施例中的混凝土帆布200制作步骤如下：

a.将三维织物布210放入模具中，并将其放置在振动台上；

b.一边将配好的水泥基复合材料从三维织物布210的网孔面211倒入到三维织物布210中，一边开启振动台，使水泥基复合材料在三维织物布210中密实填充，充满整个纤维丝层；

c.将该网孔面211用万能胶进行密封，防止水泥基材料从网格孔中漏出，形成预制好的未硬化混凝土帆布200。

该三维织物布210包括经向和纬向，本实施例为沿纬向包裹芯管100，包裹的具体步骤如下：

a.将芯管100的外表面110处理干净，并在外表面110设置防滑槽111。

b.将防滑件400的径插针430插入混凝土帆布200，组合形成待裹件。

c.将待裹件的防滑网410面对准芯管100的外表面110，径向条411对准径向槽，轴向条413对准轴向槽进行包裹。

d.待浸渍液凝固后绑扎固定。

通过防滑件400分别对防滑件400和混凝土帆布200之间相对位置进行固定，以及对防滑件400和芯管100之间相对位置进行固定。可以间接固定芯管100和混凝土帆布200的相对位置。

混凝土帆布复合管1还包括强化纤维布，在本实施中强化纤维布为碳纤维布300，使用碳纤维布300采用边卷边压的方式包裹混凝土帆布200表层。包裹完成即制作完成混凝土帆布复合管1。

混凝土帆布复合管1还包括法兰500，法兰500包括相对设置的第一面510和第二面530，在第一面510上垂直设置有轴插针550，在第二面530上设置有橡胶圈531，在法兰500的周围还设置有螺栓孔570，螺栓孔570用于螺栓穿过以固定两个法兰500。法兰500中间设置有通孔590用于流体通过。

由于帆布的三维的中间层结构，可将法兰500的轴插针550插入混凝土帆布200中。调整法兰500的通孔590对准芯管100的内孔130，就形成可连接的混凝土帆布复合管1。

对混凝土帆布200浇水养护成型，通过混凝土的养护成型固定防滑件400上的径插针430和法兰500上的轴插针550。将防滑件400、法兰500以及混凝土帆布200的相对位置进行固定。

混凝土的配比不仅可以为80份725硫铝酸盐水泥和20份石膏粉，也可以为其他比例，或其他成分，只要能够提供进入帆布，且在养护成型后提供一定的强度，不易折裂即可。

通过本发明提供的混凝土帆布复合管1，可以方便混凝土对芯管100的包裹，形成均匀的包裹层，在较低成本的情况下，达到了极大提升芯管100的各方向强度的效果。适合普通埋地排水、排污设置或其他设施的大规模应用。且在外表面110设置碳纤维布300，可以在不影响整体厚度前提下，再次大幅提升性能，达到材料利用放大化的效果。通过使用本发明提供的混凝土帆布复合管1可以在较低成本的前提下解决，混凝土管材脆性大、容易受外界的冲击力破坏、流体阻力大、安装维护成本也比较高，而塑料管材环刚度较低，抗外压能力弱等缺陷。通过插针的方式固定防滑件400和法兰500是混凝土帆布复合管1特有的功能，简单且稳固。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种混凝土帆布复合管，其特征在于，包括芯管、混凝土帆布和强化纤维布；

所述混凝土帆布包括帆布和水泥粉；

所述帆布为三维织物布，所述水泥粉包裹设置在所述帆布的三维结构内；

所述混凝土帆布包裹所述芯管；

所述强化纤维布包裹所述混凝土帆布外层；

所述帆布由涤纶纤维制成，所述帆布包括平布面和相对设置的网孔面，以及填充在所述平布面及所述网孔面之间的三维分布的纤维单丝，所述混凝土帆布还包括胶体，所述胶体密封所述网孔面的网孔；

所述混凝土帆布复合管还包括强化纤维布，使用强化纤维布时采用边卷边压的方式包裹混凝土帆布表层，包裹完成即制作完成；

所述的混凝土帆布复合管，还包括法兰，所述法兰上设置有用于插入所述混凝土帆布的轴插针，所述法兰上远离所述轴插针端头的一面设置有橡胶圈；

所述的混凝土帆布复合管，还包括防滑件，所述防滑件包括防滑网，以及用于插入所述混凝土帆布的径插针，所述防滑网与所述径插针固定连接；

所述的混凝土帆布复合管防滑网包括固定连接的径向条和轴向条；

所述的混凝土帆布复合管的芯管外表面设置有用于与所述防滑网配合的防滑槽，所述防滑槽与所述防滑网配合可阻止所述防滑网与所述芯管的相对位移；

所述的混凝土帆布复合管的帆布沿纬向包裹所述芯管；

所述的混凝土帆布复合管的强化纤维布为玻璃纤维布和/或碳纤维布；

所述的混凝土帆布复合管的芯管为塑胶芯管或金属芯管；

所述混凝土帆布制作方法为：a.将三维织物布放入模具中，并将其放置在振动台上，b.一边将配好的水泥基复合材料从三维织物布的网孔面倒入到三维织物布中，一边开启振动台，使水泥基复合材料在三维织物布中密实填充，充满整个纤维丝层；c.将该网孔面用万能胶进行密封，防止水泥基材料从网格孔中漏出，形成预制好的未硬化混凝土帆布；

所述混凝土帆布复合管的制作方法为：a.将芯管的外表面处理干净，b.将混凝土帆布使用浸渍液进行浸渍以方便粘结芯管和混凝土帆布，c.混凝土帆布充分浸渍后，沿纬向采用边卷边压的方式包裹芯管的外表面，d.待浸渍液凝固后绑扎固定，得到混凝土帆布复合管。

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