CN111377696A - 一种高韧性纤维砂浆塑料管复合声测管及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高韧性纤维砂浆塑料管复合声测管及制备方法，包括一个声测管主体和一个外套管，所述声测管主体包括塑料管和复合在塑料管外表面上的高韧性纤维砂浆层，所述外套管套装在声测管主体的一端。所述外套管的管壁上有四道凸筋，凸筋的凹面内装有橡胶密封圈。本发明采用高韧性纤维砂浆复合塑料管作为声测管的主体部分，使其具有高韧性、高强度、高抗裂性、高抗拉性和高抗压性，完全满足声测管受力要求。另外采用外套管在厂内安装，然后在施工现场现场利用手提式智能化电动液压钳进行挤压完成连接的方式，确保了接头连接质量。减少了漏水的概率。

Description

一种高韧性纤维砂浆塑料管复合声测管及制备方法

技术领域

本发明涉及一种建设工程领域基桩检测领域，具体涉及一种高韧性纤维砂浆塑料管复合声测管及制备方法。

背景技术

建筑物基础施工中，对于桩基的检测，规范要求采用超声波透射法检测桩基的质量。声测管是预埋在灌注桩内的通道，用于供超声波检测时便于设备的探头通过该通道进入桩身内部。

目前，用于基桩检测的声测管，设计上一般采用1.8毫米壁厚的薄壁钢管声测管，和3.0毫米的厚壁声测管，施工单位招标时常采用按米计量的方式，在招标的时候，声测管供应商均采取报低价，减少壁厚的方式来竞争，设计上如采用1.8壁厚的，供应商一般供货到现场的壁厚，只有1.0、1.2、1.5毫米的壁厚，工地上经常出现堵管现象，使得桩基无法完成超声检测，需采取补救措施，利用地质钻机取芯检查桩基的完整性，既造成损失，又耽误工期。

薄壁声测管相对厚壁声测管成本低，因偷工减料的影响，加上现场接头采用手动液压钳挤压接头，工人操作的随意性大，因而质量无法保证。

厚壁钢管声测管，成本高，重量重，一次运输数量少，工人操作费力，且一端需现场焊接，人为影响因素大，质量很难保证，经常出现堵管现象。

另外，以上两种都不同程度上存在着以下问题：

1、抗腐蚀性比较差，不利于运输和存放；

2、施工单位需求的厚度不一致，需按订单生产，需要的加工周期较长，生产厂家不能大规模生产；

3、厚壁声测管重量重，费工费时，厚壁钢管声测管采用现场焊接的方式，接头连接受人为因数影响比较大，无法确保质量；

4、薄壁声测管和厚壁钢管声测管，按设计要求施工，成本均高；

5、尤其在地质条件比较恶劣、受力条件比较复杂的情况下，抗裂、抗拉和抗压性能比较差，不能满足桩基检测的要求。

考虑到声测管属于一次性的使用特性，在施工过程中能抗撞，不变形，接头连接牢靠，运输和安装时不发生折弯，预埋在基桩混凝土中，满足受力要求，不漏水，就能满足要求。因此，如何研究出成本低、又能够解决上述问题的声测管，必须在原料、结构和工艺上都予以突破。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：克服现有技术中存在的问题，提供一种结构合理、自重轻、成本较低，且具有较好的机械力学性能，完全满足声测管受力要求的声测管，以满足恶劣地质条件下进行桩基检测的要求。

本发明的目的是这样实现的。

本发明提供了一种高韧性纤维砂浆塑料管复合声测管，包括一个声测管主体、两个内套管和一个外套管，所述声测管主体包括塑料管和复合在塑料管外表面上的高韧性纤维砂浆层，所述高韧性纤维砂浆层的层厚为2mm～4mm，所述塑料管的壁厚为0.5mm～1.5mm；

所述外套管套装在声测管主体的一端，设外套管的长度为L1，外套管套装在声测管主体一端的长度为L1/2；两个内套管从声测管主体的两端，分别插入声测管主体的管筒中，内套管一端的端面与声测管主体的端面平齐，另一端有缩径，在内套管和声测管主体的接触面上涂有粘结剂；

所述外套管的管壁上有四道向外凸起的筋，记为凸筋，凸筋的凹面内装有橡胶密封圈。

优选地，所述塑料管为聚乙烯塑料粒子通过挤塑机挤塑而成，塑料管的内径为5cm～5.5cm。

优选地，所述内套管和外套管均为高频焊管，内套管厚度为0.8mm～2.0mm，外套管厚度为1.0mm～2.0mm。

优选地，所述塑料管和高韧性纤维砂浆层的接触面上涂有粘结剂。

优选地，所述粘结剂为热熔胶。

优选地，所述外套管的长度L1为10cm～16cm，所述声测管主体的长度为6m～12m，所述内套管的长度为L2，L2为7cm～12cm，其中缩径部分长度为2cm。

优选地，所述高韧性纤维砂浆层的材质为普通硅酸盐水泥、水、精制砂、粉煤灰、硅粉、偏高岭土、可再分散乳胶粉、纤维、羟丙基甲基纤维素、铝酸盐水泥、改性澎润土、聚羧酸减水剂混合而成的高韧性纤维砂浆，其重量百分比按照前述材料的排布顺序依次比为：20％～35％，13％～20％，20％～35％，15％～25％，0.5％～1.5％，1.5％～3％，1.5％～3％，1.5％～6％，0.03％～0.15％，0.2％～2.0％，0.02％～0.15％，0.1％～0.35％，其中，所述纤维为碳纤维、聚乙烯醇纤维、玄武岩纤维中的一种或者两种以上的组合，所述精制砂的粒径为0.01mm～1.5mm。

本发明还提供了一种高韧性纤维砂浆塑料管复合声测管的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，利用挤塑机挤出塑料管；

步骤2，在塑料管外表面上涂一层粘结剂，以保证塑料管和高韧性纤维砂浆层结合得更牢固；

步骤3，按照配比严格称取所需的原料，进行混合后制成粉状体，再加水搅拌成高韧性纤维砂浆；

步骤4，制作12.5m～14m的平台，在平台上安装滑道，将步骤1得到的塑料管放在位于滑道之上的平车上，平车上有3～8个支点，以防塑料管下弯，塑料管子的两头带内扩夹具；

步骤5，滑道旁边安装2～6台3D打印机，3D打印机喷出位置带有刮刀，刮刀为半圆形，起整平的作用；

步骤6，将搅拌好的高韧性纤维砂浆放人储料斗中，采用数控装置，一边纵向移动塑料管，一边涂粘结剂，一边通过打印机喷出高韧性纤维砂浆，刮刀紧跟着刮平；同时，每完成一个声测管长度的打印，通过内扩夹具沿塑料管的周向转动一次塑料管，直至完成高韧性纤维砂浆在整个塑料管上的复合，得到声测管主体；

整个过程采用全自动数控操作，以保证高韧性纤维砂浆厚薄均匀地复合在塑料管上；

步骤7，在两个内套管外壁表面涂上粘结剂，并分别插入声测管主体的两端，内套管没有缩径的一端的端面与声测管主体的端面平齐；

步骤8，在外套管的凸筋的凹面内安装橡胶密封圈，然后将外套管的1/2长度部分套装在两端已插入内套管的声测管主体的一端，通过智能化电动液压钳进行挤压，使外套管紧密结合在声测管主体上，即外套管、声测管主体以及内套管通过电动液压钳挤压连接为一体，从而完成一种高韧性纤维砂浆塑料管复合声测管产品的制备。

本发明的有益效果在于：

1、采用高韧性纤维砂浆塑料管作为声测管的主体部分，使其具有高韧性、高强度、高抗裂性、高抗拉性和高抗压性，完全满足声测管受力要求。

根据实验数据表明，高韧性纤维砂浆标准试件抗压强度比普通混凝土高10％至40％，高韧性纤维砂浆的拉伸变形能力是普通砂浆拉伸变形能力的50至750％，具有高韧性，不易产生裂缝，满足声测管的受力要求。

具体的说，高韧性纤维砂浆具有高韧性(阻裂)、高抗渗性、高抗冲击性和高抗拉性。其中，具有高韧性可以阻止水泥机体中原有缺陷(微裂缝)的扩展，并有效延缓新裂缝的产生；具有高抗渗性可以通过阻裂提高水泥基体的密实性，阻止外界水分侵入；高抗冲击性指可以显著提高基体耐受形的能力，从而改善其韧性和抗冲击性；所述高抗拉性可以在使用高强性模量纤维的前提下，显著提高基体抗拉强度。

2、采用塑料管作为高韧性纤维砂浆塑料管复合声测管的内层管道，可以克服高频焊管焊接裂缝和漏洞缺陷，且可以起到内模具的作用，有利于3D打印机进行打印。

3、在高韧性纤维砂浆层与塑料管的接触面上涂抹粘结剂，使得高韧性纤维砂浆层与塑料管结合成一个整体，提高了高韧性纤维砂浆塑料管复合声测管的抗变形和受力能力。另外在声测管主体和内套管的接触面上涂抹粘结剂，使得内套管与声测管主体之间不易脱落。

4、高韧性纤维砂浆塑料管复合声测管采用内套管，可以增加因采用电动液压钳而增加的压力，同时电动液压钳钳头上的齿在外套管和内套管留下齿印，使二者更好地咬合在一起，有效地减少了声测管接头漏水的概率。

5、外套管在厂内安装，采用电动液压钳进行挤压，在现场采用手提式智能化电动液压钳进行挤压，确保了接头连接质量。

6、外套管在出厂时已经一端连接完毕，增强了连接的稳固性。具体的，在施工现场只需要采用手提式智能化电动液压钳进行另一端连接，不但方便施工，而且解决了声测管漏水的两大主要原因之一，即确保接头处不漏水。

7、高韧性纤维砂浆塑料管复合声测管在满足声测管各项性能的前提下，能有效地降低声测管的使用成本，既保证了质量，又减低了声测管的成本。

附图说明

图1为本发明高韧性纤维砂浆塑料管复合声测管整体结构示意图。

图2为本发明实施例中二个高韧性纤维砂浆塑料管复合声测管产品的连接示意图。

其中，1、声测管主体；2、内套管；3、外套管；4、砂浆层；5、塑料管；6、粘结剂；7、凸筋；8、橡胶密封圈。

具体实施方式

图1为本发明高韧性纤维砂浆塑料管复合声测管整体结构示意图。

由该图可见，本发明一种高韧性纤维砂浆塑料管复合声测管，包括一个声测管主体1、两个内套管2和一个外套管3，所述声测管主体1包括塑料管5和复合在塑料管外表面上的高韧性纤维砂浆层4，所述高韧性纤维砂浆层4的层厚为2mm～4mm，所述塑料管5的壁厚为0.5mm～1.5mm。

在本实施例中，所述塑料管6和高韧性纤维砂浆层4的接触面上涂有粘结剂6。所述塑料管5为聚乙烯塑料粒子通过挤塑机挤塑而成，塑料管5的内径为5cm～5.5cm。所述内套管2和外套3管均为高频焊管，内套管2厚度为0.8mm～2.0mm，外套管3厚度为1.0mm～2.0mm。

所述外套管3套装在声测管主体1的一端，设外套管3的长度为L1，外套管3套装在声测管主体1一端的长度为L1/2；如图1所示，两个内套管2从声测管主体1的两端，分别全部插入声测管主体1的管筒中，内套管2一端的端面与声测管主体1的端面平齐，另一端有缩径，在内套管2和声测管主体1的接触面上涂有粘结剂6。

所述外套管3的管壁上有四道向外凸起的筋，记为凸筋7，凸筋的凹面内装有橡胶密封圈8。该凸筋7可以防止纤维砂浆层表面不平整，该橡胶密封圈8挤压后变形，可以确保不漏水。

在本实施例中，所述外套管3的长度L1为10cm～16cm，所述声测管主体1的长度为6m～12m，所述内套管3的长度为L2，L2为7cm～12cm，其中缩径部分长度为2cm。所述粘结剂6为热熔胶。

在本实施例中，所述高韧性纤维砂浆层4的材质为普通硅酸盐水泥、水、精制砂、粉煤灰、硅粉、偏高岭土、可再分散乳胶粉、纤维、羟丙基甲基纤维素、铝酸盐水泥、改性澎润土、聚羧酸减水剂混合而成的高韧性纤维砂浆，其重量百分比按照前述材料的排布顺序依次比为：20％～35％，13％～20％，20％～35％，15％～25％，0.5％～1.5％，1.5％～3％，1.5％～3％，1.5％～6％，0.03％～0.15％，0.2％～2.0％，0.02％～0.15％，0.1％～0.35％。其中，所述纤维为碳纤维、聚乙烯醇纤维、玄武岩纤维中的一种或者两种以上的组合。所述精制砂的粒径为0.01mm～1.5mm。具体的，在0.01mm～0.2mm之间按照自然级配筛分取料。

本发明还提供了一种高韧性纤维砂浆塑料管复合声测管的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，利用挤塑机挤出塑料管5；

步骤2，在塑料管5外表面上涂一层粘结剂6，以保证塑料管5和高韧性纤维砂浆层4结合得更牢固；

步骤3，按照配比严格称取所需的原料，进行混合后制成粉状体，再加水搅拌成高韧性纤维砂浆；

步骤4，制作12.5m～14m的平台，在平台上安装滑道，将步骤1得到的塑料管5放在位于滑道之上的平车上，平车上有3～8个可以转动轮子的支点，以防塑料管5下弯，塑料管5的两头带内扩夹具；

步骤5，滑道旁边安装2～6台3D打印机，3D打印机喷出位置带有刮刀，刮刀为半圆形，起整平的作用；

步骤6，将搅拌好的高韧性纤维砂浆放人储料斗中，采用数控装置，一边纵向移动塑料管5，一边涂粘结剂，一边通过3打印机喷出高韧性纤维砂浆，刮刀紧跟着刮平；同时，每完成一个声测管长度的打印，通过内扩夹具沿塑料管的周向转动一次塑料管5，直至完成高韧性纤维砂浆在整个塑料管5上的复合，得到声测管主体；

整个过程采用全自动数控操作，以保证高韧性纤维砂浆厚薄均匀地复合在塑料管5上；

步骤7，在两个内套管2外壁表面涂上粘结剂6，并分别插入声测管主体1的两端，内套管2没有缩径的一端的端面与声测管主体2的端面平齐；

步骤8，在外套管3的凸筋7的凹面内安装橡胶密封圈，然后将外套管3的1/2长度部分套装在两端已插入内套管2的声测管主体1的一端，通过智能化电动液压钳进行挤压，使外套管3紧密结合在声测管主体1上，即外套管3、声测管主体1以及内套管2通过电动液压钳挤压连接为一体，从而完成一种高韧性纤维砂浆塑料管复合声测管产品的制备。热熔胶的涂复温度与步骤2相同。在挤压过程中，热熔胶冷却后收缩，使声测管主体1和外套管2之间的连接更加紧密，提高了接头的可靠性。

具体的，本实施例中，所述粘结剂6为热熔胶。热熔胶涂复在内套管2外壁的涂复温度为80-120℃。所述内套管2的外径略小于声测管主体1的内径。先在两个内套管2的外表面上涂抹热熔胶，然后两个内套管2分别全部插入声测管主体1，使内套管2紧密地结合在声测管主体1的管筒内。接着，在外套管3的凸筋7的凹面内安装橡胶密封圈，然后将外套管3的1/2长度部分套装在声测管主体1的一端，通过智能化电动液压钳进行挤压，使外套管3紧密结合在声测管主体1上，完成一种高韧性纤维砂浆塑料管复合声测管产品的制作。

在本实施例中，外套管3上的4道凸筋7的分布为：将外套管3的长度L1分为3等分，中间L1/3部分无凸筋，4道凸筋均匀分布在外套管3两端的两个L1/3处。

图2为本发明实施例中二个高韧性纤维砂浆塑料管复合声测管产品的连接示意图。由图2可见，在现场施工时，先在一个高韧性纤维砂浆塑料管复合声测管产品中外套管3的凸筋7的凹面内安装橡胶密封圈，然后将该外套管3套装在另一个高韧性纤维砂浆塑料管复合声测管产品的声测管主体1上没有外套管3的一端，然后利用手提式智能化电动液压钳挤压套装部分的外套管3，使得该外套管3因挤压变形的作用紧密地复合在另一个声测管主体1上，完成了两个高韧性纤维砂浆钢管复合声测管产品的连接。不但方便施工，而且解决了声测管漏水的主要原因之一，即采用多种措施保护，确保接头处不漏水。

Claims (8)

1.一种高韧性纤维砂浆塑料管复合声测管，其特征在于，包括一个声测管主体、两个内套管和一个外套管，所述声测管主体包括塑料管和复合在塑料管外表面上的高韧性纤维砂浆层，所述高韧性纤维砂浆层的层厚为2mm～4mm，所述塑料管的壁厚为0.5mm～1.5mm；

所述外套管套装在声测管主体的一端，设外套管的长度为L1，外套管套装在声测管主体一端的长度为L1/2；两个内套管从声测管主体的两端，分别全部插入声测管主体的管筒中，内套管一端的端面与声测管主体的端面平齐，另一端有缩径，在内套管和声测管主体的接触面上涂有粘结剂；

所述外套管的管壁上有四道向外凸起的筋，记为凸筋，凸筋的凹面内装有橡胶密封圈。

2.根据权利要求1所述的一种高韧性纤维砂浆塑料管复合声测管，其特征在于，所述塑料管为聚乙烯塑料粒子通过挤塑机挤塑而成，塑料管的内径为5cm～5.5cm。

3.根据权利要求1所述的一种高韧性纤维砂浆塑料管复合声测管，其特征在于，所述内套管和外套管均为高频焊管，内套管厚度为0.8mm～2.0mm，外套管厚度为1.0mm～2.0mm。

4.根据权利要求1所述的一种高韧性纤维砂浆塑料管复合声测管，其特征在于，所述塑料管和高韧性纤维砂浆层的接触面上涂有粘结剂。

5.根据权利要求1或4所述的一种高韧性纤维砂浆塑料管复合声测管，其特征在于，所述粘结剂为热熔胶。

6.根据权利要求1所述的一种高韧性纤维砂浆塑料复合声测管，其特征在于，所述外套管的长度L1为10cm～16cm，所述声测管主体的长度为6m～12m，所述内套管的长度为L2，L2为7cm～12cm，其中缩径部分长度为2cm。

7.根据权利要求1所述的一种高韧性纤维砂浆塑料管复合声测管，其特征在于，所述高韧性纤维砂浆层的材质为普通硅酸盐水泥、水、精制砂、粉煤灰、硅粉、偏高岭土、可再分散乳胶粉、纤维、羟丙基甲基纤维素、铝酸盐水泥、改性澎润土、聚羧酸减水剂混合而成的高韧性纤维砂浆，其重量百分比按照前述材料的排布顺序依次比为：20％～35％，13％～20％，20％～35％，15％～25％，0.5％～1.5％，1.5％～3％，1.5％～3％，1.5％～6％，0.03％～0.15％，0.2％～2.0％，0.02％～0.15％，0.1％～0.35％，其中，所述纤维为碳纤维、聚乙烯醇纤维、玄武岩纤维中的一种或者两种以上的组合，所述精制砂的粒径为0.01mm～1.5mm。

8.根据权利要求1所述的一种高韧性纤维砂浆塑料管复合声测管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，利用挤塑机挤出塑料管；

步骤2，在塑料管外表面上涂一层粘结剂，以保证塑料管和高韧性纤维砂浆层结合得更牢固；

步骤3，按照配比严格称取所需的原料，进行混合后制成粉状体，再加水搅拌成高韧性纤维砂浆；

步骤4，制作12.5m～14m的平台，在平台上安装滑道，将步骤1得到的塑料管放在位于滑道之上的平车上，平车上有3～8个支点，以防塑料管下弯，塑料管子的两头带内扩夹具；

步骤5，滑道旁边安装2～6台3D打印机，3D打印机喷出位置带有刮刀，刮刀为半圆形，起整平的作用；

步骤6，将搅拌好的高韧性纤维砂浆放人储料斗中，采用数控装置，一边纵向移动塑料管，一边涂粘结剂，一边通过3打印机喷出高韧性纤维砂浆，刮刀紧跟着刮平；同时，每完成一个声测管长度的打印，通过内扩夹具沿塑料管的周向转动一次塑料管，直至完成高韧性纤维砂浆在整个塑料管5上的复合，得到声测管主体；

整个过程采用全自动数控操作，以保证高韧性纤维砂浆厚薄均匀地复合在塑料管上；

步骤7，在两个内套管外壁表面涂上粘结剂，并分别全部插入声测管主体的两端，内套管没有缩径的一端的端面与声测管主体的端面平齐；

步骤8，在外套管的凸筋的凹面内安装橡胶密封圈，然后将外套管的1/2长度部分套装在两端已插入内套管的声测管主体的一端，通过智能化电动液压钳进行挤压，使外套管紧密结合在声测管主体上，即外套管、声测管主体以及内套管通过电动液压钳挤压连接为一体，从而完成一种高韧性纤维砂浆塑料管复合声测管产品的制备。

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