CN112032417A - 一种玻璃钢内衬混凝土复合管及制备方法 - Google Patents

一种玻璃钢内衬混凝土复合管及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种玻璃钢内衬混凝土复合管及制备方法，其复合管包括玻璃钢内管、套设在所述玻璃钢内管外部的混凝土外管，所述玻璃钢内管外壁上等距设有若干个环状的砂石凸齿，两个相邻的砂石凸齿之间构成了凹槽A，所述混凝土外管内壁上设有与所述砂石凸齿能够咬合的凹槽B，其与两个所述凹槽B之间设有与所述凹槽A能够咬合的凸齿。本发明的制备方法主要包括制衬工序、缠绕工序、包砂工序、混凝土浇筑、整与脱模。通过本发明制备的玻璃钢内衬混凝土复合管通过结构的简单改进，即可在原有的不稳定的界面结合的基础上，通过砂石凸齿与凹槽的咬合连接来产品的结构结合力，以此进一步地增强玻璃钢内管与混凝土外管的结合，保证及延长产品的使用寿命。

Description

一种玻璃钢内衬混凝土复合管及制备方法
技术领域
本发明涉及管道技术领域，具体涉及一种玻璃钢内衬混凝土复合管及制备方法。
背景技术
城市中铺设给排水管道或其他液体输送管道，为了减少对地面设施的破坏，通常采用顶管机将一段一段输水管在地下往前顶进铺设而成，这种施工方式虽然对地表没有破坏，但对输水管的强度要求却很高，而同时输水管还要承受高内压，以满足高压力输水之用。
现有技术中通常使用的钢筋混凝土玻璃钢复合管，其内衬是玻璃钢层，在玻璃钢层的外面包裹有钢筋混凝土层，但是由于玻璃钢的主体材料为有机树脂，而其与混凝土的热膨胀系数相差较大，所以导致玻璃钢内衬混凝土复合管在受热时，其可能会导致玻璃钢层与混凝土层相接触界面受力过大而导致两相脱离，进而影响到其结构、性能及使用，而这种管材一般多用于顶管，其对整体结构及性能要求会更为严格，且此种管材多埋在地底，不易开挖维修，因此需要加强玻璃钢层与混凝土层的结合。
发明内容
因此，基于以上背景，本发明对现有的技术进行改进，提供一种结构简单、合理，结合更为牢固的玻璃钢内衬混凝土复合管，并提供一种制备玻璃钢内衬混凝土复合管的制备方法。
本发明提供的技术方案为：
一种玻璃钢内衬混凝土复合管，其包括玻璃钢内管、套设在所述玻璃钢内管外部的混凝土外管，所述玻璃钢内管外壁上等距设有若干个环状的砂石凸齿，两个相邻的砂石凸齿之间构成了凹槽A，所述混凝土外管内壁上设有与所述砂石凸齿能够咬合的凹槽B，其与两个所述凹槽B之间设有与所述凹槽A能够咬合的凸齿。
进一步地，所述砂石凸齿的宽度为25公分，所述凹槽A的宽度为5公分。
进一步地，所述砂石凸齿为通过包砂工艺制备而成。
进一步地，所述玻璃钢内管为夹砂玻璃钢。
进一步地，所述砂石凸齿的砂石为石英砂。
进一步地，所述混凝土外管内浇筑有加强钢筋。
本发明还提供一种玻璃钢内衬混凝土复合管的制备方法，制备上述的玻璃钢内衬混凝土复合管的制备步骤如下：
(1)制衬工序：提供一内模，在该内模外表面形成玻璃钢内衬层，然后将其进行红外线深度固化；
(2)缠绕工序：
a、待步骤(1)的玻璃钢内衬层深度固化后，将浸润有树脂的玻璃纤维缠绕至玻璃刚内衬层上形成达到一定厚度的缠绕层；
如果是权利要求5所述的夹砂玻璃钢，还需要在完成缠绕层的缠绕后，再继续将石英砂与树脂混合搅拌而成的树脂砂浆缠绕至上述的缠绕层上形成夹砂层；
b、待步骤a缠绕层或夹砂层缠绕完成后，用缠绕纱缠绕在缠绕层或夹砂层上形成外纤维缠绕层；
(3)包砂工序：在上述的步骤制备的外纤维缠绕层上等距铺上网格衬，然后在网格衬上采用包砂网格布将砂石包裹附着在外纤维缠绕层，然后将其进行红外深度固化，待缠绕层或夹砂层、外纤维缠绕层完全固化后，套设在内模上的即为玻璃钢内管，等距分布在玻璃钢内管外表面上的呈锯齿状的凸起即为砂石凸齿；
(4)混凝土浇筑：提供一外模，将内模及玻璃钢内管移动至外模中，并将该外模和内模的底面紧固在一起，然后在玻璃钢内管与外模之间浇筑混凝土；
如果是权利要求6的复合管，在混凝土固化前，需要在混凝土里放置钢筋；
(5)修整与脱模：待混凝土固化后，对管道进行修整后，依次拆除内模和外模，脱出的即为玻璃钢内衬混凝土复合管。
进一步地，步骤(1)在制衬之前，需要在内膜缠绕聚酯薄膜；在制衬过程中，需用压辊(毛滚和气泡滚)反复滚压赶出气泡并做到玻璃纤维完全浸透，所制备的玻璃钢内衬层的树脂含量高于65％以上，厚度不低于2mm；
进一步地，步骤(2)中的树脂砂浆的树脂的重量含量在28％-30％，且其由大张力的裹砂材料环向进行密实缠绕，直至达到所需厚度分离夹砂器；夹砂层在缠绕前，石英砂需保证完全浸透。
进一步地，步骤(2)中缠绕层的树脂重量含量在35％左右。
采取上述方案，其实现的有益效果为：
通过本发明的制备方法制备的玻璃钢内衬混凝土复合管，通过对结构的简单改进，即可在原有的不稳定的界面结合的基础上，通过砂石凸齿与凹槽的咬合连接，进而可增加产品的结构结合力，以此可实现进一步地增强玻璃钢内管与混凝土外管的结合；且设有的与混凝土亲和力更强的砂石凸齿，一方面可增加玻璃钢内管与混凝土外管的界面结合，另一方面由于膨胀系数相近，进而可减少由于膨胀系数不同而导致的热应力的影响。
本发明的复合管通过简单的结构，从多角度来增强玻璃钢内管与混凝土外管的两相结合力，实现了轻微的线膨胀系数受到咬合结构的限制，进而可避免两相界面分离对性能的影响，以此保证及延长产品的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的剖面结构示意图；
图2为本发明的玻璃钢内管的结构示意图；
图3为本发明的混凝土外管的结构示意图。
图中：1-玻璃钢内管；2-混凝土外管；3-砂石凸齿；4-凹槽A；5-凸齿；6-凹槽B。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
实施例1：根据图1至图3所示的一种玻璃钢内衬混凝土复合管，其包括玻璃钢内管1、套设在所述玻璃钢内管1外部的混凝土外管2，所述玻璃钢内管1外壁上等距设有若干个环状的砂石凸齿3，两个相邻的砂石凸齿3之间构成了凹槽A4，所述混凝土外管2内壁上设有与所述砂石凸齿3能够咬合的凹槽B6，其与两个所述凹槽B6之间设有与所述凹槽A4能够咬合的凸齿5。
所述砂石凸齿3的宽度为25公分，所述凹槽A4的宽度为5公分。
所述砂石凸齿3为通过包砂工艺制备而成，砂石凸齿与混凝土材质一致，其膨胀系数与混凝土的膨胀系数接近，以此可减少膨胀系数而对界面结合力的影响。
所述玻璃钢内管1为夹砂玻璃钢。
所述砂石凸齿3的砂石为石英砂。
所述混凝土外管2内浇筑有加强钢筋。
上述的玻璃钢内衬混凝土复合管通过以下步骤进行制备：
(1)制衬工序：提供一内模，在该内模上缠绕聚酯薄膜，在该内模外表面形成玻璃钢内衬层，在制衬过程中，需用压辊(毛滚和气泡滚)反复滚压赶出气泡并做到玻璃纤维完全浸透，然后将其进行红外线深度固化；所制备的玻璃钢内衬层的树脂含量高于65％以上，厚度不低于2mm。
(2)缠绕工序：
a、待步骤(1)的玻璃钢内衬层深度固化后，将浸润有树脂的玻璃纤维缠绕至玻璃刚内衬层上形成达到一定厚度的缠绕层；在完成缠绕层的缠绕后，再继续将石英砂与树脂混合搅拌而成的树脂砂浆缠绕至上述的缠绕层上形成夹砂层；其中缠绕层的树脂重量含量在35％左右，树脂砂浆的树脂的重量含量在 28％-30％，且其由大张力的裹砂材料环向进行密实缠绕，直至达到所需厚度分离夹砂器；夹砂层在缠绕前，石英砂需保证完全浸透。
b、待步骤a缠绕层或夹砂层缠绕完成后，用缠绕纱缠绕在缠绕层或夹砂层上形成外纤维缠绕层；
(3)包砂工序：在上述的步骤对的外纤维缠绕层上等距铺上网格衬，然后在网格衬上采用包砂网格布将砂石包裹附着在外纤维缠绕层，然后将其进行红外深度固化，待缠绕层或夹砂层、外纤维缠绕层完全固化后，套设在内模上的即为玻璃钢内管，等距分布在玻璃钢内管外表面上的呈锯齿状的凸起即为砂石凸齿；
(4)混凝土浇筑：提供一外模，将内模及玻璃钢内管移动至外模中，并将该外模和内模的底面紧固在一起，然后在玻璃钢内管与外模之间浇筑混凝土，在混凝土固化前混凝土里放置若干根环形钢筋；
(5)修整与脱模：待混凝土固化后，对管道进行修整后，依次拆除内模和外模，脱出的即为玻璃钢内衬混凝土复合管。
本发明制备的玻璃钢内管1上的砂石凸齿3与凹槽B6、凸齿5与凹槽A4相配合咬合连接，以此可在增加玻璃钢内管1与混凝土外管2的结构结合力，可减少本发明在因热膨胀系数不同而引起的热应力对界面结合的影响，且通过同材质的砂石凸齿3与混凝土的亲和力，可增强其界面结合力，本发明通过简单的结构的改进，即实现了增强玻璃钢内管1与混凝土外管2的结合，使得其之间不易分裂，保证其性能，且保证及延长复合管的使用寿命。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种玻璃钢内衬混凝土复合管，其特征在于，其包括玻璃钢内管(1)、套设在所述玻璃钢内管(1)外部的混凝土外管(2)，所述玻璃钢内管(1)外壁上等距设有若干个环状的砂石凸齿(3)，两个相邻的砂石凸齿(3)之间构成了凹槽A(4)，所述混凝土外管(2)内壁上设有与所述砂石凸齿(3)能够咬合的凹槽B(6)，其与两个所述凹槽B(6)之间设有与所述凹槽A(4)能够咬合的凸齿(5)。
2.根据权利要求1所述的一种玻璃钢内衬混凝土复合管，其特征在于，所述砂石凸齿(3)的宽度为25公分，所述凹槽A(4)的宽度为5公分。
3.根据权利要求1所述的一种玻璃钢内衬混凝土复合管，其特征在于，所述砂石凸齿(3)为通过包砂工艺制备而成。
4.根据权利要求1所述的一种玻璃钢内衬混凝土复合管，其特征在于，所述玻璃钢内管(1)为夹砂玻璃钢。
5.根据权利要求1所述的一种玻璃钢内衬混凝土复合管，其特征在于，所述砂石凸齿(3)的砂石为石英砂。
6.根据权利要求1所述的一种玻璃钢内衬混凝土复合管，其特征在于，所述混凝土外管(2)内浇筑有加强钢筋。
7.一种玻璃钢内衬混凝土复合管的制备方法，其特征在于，制备权利要求1至权利要求6任一项的复合管,其制备步骤如下：
(1)制衬工序：提供一内模，在该内模外表面形成玻璃钢内衬层，然后将其进行红外线深度固化；
(2)缠绕工序：
a、待步骤(1)的玻璃钢内衬层深度固化后，将浸润有树脂的玻璃纤维缠绕至玻璃刚内衬层上形成达到一定厚度的缠绕层；
如果是权利要求5所述的夹砂玻璃钢，还需要在完成缠绕层的缠绕后，再继续将石英砂与树脂混合搅拌而成的树脂砂浆缠绕至上述的缠绕层上形成夹砂层；
b、待步骤a缠绕层或夹砂层缠绕完成后，用缠绕纱缠绕在缠绕层或夹砂层上形成外纤维缠绕层；
(3)包砂工序：在上述的步骤制备的外纤维缠绕层上等距铺上网格衬，然后在网格衬上采用包砂网格布将砂石包裹附着在外纤维缠绕层，然后将其进行红外深度固化，待缠绕层或夹砂层、外纤维缠绕层完全固化后，套设在内模上的即为玻璃钢内管，等距分布在玻璃钢内管外表面上的呈锯齿状的凸起即为砂石凸齿；
(4)混凝土浇筑：提供一外模，将内模及玻璃钢内管移动至外模中，并将该外模和内模的底面紧固在一起，然后在玻璃钢内管与外模之间浇筑混凝土；
如果是权利要求6的复合管，在混凝土固化前，需要在混凝土里放置钢筋；
(5)修整与脱模：待混凝土固化后，对管道进行修整后，依次拆除内模和外模，脱出的即为玻璃钢内衬混凝土复合管。
8.根据权利要求7所述的一种玻璃钢内衬混凝土复合管的制备方法，其特征在于，步骤(1)在制衬之前，需要在内膜缠绕聚酯薄膜；在制衬过程中，需用压辊(毛滚和气泡滚)反复滚压赶出气泡并做到玻璃纤维完全浸透，所制备的玻璃钢内衬层的树脂含量高于65％以上，厚度不低于2mm。
9.据权利要求7所述的一种玻璃钢内衬混凝土复合管的制备方法，其特征在于，步骤(2)中的树脂砂浆的树脂的重量含量在28％-30％，且其由大张力的裹砂材料环向进行密实缠绕，直至达到所需厚度分离夹砂器；夹砂层在缠绕前，石英砂需保证完全浸透。
10.据权利要求7所述的一种玻璃钢内衬混凝土复合管的制备方法，其特征在于，步骤(2)中缠绕层的树脂重量含量在35％左右。
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