浅谈市政工程中机制混凝土排水管的质量管理

摘要：通过对目前宁波市采用的机制钢筋混凝土排水管普遍现象，介绍了机制混凝土排水管的各种制管工艺及质量控制要点 ，最后市政工程中排水管行业管理提出了几点想法和建议。

关键词：排水管 ；离心制管 ；悬锟制管 ；质量管理

Abstract: based on the mechanism of the current ningbo reinforced concrete drains, common phenomenon, this paper introduces the mechanism of the concrete of the drain pipe technology and quality control points, finally municipal engineering drain in the industry management puts forward some ideas and Suggestions.

Keywords: drain; Centrifugal system tube; Thomas suspension system tube; Quality management

中图分类号：TU99 文献标识码：A 文章编号：

目前在宁波地区已经全面推行机制钢筋混凝土排水管，就如何提高机制排水管的质量水平，我们谈几点体会：

1 机制混凝土排水管的介绍[]

1.1成型方法

机制混凝土排水管的成型工艺主要有：离心制管法、悬辊制管法、立式挤压制管法以及立式振动制管法。

立式挤压制管工艺主要是用于生产600MM以下的短节无钢筋混凝土管，这种管材的承口抗渗能力差，外压前载一般低于24KN/M，逐步被淘汰。

立式振动制管法主要采用国外的工艺，又称“丹麦制管工艺”这种工艺的投资较大，目前在宁波地区尚没有这种工艺。

我们着重介绍离心制管法和悬辊制管法。

1.2离心制管工艺

这种制管工艺的原理是：置于离心机托轮上的管模在离心机的带动下形成旋转运动，在管模作低速运转时，投入管模中的混凝土混合物受到离心力的作用不会塌落，并能均匀摊铺在管模内壁。当离心机带动管模作高速运转时，混合物的各组成部分在离心力的作用下沿径向产生不同的速度的沉降。同时，大量的拌合水被排出，从而形成密实的简状混凝土结构。

结构分层是离心混凝土的结构特点，由于混凝土系由多种固相组成，受离心力作用其沉降速度各不相同，因而又造成混凝土的分层现象：内壁是水泥浆层，靠外壁是混凝土层中间夹着一层水泥砂浆，这种分层现象是在离心过程中发生的。这种结构的形成包含着有利的及不利的两个方面影响，有利方面是密实的同时多余水被挤出来，水灰比显著下降，从而提高混凝土的强度和抗渗性，不利方面是产生内分层和外分层，破坏原设计混凝土级配，降低强度。

影响离心管材质量的因素主要有：离心工艺制度、材料和混凝土配比等。

1.3悬辊制管工艺

悬辊制管法工艺是悬制式辊轴辊压制管工艺的简称。该工艺是澳大利亚罗克拉公司（Rolca）与1943年首次采用的，所以国内外称其为罗克拉制管工艺，这种工艺1974年传入我国。

悬辊制管成型原理：悬置于机架上的辊轴穿过管模，在电机驱机驱动下，传动轴带动辊轴以规定速度安全运转。在辊轴和管模两端档圈的摩擦离作用下，管模与辊轴作同方向旋转。因此，由人工或机械投入的混凝拌合物在旋转离心力作用下铺在管模内壁，当混凝土拌合物层厚度超过挡圈高度后，即开始受到辊轴与管模内壁的挤压。随着料层厚度的增加，辊轴对混凝土的压力越大，并逐渐使混凝土拌合物达到预期的密实度。在辊压成型过程中，混凝土拌合物除除受到辊压力之外，还同时受到管模旋转造成的离心力和管模由于投料均匀影响而形成的自身振动动力的作用。辊压形成原理即是通过上述工艺过程和三种力的组合作用，使混凝拌合物密实而形成管壁。

与离心工艺比较有如下几个方面的异同：

1）辊压与喂料同时进行，成型时间短，生产效率高。

2）使用干硬混凝土，管壁密度，管体可承受的外压何载的强度较高。

3）混凝土浪费少，无废水泥浆排放，不污染环境。

4）制管时产生的高频噪音注意较低。

5）操作技术的难度较大，控制不好时易造成抗渗性功能不佳和管体内壁不光滑及管壁超厚等问题。

1.4管材的接口形成式介绍

管材的接口形成式主要有平口和承插口两大类，根据GB11836-1999的规定，主要的具体形式有：

1）柔性接口甲型承插口管

2）柔性接口乙型承插口管

3）柔性接口丙型承插口管

4）柔性接口企口管

5）柔性接口钢承口管

6）柔性接口双插口管

7）刚性接口平口管

8）剛性接口承插管

9）刚性接口企口管

10）刚性接口双插口管

2离心制管工艺的质量控制要点

前面我们已经介绍影响离心制管工艺的产品质量的主要因素有离心工艺制度、材料和混凝土配比。

2.1离心工艺制度

离心制管的基本工艺参数是管模的旋转速度和作业时间。

1）管模的转速可划分为慢、中、快、三个速度，各速度阶段完成不同的作业任务。

慢速（η慢）该阶段是为完成喂料和使混凝土混合物的均匀摊铺管模内壁的任务。此时管模转速应维持在使混凝土不塌落又具有一定的流动性。

η慢=K×300/ R为管模内半径（cm）K为1.5-2的系数

中速（η中）该阶段是快速前的一个过度速度，而已摊铺的物料进一步均匀，又由于速度不太快，石、砂等骨料以及水泥等不同质量的固体颗粒沉降速度差也小，可减弱外分层现象，对强度有利。

η中=0.707快

快速（η快），快速是混凝土离心脱水，密度的关键阶段。

转速越高所需离心时间越短。

管子直径在1350mm以下时，η快=10－15m/s

管子直径在1500-2400mm时, η快=15－25 m/s

2）上述三种管模转速阶段分别确定其作业时间即确定了离心制度。

慢速时间一般在喂料完毕后再延长2-3分钟

中速时间2-5分钟

快速时间视混凝土脱水结硬情况定，一般为15分钟左右

3）离心分层投料

混凝土料层过厚，使离心脱水困难，剩余水灰比大，影响混凝土强度。在制作较大直径管或加厚管采用分层投料，除对混凝土强度有利外，分层投料又增加了1-2曾水泥浆层，破坏了各层的脱水毛细孔道，有利于管体抗渗性能的提高。

2.2离心制管工艺对混凝土强度的影响

1）离心加速度对混凝土的影响

离心混凝土的强度随着离心后剩余水灰比的大小而变化，随着离心加速度的降低，达到最高强度的时间提前，但绝对值较低，因为当加速度增大时离心力增大，粗骨料沉降速度快，造成早期搭接现象，防层水份的排除，并且内分层现象严重，故对一定的混凝土混合物有一个最佳的离心加速度值，在此加速度下可得到最高的强度。

2）离心时间对混凝土性能的影响

当离心速度一定时应有一个最佳的离心时间，过短不足以使混凝土密实，过长又会引起严重分层，而且伴随的冲击振动也会破坏组织的结构，产生微细裂缝使混凝土强度降低。

3）冲击振动

在采用托轮式离心作业时，钢模由于各种原因产生的振动使混凝土也受到冲击，降低体系的结构粘度，有利于颗粒沉降，增加排水量，显著地降低混凝土的剩余水灰，其强度提高值可以20-26%

但是冲击振动也有不利的一面，以振动使粗骨沉降太快，发生早期搭接。影响底层水份排除，产生严重的分层，在高速后期振动力太大会破坏已形成的混凝土结构。

2.3离心制管操作要点

1）严格控制混凝土和水灰度比

离心制管使用的混凝土，既需要保证一定的流塑性，同时混凝土的强度是随着剩余水灰比的增大而降低的，而剩余水灰比随原始水灰比加大而加大，因此离心混凝土的水灰比应严格控制在一定的范围内，一般采用0.45左右，而塌落度一般为4-6cm。

2）喂料方式应尽量采用喂料机喂料

3）遵守离心制度

严格控制离心成型的转速以及离心时间

4对市政工程中排水管行业管理的几点想法

1）市政工程中的这些特种构件，有的产品国家建材局有国家标准，有的没有国家标准，在实际生产过程中大部分实行的是企业标准，而设计单位图纸设计与实际生产的产品有差距，给施工单位带来较多麻烦，针对这种情况，希望能以协会或者市政主管部门牵头制订一个通用图集。

2）目前在宁波地区的顶管施工较多，但尚没有关于顶管工程管材质量的有关规定，包括管材配筋，纵向抗压强度等均没有规定，我们应当根据实际情况指定这种行业标准，提高宁波市政工程的整体质量。通常设计图纸没有针对性，也没对所处地带的地质资料进行详细勘测，同时也希望设计部门能结合实际对管材提出实际要求。

参考文献：

[1]GB/T11836-2009《混凝土和钢筋混凝土排水管》

[2]混凝土和钢筋混凝土排水管工艺技术规程

[3]混凝土和钢筋混凝土排水管质量检查评定细则

[4]“钢筋混凝土排水管”产品质量认证条件

作者简介：励素敏（1974 -）女 高级工程师 现从事市政及道路设计