PCCP管芯自密實混凝土成型方法

《PCCP管芯自密實混凝土成型方法》涉及一種預應力鋼筒混凝土管（PCCP）管芯的成型方法，尤其是涉及一種PCCP管芯自密實混凝土成型方法。

PCCP管的管芯混凝土成型按照其型號特點分為兩種主要生產(chǎn)工藝型式：一種為臥式離心成型工藝，PCCPL型預應力鋼筒混凝土管采用該工藝進行生產(chǎn)；一種為立式澆注成型工藝，PCCPE型預應力鋼筒混凝土管采用該工藝進行生產(chǎn)。臥式離心成型工藝原理為采用塑性混凝土，利用管模高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力使混凝土密實成型；立式澆注成型工藝原理為采用流動性混凝土利用內(nèi)外管模澆注混凝土并通過附著在管模上的高頻振動器使混凝土密實成型。以上兩種混凝土管芯成型工藝，其混凝土密實原理皆為通過外力使混凝土內(nèi)部各組分自身產(chǎn)生擠壓以排除混凝土拌合物中多余的水分、空氣及顆粒空隙，以達到混凝土密實的目的。即在混凝土密實的過程中，必須通過離心或振動的方式對混凝土拌合物施加外作用力以使混凝土達到密實的效果，在這個過程中必將產(chǎn)生較高的能耗，同時不可避免產(chǎn)生一定的噪音污染。

采用傳統(tǒng)工藝成型PCCP混凝土管芯，其采用的塑性混凝土的流動性低，單位立方的能耗高，噪聲污染不可避免，其次工人勞動力支出多，勞務費用高。

自密實混凝土（self-compacting concrete即SCC）在澆筑過程中不經(jīng)外力振搗，僅靠重力即可通過鋼筋間隙，密實填充模板的每一個角落，形成均勻密實的結(jié)構(gòu)，且在澆筑過程中不泌水、骨料不離析。其在施工中表現(xiàn)出優(yōu)良的工作性能，混凝土在澆筑過程中無需振搗而完全依靠重力作用自由流淌并充分填充模板內(nèi)的空間，混凝土硬化后，由于其密實填充的特點，因此較普通混凝土擁有更好的力學性能和耐久性能。

利用自密實混凝土成型的管道是采用立式澆注的方式實現(xiàn)的：即由底座、內(nèi)模、外模及頂模組成的PCCP成型模具，混凝土拌合物從模具上方通過均料器下料，使混凝土流入由底座、內(nèi)模和外模形成的空隙中實現(xiàn)管芯的混凝土澆注成型。

由于PCCP管芯混凝土成型時存在澆注高度高（高度大于等于5米）、下料寬度寬（寬度為管周長）等結(jié)構(gòu)特點，因此，采用2011年8月前相關(guān)的下料工具和下料方式（混凝土沿管模圓周均勻下料）很難保證自密實混凝土澆注后管芯成品質(zhì)量滿足標準要求。

圖1是《PCCP管芯自密實混凝土成型方法》采用的均料器的A－A剖視圖；

圖2是《PCCP管芯自密實混凝土成型方法》采用的均料器的平面示意圖；

圖3為《PCCP管芯自密實混凝土成型方法》的混凝土集中下料的示意圖；

圖4為《PCCP管芯自密實混凝土成型方法》的集中下料的工作原理圖；

圖5為傳統(tǒng)PCCP管芯混凝土均勻下料的工作原理圖。

2021年6月24日，《PCCP管芯自密實混凝土成型方法》獲得第二十二屆中國專利優(yōu)秀獎。

如圖1和圖2所示，《PCCP管芯自密實混凝土成型方法》采用的均料器的結(jié)構(gòu)包括：導流錐1、導流側(cè)板2、固定卡3、頂桿4和下料口5。

在導流錐1的外錐面上均布四個或四個以上的導流側(cè)板2，所述導流側(cè)板2為倒V型的鋼板；每兩塊導流側(cè)板的外側(cè)面之間的間隙形成下料口5，在導流錐1的外錐面底部均布十二個或十二個以上的固定卡3，用來將均料器在頂模上可靠固定；在導流錐1的錐頂設置有頂桿4，用于頂起料斗的頂開門，以便混凝土料從料斗漏下，開始下料；混凝土料通過導流錐1的外錐面，沿著導流側(cè)板的外側(cè)面（即下料口5）注入管模與鋼筒之間的空腔內(nèi)，達到集中下料之目的。

如圖3所示，PCCP管芯自密實混凝土成型方法，包括如下步驟：

第一步、設計，配制，并生產(chǎn)適用于PCCP混凝土管芯成型的高流態(tài)自密實混凝土：

1）混凝土主要原材料，即砂、石、水泥、水、粉煤灰等質(zhì)量要求與普通混凝土用原材料相同。

2）混凝土外加劑采用聚羧酸高效減水劑；

3）混凝土強度等級不低于PCCP管芯混凝土強度要求，≥40兆帕；

4）混凝土坍落擴展度要求大于等于500毫米，最好為680毫米，這樣使得混凝土的流態(tài)性好，能滿足混凝土澆注后不施加外部激振力即可自密實。

第二步、組裝PCCP管芯成型模具：

1）清理固定底模；

2）清理組裝內(nèi)模，將內(nèi)模固定在底模上；

3）裝PCCP結(jié)構(gòu)件（鋼筒），并將其固定在底模上；

4）清理組裝外模，將外模固定在底模上；

5）清理組裝頂模，通過頂模將內(nèi)模、PCCP結(jié)構(gòu)件（鋼筒）及外模上端固定；

6）清理均料器20，將均料器固定在頂模24上。

第三步、澆注混凝土：將第一步配制好的混凝土拌合料裝入兩個或兩個以上的料斗22，用行車吊鉤21起吊料斗至均料器正上方，緩慢降低起吊高度，均料器頂桿4頂起料斗的頂開門23，混凝土拌合料經(jīng)均料器的下料口注入內(nèi)模26與外模25之間的管?？障吨?，采用集中下料的方式勻速澆注自密實混凝土。

第四步、采用自然養(yǎng)護或蒸汽養(yǎng)護對PCCP混凝土管芯進行養(yǎng)護。

如圖4所示，《PCCP管芯自密實混凝土成型方法》的工作原理為：通過導流錐1和導流側(cè)板2的配合，使得自密實混凝土料只能通過到導流錐外錐面上的下料口5集中下料（而不是有關(guān)技術(shù)中的從整個導流錐的外錐面均勻下料，如圖5所示），這樣，從下料口5集中下料的混凝土料再通過重力向管模的空隙中流動，既能有效地排出管?？障吨械目諝猓ㄓ捎诿繅K導流側(cè)板的倒V型開口處沒有混凝土料，使得管?？障吨械目諝饪梢詮倪@些開口向外排出），又能使通過下料口5集中下料的混凝土中不混入空氣，有效地完成自密實混凝土的填充、密實。

PCCP管芯自密實混凝土成型方法專利目的

為了克服專利背景中的缺點，《PCCP管芯自密實混凝土成型方法》提供了一種PCCP管芯自密實混凝土成型方法，通過混凝土集中下料的方式，確保了自密實混凝土澆注后管芯成品質(zhì)量滿足標準要求。

PCCP管芯自密實混凝土成型方法技術(shù)方案

一種PCCP管芯自密實混凝土成型方法，包括如下步驟：

第一步、設計、配制并生產(chǎn)適用于PCCP混凝土管芯成型的高流態(tài)自密實混凝土：1）混凝土原材料包括砂、石、水泥、水和粉煤灰；2）采用聚羧酸高效減水劑為外加劑；3）混凝土強度等級≥40兆帕；4）混凝土坍落擴展度為680毫米。

第二步、組裝PCCP管芯成型模具：1）清理固定底模；2）清理組裝內(nèi)模，將內(nèi)模固定在底模上；3）裝PCCP鋼筒，并將其固定在底模上；4）清理組裝外模，將外模固定在底模上；5）清理組裝頂模，通過頂模將內(nèi)模、PCCP鋼筒及外模上端固定；6）清理均料器，將均料器固定在頂模上；所述均料器包括導流錐，在所述導流錐的外錐面上均布有導流側(cè)板，所述導流側(cè)板為倒V型的鋼板；每兩塊導流側(cè)板的外側(cè)面之間的間隙形成下料口，在導流錐的錐頂設置有頂桿。

第三步、澆注混凝土：將第一步配制好的混凝土拌合料裝入兩個或兩個以上的料斗，用行車吊鉤起吊料斗至均料器正上方，緩慢降低起吊高度，均料器頂桿頂起料斗的頂開門，混凝土拌合料經(jīng)均料器的下料口注入內(nèi)模與外模之間的管模空隙中，采用集中下料的方式勻速澆注自密實混凝土。

第四步、采用自然養(yǎng)護或蒸汽養(yǎng)護對PCCP混凝土管芯進行養(yǎng)護。

PCCP管芯自密實混凝土成型方法改善效果

《PCCP管芯自密實混凝土成型方法》既保證了成品管芯質(zhì)量滿足國標質(zhì)量，又實現(xiàn)了免振動成型，有效地避免了塑性混凝土成型工藝的振動噪聲，無需為振動消耗電能，無振動器對鋼模產(chǎn)生疲勞破壞；由于采用了均料器，使得自密實混凝土料能集中下料，減少了因澆注高度高、下料寬度寬給免振自密實混凝土PCCP管芯帶來的施工質(zhì)量不達標的現(xiàn)象發(fā)生，還可用于夜間作業(yè)?！禤CCP管芯自密實混凝土成型方法》方法簡化了生產(chǎn)工藝，提高了生產(chǎn)效率、降低了生產(chǎn)成本，能產(chǎn)生良好的經(jīng)濟和社會效益。

1.一種PCCP管芯自密實混凝土成型方法，其特征在于，包括如下步驟：第一步、設計、配制并生產(chǎn)適用于PCCP混凝土管芯成型的高流態(tài)自密實混凝土：1）混凝土原材料包括：砂、石、水泥、水和粉煤灰；2）采用聚羧酸高效減水劑為外加劑；3）混凝土強度等級≥40兆帕；4）混凝土坍落擴展度為680毫米。第二步、組裝PCCP管芯成型模具：1）清理固定底模；2）清理組裝內(nèi)模，將內(nèi)模固定在底模上；3）裝PCCP鋼筒，并將其固定在底模上；4）清理組裝外模，將外模固定在底模上；5）清理組裝頂模，通過頂模將內(nèi)模、PCCP鋼筒及外模上端固定；6）清理均料器，將均料器固定在頂模上；所述均料器包括導流錐，在所述導流錐的外錐面上均布有導流側(cè)板，所述導流側(cè)板為倒V型的鋼板；每兩塊導流側(cè)板的外側(cè)面之間的間隙形成下料口，在導流錐的錐頂設置有頂桿。第三步、澆注混凝土：將第一步配制好的混凝土拌合料裝入兩個或兩個以上的料斗，用行車吊鉤起吊料斗至均料器正上方，緩慢降低起吊高度，均料器頂桿頂起料斗的頂開門，混凝土拌合料經(jīng)均料器的下料口注入內(nèi)模與外模之間的管?？障吨校捎眉邢铝系姆绞絼蛩贊沧⒆悦軐嵒炷?；第四步、采用自然養(yǎng)護或蒸汽養(yǎng)護對PCCP管芯自密實混凝土進行養(yǎng)護。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PCCP管芯自密實混凝土成型方法，其特征在于：所述均料器的導流側(cè)板為四個或四個以上。

成型方法有凸模成型和凹模成型兩種。

凹模優(yōu)點：內(nèi)表面（A面）未與模具接觸，所以該表面光潔，適用于冰箱、冷柜的箱膽等用內(nèi)表面作使用面的部件；另外，在保證內(nèi)表面尺寸的前提下，板材厚度可減小，從而節(jié)約材料，成型也容易。缺點：模具尺寸參數(shù)不易掌握，模具內(nèi)部尺寸擴大容易，縮小困難，吸塑時還需配置輔助成型工裝。

凸模優(yōu)點：模具尺寸縮小容易，B面光潔，適用要求B面露在外面的零件。缺點：材料厚度比凹模成型要厚，材料拉伸大，A面粗糙，而冷柜冰箱內(nèi)膽，或浴缸等要求A面光潔。

方法具有下述優(yōu)點：

①工藝簡單、操作方便、變廢為寶。

②制成的焦粉塊的作用與焦炭一樣，既不降低固定碳，也不會對高爐產(chǎn)生副作用。

③焦粉成型時不需要加熱，常溫成型，大大降低了焦粉成型的成本，有利于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，滿足工業(yè)生產(chǎn)需要。