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提高水泥管质量的几个主要环节
时间：2014-12-16|阅读：次
水泥管是由水泥、砂、石和水搅拌混合后，经离心成型的一种混凝土压力管。管体内自应力值的建立必须具备三个条件：第一，混凝土必须具有一定的强度；第二，混凝土必须具有一定的膨胀能；第三，混凝土必须受到一定的限制。这三个条件缺一不可。在水泥管中有钢筋笼，即混凝土的限制条件是具备的，剩下的就是混凝土的强度和膨胀能。这是一对矛盾，强度高，膨胀能小，自应力值低，管子的水压检验中可能被打开裂；强度低，膨胀能大，混凝土易被胀坏，如果自应力值过大，也有可能把钢筋拉断，造成“可怕”的后期膨胀而爆管。
水泥的水化反应是一种复杂的化学反应。反应后产生的化学能的大小，不仅与参加反应的物质组成有关，而且与反应时的内外界条件有关，其膨胀能的大小不是简单地用一种公式就可以计算出来的。这样给水泥管的质量控制带来了一定的难度，笔者认为，在水泥管生产过程中，应着重控制以下几个主要环节。
1 水泥和混凝土配比的确定
目前，用于水泥制管的水泥主要有自应力硫铝酸盐水泥和自配的自应力硅酸盐水泥。无论采用那一种水泥，都必须确定水泥的能级，即水泥28天的自应力值。能级如何确定，首先必须根据管子的大小，工作压力的高低、配筋率的多少来确定水泥管中允许产生的最大和最小自应力值。不同规格不同工作压力的管子，所需自应力值是不同的。不同规格不同工作压力的管子，所需自应力值是不同的。不同的配筋率在管体中产生的最大自应力值也是不同的。自应力值太小时，满足不了工作的需要，水压检验时，管子可能产生开裂渗水现象。自应力值太大时，管体中的钢筋可能被拉断，管子胀坏。最小自应力值的确定须保证管子在进行水压检验时，不开裂，不渗水，并有一定的富余应力。最大自应力值的确定须保证管体在膨胀时，管体不胀坏，钢筋不被拉断，满足使用要求，然后在这两个值中间选定一个能级标准。水泥的质量，除了有能级要求外，强度、自由膨胀率和膨胀稳定期等都是很重要的质量指标。所以在生产之前，必须根据水泥的能级，当时的气温和生产实际情况，配制2～4组自应力混凝土的配比并制成试验试块，经过7～14天的观察，根据试块发展情况确定一组最佳配比投入生产。
2 钢筋笼质量的控制
钢筋笼的质量主要包括两个方面，第一，钢筋的质量符合制管要求；第二，笼子的几何尺寸要求符合有关规定。主要尺寸是：钢筋笼的环距、外径和长度。钢筋的质量生产企业都非常重视，但是，钢筋笼的几何尺寸往往被忽视。其实，笼的几何尺寸对压力管的质量影响很大。环距的大小，直接影响着管体配筋，即影响着管体自应力值；笼子的外径，影响着管子的保护层。外径偏大或偏小、管体保护层就偏薄或偏厚；笼子长度的偏差，对管端保护层有着很大的影响。笼子长了，要露筋；笼子短了，端面保护层太厚，特别是插口，若笼子太短，有可能使插口工作面部分变成素混凝土，在搬运过程中，很容易碰坏，若工作面被破坏，管子就变成废品，这一点，我厂是有教训的，所以钢筋笼半成品的质量，一定要认真把关。
3 水泥管模具的检查
水泥管模具包括两个方面，第一，水泥制管模具的几何尺寸，特别是承插口工作面的尺寸一定要准确，因为它直接影响着管子的工作面尺寸；第二，水泥制管模具的运行质量，要保证模具在高速运转过程中不晃动，不跳模，才能保证管体的内在质量，若模具在高速离心中有跳模和大头晃动现象，那么管体结构就会被振“散”，或是内壁露石，壁厚不均匀等现象出现，而且很不安全。模具的调试虽然是机修工的事，但是作为操作工，在生产过程中若发现模具跳动等不正常现象，一定要立即停机，请机械维修工进行检修，杜绝机械和质量事故的发生。
4 生产过程中的质量控制
4.1 装拆模的质量
装模者一定要使模具合紧无间隙，防止模具在离心过程中发生漏浆现象。为防止漏浆，可将模具合缝处嵌入胶带、纸带或粘土封箱胶带，同时在紧螺栓时，一定要对称拧紧拧牢。管子在水压检验中发现，因合缝漏水，需要修补或直接造成废品的现象是较多的，所以装模的质量不可轻视。拆模时主要做到一个“轻”字，由于管子刚刚蒸养出来，强度只有10MPa～12MPa，很容易被碰坏，稍不注意，管子就人为地被拆坏，产生环裂，直接造成废品。
4.2 上料
国内大部分管厂都采用离心成型，人工上料。上料有操作规程，这里不多赘述。为了保证管子质量，强调几个人们不太重视的问题：
4.2.1 找平和中速：上料完毕后的找平和离心制度中的中速，这两个操作要领往往会被操作工省掉，这是不对的。“找平”和“中速”的目的都是为了使管体内部布料均匀，内壁平整，否则就会影响管子质量。
4.2.2 高速时间的控制：高速的目的是使混凝土密实，高速时间太短，混凝土不密实；高速时间太长，不但浪费电能，加快机械磨损，而且会使原来已密实的混凝土，由于长时间转动，结构又被振“散”。我们厂的做法是，在规定的离心时间内，停机后用手按内壁是否密实为准，定出一个高速时间。一般讲，高速离心时间冬天长夏天短。
4.2.3 承口的二次补浆：实践证明，承口二次补浆，克服了由于离心带来的立面露砂和承口工作面不平的缺陷，可提高水压检验合格率。
4.3 蒸养制度
蒸养的目的是使管子达到一定的强度，满足拆模和混凝土水养的需要。所以蒸养的时间和温度必须严格控制。特别是用硅酸盐自应力水泥时，升温半小时，一定要执行，不能蒸养一开始就把温度升到恒温温度，必须缓慢升温，使混凝土强度慢慢增长，否则就会因升温速度太快，破坏混凝土初始结构，降低混凝土强度。
5 生产试块的制作
生产试块是指在车间用生产管子的混凝土料做的试块，并随管子一起蒸养、脱模、下水养护。我们可根据生产试块发展的情况，判断管体内的自应力值增长情况及自应力混凝土膨胀稳定情况。由于管子和试块形状不同，成型工艺不同，所以从试块中测出的各种数据虽然不能定量地反映管体情况，但实践证明，生产试块能定性的说明问题。因此生产试块在管子的质量控制中起了很大的作用。当试验配比投入生产时，成效如何？就是以生产试块的强度和膨胀发展情况分析得出的。根据生产试块反映出的各种数据，我们可以随时了解管体内在质量情况并能根据需要调整自应力水泥的配比和自应力混凝土的配比，调整工艺参数，使管子质量得到保证。生产试块反映出的数据与管体内在实际情况有什么联系和区别，这是个很复杂的问题，各厂应根据本厂实际情况，积累资料，从资料中分析联系，从联系中找出规律，用规律指导生产，再从生产积累资料，这样反复多次，我们就能从中掌握规律指导生产，由被动转为主动。所以重视生产试块的制作、数据的分析是提高自应力管质量很重要的基础工作。
6 产品质量的检验与分析
产品质量检验是按国家标准GB4084有关条文规定对压力管外观和内水压进行检验，把住质量关。为了进一步提高产品质量，必须对质量检验情况进行分析，对管子在检验中出现的缺陷和造成废品的原因进行统计，找出影响质量的主要因素，针对主要问题制订出整改措施，对症下药，解决问题。具体做法可参照表1进行。
7 结束语
由于影响水泥管质量的因素很多，所以提高质量的途径也很多，归纳起来主要有：提高自应力水泥钢筋笼的质量，保证模具质量，加强生产过程的工艺质量控制，经常进行产品质量分析，找出影响质量的主要原因，有的放矢地进行整改，不断提高人们的产品质量意识和操作水平。
水泥的水化反应是一种复杂的化学反应。反应后产生的化学能的大小，不仅与参加反应的物质组成有关，而且与反应时的内外界条件有关，其膨胀能的大小不是简单地用一种公式就可以计算出来的。这样给水泥管的质量控制带来了一定的难度，笔者认为，在水泥管生产过程中，应着重控制以下几个主要环节。
1 水泥和混凝土配比的确定
目前，用于水泥制管的水泥主要有自应力硫铝酸盐水泥和自配的自应力硅酸盐水泥。无论采用那一种水泥，都必须确定水泥的能级，即水泥28天的自应力值。能级如何确定，首先必须根据管子的大小，工作压力的高低、配筋率的多少来确定水泥管中允许产生的最大和最小自应力值。不同规格不同工作压力的管子，所需自应力值是不同的。不同规格不同工作压力的管子，所需自应力值是不同的。不同的配筋率在管体中产生的最大自应力值也是不同的。自应力值太小时，满足不了工作的需要，水压检验时，管子可能产生开裂渗水现象。自应力值太大时，管体中的钢筋可能被拉断，管子胀坏。最小自应力值的确定须保证管子在进行水压检验时，不开裂，不渗水，并有一定的富余应力。最大自应力值的确定须保证管体在膨胀时，管体不胀坏，钢筋不被拉断，满足使用要求，然后在这两个值中间选定一个能级标准。水泥的质量，除了有能级要求外，强度、自由膨胀率和膨胀稳定期等都是很重要的质量指标。所以在生产之前，必须根据水泥的能级，当时的气温和生产实际情况，配制2～4组自应力混凝土的配比并制成试验试块，经过7～14天的观察，根据试块发展情况确定一组最佳配比投入生产。
2 钢筋笼质量的控制
钢筋笼的质量主要包括两个方面，第一，钢筋的质量符合制管要求；第二，笼子的几何尺寸要求符合有关规定。主要尺寸是：钢筋笼的环距、外径和长度。钢筋的质量生产企业都非常重视，但是，钢筋笼的几何尺寸往往被忽视。其实，笼的几何尺寸对压力管的质量影响很大。环距的大小，直接影响着管体配筋，即影响着管体自应力值；笼子的外径，影响着管子的保护层。外径偏大或偏小、管体保护层就偏薄或偏厚；笼子长度的偏差，对管端保护层有着很大的影响。笼子长了，要露筋；笼子短了，端面保护层太厚，特别是插口，若笼子太短，有可能使插口工作面部分变成素混凝土，在搬运过程中，很容易碰坏，若工作面被破坏，管子就变成废品，这一点，我厂是有教训的，所以钢筋笼半成品的质量，一定要认真把关。
3 水泥管模具的检查
水泥管模具包括两个方面，第一，水泥制管模具的几何尺寸，特别是承插口工作面的尺寸一定要准确，因为它直接影响着管子的工作面尺寸；第二，水泥制管模具的运行质量，要保证模具在高速运转过程中不晃动，不跳模，才能保证管体的内在质量，若模具在高速离心中有跳模和大头晃动现象，那么管体结构就会被振“散”，或是内壁露石，壁厚不均匀等现象出现，而且很不安全。模具的调试虽然是机修工的事，但是作为操作工，在生产过程中若发现模具跳动等不正常现象，一定要立即停机，请机械维修工进行检修，杜绝机械和质量事故的发生。
4 生产过程中的质量控制
4.1 装拆模的质量
装模者一定要使模具合紧无间隙，防止模具在离心过程中发生漏浆现象。为防止漏浆，可将模具合缝处嵌入胶带、纸带或粘土封箱胶带，同时在紧螺栓时，一定要对称拧紧拧牢。管子在水压检验中发现，因合缝漏水，需要修补或直接造成废品的现象是较多的，所以装模的质量不可轻视。拆模时主要做到一个“轻”字，由于管子刚刚蒸养出来，强度只有10MPa～12MPa，很容易被碰坏，稍不注意，管子就人为地被拆坏，产生环裂，直接造成废品。
4.2 上料
国内大部分管厂都采用离心成型，人工上料。上料有操作规程，这里不多赘述。为了保证管子质量，强调几个人们不太重视的问题：
4.2.1 找平和中速：上料完毕后的找平和离心制度中的中速，这两个操作要领往往会被操作工省掉，这是不对的。“找平”和“中速”的目的都是为了使管体内部布料均匀，内壁平整，否则就会影响管子质量。
4.2.2 高速时间的控制：高速的目的是使混凝土密实，高速时间太短，混凝土不密实；高速时间太长，不但浪费电能，加快机械磨损，而且会使原来已密实的混凝土，由于长时间转动，结构又被振“散”。我们厂的做法是，在规定的离心时间内，停机后用手按内壁是否密实为准，定出一个高速时间。一般讲，高速离心时间冬天长夏天短。
4.2.3 承口的二次补浆：实践证明，承口二次补浆，克服了由于离心带来的立面露砂和承口工作面不平的缺陷，可提高水压检验合格率。
4.3 蒸养制度
蒸养的目的是使管子达到一定的强度，满足拆模和混凝土水养的需要。所以蒸养的时间和温度必须严格控制。特别是用硅酸盐自应力水泥时，升温半小时，一定要执行，不能蒸养一开始就把温度升到恒温温度，必须缓慢升温，使混凝土强度慢慢增长，否则就会因升温速度太快，破坏混凝土初始结构，降低混凝土强度。
5 生产试块的制作
生产试块是指在车间用生产管子的混凝土料做的试块，并随管子一起蒸养、脱模、下水养护。我们可根据生产试块发展的情况，判断管体内的自应力值增长情况及自应力混凝土膨胀稳定情况。由于管子和试块形状不同，成型工艺不同，所以从试块中测出的各种数据虽然不能定量地反映管体情况，但实践证明，生产试块能定性的说明问题。因此生产试块在管子的质量控制中起了很大的作用。当试验配比投入生产时，成效如何？就是以生产试块的强度和膨胀发展情况分析得出的。根据生产试块反映出的各种数据，我们可以随时了解管体内在质量情况并能根据需要调整自应力水泥的配比和自应力混凝土的配比，调整工艺参数，使管子质量得到保证。生产试块反映出的数据与管体内在实际情况有什么联系和区别，这是个很复杂的问题，各厂应根据本厂实际情况，积累资料，从资料中分析联系，从联系中找出规律，用规律指导生产，再从生产积累资料，这样反复多次，我们就能从中掌握规律指导生产，由被动转为主动。所以重视生产试块的制作、数据的分析是提高自应力管质量很重要的基础工作。
6 产品质量的检验与分析
产品质量检验是按国家标准GB4084有关条文规定对压力管外观和内水压进行检验，把住质量关。为了进一步提高产品质量，必须对质量检验情况进行分析，对管子在检验中出现的缺陷和造成废品的原因进行统计，找出影响质量的主要因素，针对主要问题制订出整改措施，对症下药，解决问题。具体做法可参照表1进行。
表1 水泥管的常见缺陷与解决方法
| 缺陷 | 产生的主要原因 | 解决方法 |
| 承口露石 | 水灰比过大、离心时间过长、水泥泌水性差、制作承口工艺不当 | 减少水灰比、缩短离心时间、第二次投料前先在承口斜面处填满 |
| 合缝漏浆 | 合缝处未清理干净、模具未合紧、合缝胶带未贴、模具合模处变形 | 清理合模处污垢、拧紧螺栓、贴好合缝胶带、维修模具 |
| 露筋、保护层厚度超差 | 笼子外径偏大或偏小、纵向筋偏长或偏短、嵌件脱落 | 加强笼子检查、调整纵筋长度、调整点焊机 |
| 内壁起泡、起皮 | 升温速度过快 | 调整蒸养制度，平衡缓慢升温 |
| 内壁裂纹 | 离心后管子未及时进池养护，风干，模具跳动、高速离心时间过长引起内分层、砂子过细、内壁水泥浆层过厚 | 及时进池养护、调整离心机平稳度，控制高速离心时间、选择细度模数适宜的砂子 |
| 粘皮麻面 | 脱模剂涂刷不均匀、脱模强度低、模具内壁粘附的混凝土未清理干净 | 脱模剂涂刷均匀、提高脱模强度、每次将模具内壁清理干净 |
| 渗水潮片 | 砂、石含泥或含其它杂质、自应力混凝土膨胀太大、膨胀未稳定 | 提高砂、石质量，加强冲洗、调整配合比、延长水养时间 |
| 纵向开裂 | 混凝土自应力值偏低、环向配筋率太低、膨胀未稳定 | 调整配合比和配筋率，延长水养时间 |
| 环向裂缝 | 拆模强度低、拆模时未做到轻吊轻放 | 提高拆模强度、拆模时认真操作，轻吊轻放 |
| 接头漏水 | 承插口工作面不光滑、有水纹凹槽或胶圈扭曲 | 将承插口磨平、凹槽用环氧树脂修补、胶圈摆放正确、不扭曲 |
7 结束语
由于影响水泥管质量的因素很多，所以提高质量的途径也很多，归纳起来主要有：提高自应力水泥钢筋笼的质量，保证模具质量，加强生产过程的工艺质量控制，经常进行产品质量分析，找出影响质量的主要原因，有的放矢地进行整改，不断提高人们的产品质量意识和操作水平。
