[发明专利]预应力混凝土玻璃钢复合管材结构及其制作工艺

说明书

技术领域

本发明属于给排水管道工程技术领域，具体涉及一种管材结构及其制作工艺。

背景技术

钢筋、钢丝、钢板、混凝土是制作管材的传统材料，所制作的管具有刚度大、强度高、 成本相对较低的特点。但是，钢材容易锈蚀，有可能导致管材渗漏损坏；此外，混凝土抗 裂性较差，且混凝土内壁的糙率系数较高，对管道的流量造成了一定的影响。而玻璃钢具 有良好的水力性能和防腐抗渗性能，但其刚度相对较低，成本相对较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种预应力混凝土玻璃钢复合管材结构及其制作工艺，该复合 管材结构具有刚度高、强度好、耐腐蚀性能好、水力性能好、成本低的特点。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：预应力混凝土玻璃钢复合管材结构，其特 征在于它由玻璃钢内衬层、玻璃钢结构层、过渡层、混凝土结构层、预应力钢丝缠绕层、 外保护层组成；玻璃钢内衬层外绕制有玻璃钢结构层，玻璃钢内衬层和玻璃钢结构层的右 端部为承口，玻璃钢内衬层和玻璃钢结构层的左端部为插口，玻璃钢内衬层和玻璃钢结构 层的左端部设有试压孔，玻璃钢结构层的左端部设有凹槽；玻璃钢结构层的外壁除插口部 分外涂有树脂石英砂颗粒形成过渡层；过渡层的外壁灌注有混凝土结构层；混凝土结构层 的外壁绕制有预应力钢丝缠绕层；预应力钢丝缠绕层的外壁制作有外保护层。

所述的玻璃钢内衬层的厚度为0.5～10mm。

所述的玻璃钢结构层的厚度为1～30mm。

所述的混凝土结构层的厚度为1～300mm。

所述的预应力钢丝缠绕层的厚度为1～30mm。

所述的外保护层的厚度为1～50mm。

上述预应力混凝土玻璃钢复合管材结构的制作工艺，其特征在于它包括如下步骤：

1)采用缠绕工艺在内衬模具上制作玻璃钢内衬层，然后在玻璃钢内衬层上缠绕玻璃钢 结构层，玻璃钢结构层的左端部为插口，并在玻璃钢结构层的外壁除插口部分外涂树脂石 英砂颗粒形成过渡层；

2)将内衬模具连同制好的玻璃钢内衬层和玻璃钢结构层一起立在工作台上(涂有过渡 层)，内衬模具与工作台固定；将混凝土灌注模具套在过渡层外，并与工作台固定；过渡层 与混凝土灌注模具之间形成管环空腔，在此空腔内灌注混凝土，形成混凝土结构层；

3)将混凝土灌注模具脱模；在混凝土结构层外部缠绕预应力钢丝，形成预应力钢丝缠 绕层；

4)在预应力钢丝缠绕层外面制作外保护层；

5)固化后对玻璃钢结构层的插口处打磨形成1-3道放置密封橡胶圈的凹槽，同时对混 凝土结构层的两端面进行打磨平整使其垂直于管轴线，脱掉内衬模具，在玻璃钢内衬层和 玻璃钢结构层的插口上制作试压孔，便制作完成一节预应力混凝土玻璃钢复合管材结构。

外保护层的材料可以采用玻璃钢材料、热塑性材料或树脂砂浆，外保护层外表面进行 压光处理。

复合管材结构的最内层为玻璃钢内衬层，玻璃钢内衬层构成了复合管材结构的光滑内 壁，同时具有防腐防渗的功能。玻璃钢内衬层外为玻璃钢结构层，玻璃钢结构层提供一部 分强度；并在插口端形成连接的玻璃钢插口，玻璃钢插口上可根据需要设置放置橡胶圈的 凹槽和用于试水压的试压孔；承口的内侧部分结构采用玻璃钢材料制作；同时在其外部除 插口端外均涂有树脂石英砂颗粒形成过渡层，作为与混凝土结构结合的连接面。玻璃钢内 衬层和玻璃钢结构层所用的玻璃钢以玻璃纤维及其织物为增强材料，以不饱和聚酯树脂为 基体材料采用缠绕工艺制作而成。

通过钢模灌注工艺将水泥石砂浆灌注在玻璃钢筒体外壁形成混凝土结构层，其构造特 征是：混凝土与玻璃钢结构层外壁颗粒过渡层形成紧密结合的连接面，加之混凝土的水化 收缩，使得混凝土与玻璃钢结构层形成紧密复合结构。混凝土管结构层主要提供管道的刚 度和轴向压缩强度。

混凝土管结构的外壁缠绕预应力钢丝，并作为管道的主要承内压结构，预应力钢丝由 外保护材料紧密包裹，外防护材料可以采用玻璃钢材料、热塑性材料或树脂砂浆，用来防 止钢丝腐蚀、锈蚀。

本发明既避免了传统的混凝土管、预应力钢筒混凝土管和玻璃钢管道的缺点，又结合 了传统管材的优势，主要具有以下优点：

1、结合了预应力钢丝和玻璃钢的强度，具有很高的环向拉伸强度，能承受很压的内压；

2、充分利用混凝土高刚度的特点，能承受高的外压；