[发明专利]一种砂浆内衬材料、污水用球墨铸铁管内衬及其制作方法

说明书

本发明涉及管道内衬技术领域，具体公开一种砂浆内衬材料、污水用球墨铸铁管内衬及其制作方法，所述水泥砂浆内衬包括高铝水泥、粒化高炉矿渣微粉、硅灰、砂、水及添加剂。内衬砂浆均匀布料至球墨铸铁管内，经低速、中速、高速三阶段的离心涂衬，再经自然养护、蒸汽养护后制成球墨铸铁管防腐内衬。通过该方法得到的防腐内衬密实程度高，后期强度倒缩减少，耐腐蚀性能好，制造成本低，水泥砂浆内衬达90天龄期后附着力达6.5MPa，孔隙率为8.7％，开裂比例为18％。

技术领域

本发明涉及管道内衬技术领域，尤其涉及一种污水用球墨铸铁管水泥砂浆内衬及其制备方法

背景技术

污水管道中存在硫酸盐还原细菌(SRB)，其经过一系列代谢活动，将硫酸盐还原成硫化氢，硫化氢在污水管道内扩散，与管道中的氧气化合成硫酸，硫酸附着于管道的内壁，造成管道的加速腐蚀。

为减弱污水对管道的腐蚀，污水用球墨铸铁管通常涂衬高铝水泥砂浆内衬。高铝水泥砂浆内衬不溶于弱酸、中酸和强酸、能抑制微生物生长，具有良好的耐污水腐蚀性能和较长的服役寿命。

但高铝水泥内衬存在以下问题：(1)随着时间的延长，高铝水泥内衬的水化产物会产生晶相转化，内衬体积收缩，孔隙率增大，并引起收缩裂缝；(2)高铝水泥的晶相转化使水化产物由高强度转变为低强度，造成内衬强度的倒缩；(3)目前高铝水泥的材料成本较高，造成污水用球墨铸铁管的成本较高，影响管材的市场推广。

发明内容

针对现有球墨铸铁管内衬存在的上述问题，本发明提供一种砂浆内衬材料、污水用球墨铸铁管内衬及其制作方法。该砂浆内衬材料可以提高内衬的密实程度，减小内衬的体积收缩，减小水泥内衬后期强度的倒缩，提高污水用球墨铸铁管内衬的耐腐蚀性，降低污水管道内衬材料的成本。

为达到上述发明目的，本发明实施例第一方面提供了一种砂浆内衬材料，包括以下质量份组分：

高铝水泥60-90份、粒化高炉矿渣微粉10-30份、硅灰5-10份、减水剂0.1-0.2份、缓凝剂0.01-0.02份、氧化石墨烯0.01-0.05份、砂100-300份和水30-50份。

发明人在研发和实践过程中发现，高铝水泥作为污水用球墨铸铁管内衬的胶凝材料，其水化产物具有高强、耐磨、耐酸性能强、能抑制微生物生长等特点。但铝酸盐水泥的水化产物CAH₁₀、C₂AH₈会转化为C₃AH₆，引起强度倒缩。本发明实施例中采用高炉矿渣微粉能与高铝水泥反应生成C₂ASH₈(钙铝黄长石)，减少CAH₁₀、C₂AH₈的生成。硅灰可加快水化反应，促进CAH₁₀向C₂AH₈的转变，抑制C₂AH₈向C₃AH₆的转变。高炉矿渣微粉与硅灰共同作用抑制高铝水泥水化产物的相转变，避免了水泥砂浆内衬的强度倒缩，提高了内衬的耐腐蚀性能。氧化石墨烯表面具有大量的活性基团，其能促进水泥水化反应，改善水泥内衬的微观结构，降低孔隙率，使砂浆层更密实。同时，粒化高炉矿渣微粉、硅灰属于工业副产物，成本低廉，降低了污水管道内衬的材料成本，节能环保。减水剂可减少内衬砂浆中的水含量，提高水泥内衬强度。

缓凝剂可减缓内衬砂浆的凝结时间，粒化高炉矿渣微粉加入高铝水泥中，凝结时间相较于纯高铝水泥会缩短约0.5～1h，通过添加缓凝剂，适当延长凝结时间，使内衬砂浆具有良好的可施工性。

优选的，上述砂浆内衬材料，包括以下质量份组分：

高铝水泥70-80份、粒化高炉矿渣微粉10-30份、硅灰5-10份、砂150-200份、减水剂0.1-0.2份、缓凝剂0.01-0.02份、氧化石墨烯0.01-0.05份和水35-45份。