下面将结合附图描述本发明的混凝土型复合管的一实施例。
图1A和1B示出一具有层状结构的混凝土型复合管A,它包括一混凝土层1和一层在混凝土层1的内表面上形成的防腐层2,防腐层2由树脂和填料的混合物组成,在这里“填料”通常是指磨碎的渣、干燥后的沙子或砂砾,或是如硅砂或碳化钙等填充剂,它们可以分别使用或是掺合在一起使用。在混凝土层1和防腐层2之间的边界区域处,形成一混合的中间层4,中间层4由粗粒填料3,部分渗入混凝土层1中的树脂和混凝土组成。
由树脂和混凝土组成的混合中间层4具有介于混凝土层1和防腐层2两者之间的特性,比如热膨胀系数和收缩系数。因此,即使管子受到温度变化的影响或是在混凝土等凝固时收缩不可避免,由温度的变化产生的应力和当混凝土层1和防腐层2凝固时在它们之间产生的收缩都减小了,从而不会使管子的各层产生剥落。
这样,混凝土层1和防腐层2就通过由树脂和混凝土组成的混合中间层4而坚固紧密地连结在一起,成为一整体结构,这样混凝土层1本身保持很大的刚性,而且防腐层2也具有很高的强度并对化学物品有很强的耐腐蚀性。
上述实施例中的外层由混凝土层组成,然而也可将混凝土型复合管的外层做成防腐层,或是在混凝土层的内、外表面均形成防腐层。
下面将描述制造本发明一实施例的混凝土型复合管的方法,该复合管具有由树脂和混凝土组成的混合中间层,其中管的外层是混凝土层而管的内层是防腐层,它们是按照下列顺序的步骤制造的、现参照附图进行说明。
1)形成混凝土层1的步骤:
如图2A和2B所示,在一鼓形模6的两端固定一侧模框板5,侧模框板放置在驱动滚轮7和从动滚轮8上。驱动力由电机(图未示)传递给驱动滚轮7,再带动鼓形模6,使鼓形模内周的向心加速度通常达到3g-5g,最高达15g。
在这种情况下,通过一侧模框板5上的开口5a从纵向伸入一可移动的传送器9,用传送器9将混凝土浇注进或倒入鼓形模6中。然后可移动的传送器9向外通过开口5a从所述鼓形模6中退出并停止在一预定位置上。另一方向,在鼓形模中6中,在其内表面上形成了厚度均匀的混凝土层。在这之后,提高电动机的输出功率,从而增加鼓形模6的转速,使鼓形模6的内表面的向心加速度达到20g-50g,最好是30g-40g。这样,混凝土层中的水被挤出,使混凝土层紧密结合或称物理硬化。这一步骤所需时间根据管子的最终厚度、混凝土的稠度以离心力的大小而定。一般来说,加工直径为500毫米的管子需15分钟左右,加工直径为3米的管子需40-60分钟。
在这种情况下,混凝土层1的径向内部由较大部分水泥和细小的粒料组合,从而使这部分区域相对较软。因为管子的最内部分是水,在经过上述的时间后,需将鼓形模停下来以便将水排出。
2)形成防腐层2的步骤:
ⅰ)在混凝土层受外力而紧密结合或称物理硬化后但尚未经过化学硬化时,是属于人们所熟知的新浇混凝土。在所述的新浇混凝土化学硬化之前,必须开始进行形成防腐层2的步骤。在鼓形模停止转动之后,立即通过开口5a沿纵向将一喷射管10插进鼓形模6中。然后打开阀门(图未示),注入与硬化剂混合的亲水性树脂(比如两种
液体型水乳化环氧树脂),同时再次启动鼓形模6,使鼓形模6内表面的向心加速度达到5g-20g。
在这种情况下,由于离心力的作用,具有良好流动性的树脂迅速扩散遍布在混凝土层1上,从而在很短的时间内就可形成厚度均匀的树脂层11。
如上所述,树脂必须具有亲水性,因为它们要与尚未固化的混凝土层1接触。
在这一实施例中所用的亲水性树脂,其中的双酚A型环氧树脂(Yuka Shell Epoxy株式会社,商品各为EPIKOTE828)用水乳化,水与树脂的比例为1比1-40重量份。在经过上面的处理后,再用Dow化学有限公司的Dez331或Asahi Kasei株式会社的AER331。在上面的过程中,水最好只占很小的比例。
另一方面,硬化剂包括聚酰胺-胺,改型的聚酰胺-胺,脂族多胺,改型的脂族多胺等。将30-70重量份的上述任一种硬化剂与100重量份的亲水性树脂混合。
图3所示的喷射管10的内径为2-3厘米,亲水性树脂以每秒0.2-0.4米的速度从中排出。另外,一硬化剂管10′在离喷射管10的喷口1.2米处与其相通,即使它们的混合物中硬化剂的重量份为70。然而因为树脂通常需经七分钟左右后才会固化,所以不会阻塞管10。
在树脂层11形成后,通过开口5a迅速将喷射管10抽出鼓形模6,并将其放在鼓形模的一预定位置上。
ⅱ)在喷射管10被退出鼓形模6后,紧接着将一注料斗放入鼓形模6中。如图4所示,所述注料斗12的纵向长度与鼓形模6大
致相同,其中装有填料或类似物。所述填料或类似物通过底部打开的门12a遍布在树脂层11的内表面上。
随后通过开口5a将注料斗12退出鼓形模6,并将其停放在另一预定位置上。同时提高电动机的输出功率,使模具的向心加速度最好达10g-15g,最高可达30g-40g。
因为注料斗12在纵向方向上具有与鼓形模6大致相同的长度,填料13在很短的时间内就被均匀地遍布在树脂层11上。鼓形模6在这种情况下转动适当的时间后,在树脂固化后停下来。
按照这种制造方法,树脂与填料的比例可有很大的变化范围。
ⅲ)在上述步骤ⅱ)中,填料13在开始撒布时浮在树脂层11上。然后,填料13中粗颗粒在离心力的作用下渗进尚未凝固的混凝土层1中。这样,就形成了由树脂和混凝土组成的混合中间层4,中间层4具有介于混凝土层1和防腐层2之间的特性,如图1A和1B所示。
因为填料13中比较细小的颗粒分布在靠近防腐层2的内表面附近,由此可获得一具有较小粗糙系数的光滑表面。
如果需要制造对化学物品有较高的耐腐蚀性和有较高强度的混凝土复合管A;就必须增加防腐层2的厚度以便满足需要。
上面已对内层为防腐层的复合管进行了描述。如果复合管的外层也需制成防腐层时,外层防腐层就须用离心法制成,当防腐层在离心作用下尚未固化时,将混凝土浇注在防腐层的内表面上。也可以将混凝土层的内、外表面均制成防腐层。
经试验发现,即使本发明的复合管的外表面被加热至90℃,内表面被加热至50℃时,按照上述方法制成的混凝土型复合管也不会
出现剥落。
1.本发明的混凝土型复合管具有下列优点和作用:
ⅰ)较大的刚性和强度,以及良好的耐腐蚀性。
ⅱ)混合中间层对混凝土层和防腐层有可靠的保护作用,使它们不会出现剥落。
2.制造本发明的混凝土型复合管的方法具有下列优点和作用:
ⅰ)连续地将树脂和填料撒布在尚未凝固的混凝土层上,用离心方式形成防腐层,由此形成的由树脂和混凝土组成的混合中间层具有介于混凝土层和防腐层之间的特性。
ⅱ)倒入的树脂具有良好的流动性,它们在离心力作用下迅速散开,从而在很短的时间内就形成了厚度均匀的树脂层。
ⅲ)随树脂之后放入的填料是从一注料斗中撒进的,该注料斗的长度与混凝土层的长度近似相等,这样,填料也在很短的时间内被均匀地遍布在树脂层上。
ⅳ)树脂和填料用结构简便的装置被分别放入模具中,因为具有较高的经济性。此外,在使用之后,清洗装置也很容易,节省了劳动力。