一種玻璃鋼纖維混凝土復合管的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種玻璃鋼纖維混凝土復合管，包括管狀的混凝土層及設置在混凝土層內壁的玻璃鋼層，所述玻璃鋼層進一步包括一玻璃鋼內襯、玻璃鋼外襯及鋼絲網層，所述鋼絲網層夾持在內襯與外襯之間，所述鋼絲網層包括多個與鋼絲網結為一體的連接凸起，該連接凸起穿過外襯并伸入到混凝土層。采用本發明的技術方案，在玻璃鋼纖維混凝土復合管中加入了鋼絲網和玻璃纖維，起到相互間牽拉的作用；同時鋼絲網具有多個伸出玻璃鋼外襯的凸起，與混凝土能夠更加緊密結合，大大增強了混凝土軸向的抗拉強度。
【專利說明】一種玻璃鋼纖維混凝土復合管

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于輸送高壓液體的管道，特別涉及一種埋設在地下用于給排水系統中的玻璃鋼纖維混凝土復合管。

【背景技術】
[0002]在城市中鋪設給排水管道或其他液體輸送管道，為了減少對地面設施的破壞，通常采用頂管機將一段輸水管在地下往前頂進鋪設而成，這種施工方式雖然對地表沒有破壞，但對輸水管的強度要求卻很高，而同時輸水管還要承受高內壓，以滿足高壓力輸水之用。
[0003]現有技術中通常使用的鋼筋混凝土玻璃鋼復合管，其內襯是玻璃鋼層，在玻璃鋼層的外面包裹有鋼筋混凝土層。以玻璃鋼層作內襯可以防止生銹、減少污染，鋼筋混凝土層作為承受頂管作業時的巨大軸向壓力。但由于鋼筋混凝土屬于脆性材料，它雖然能承受巨大的頂進壓力，但所能承受的拉力卻非常小，當管內的壓力較大時，玻璃鋼層就會產出向外的膨脹力，該膨脹力直接作用在外壁的鋼筋混凝土層上，此時鋼筋混凝土層就會承受很大的拉力，當拉應力大于鋼筋混凝土層較小的抗拉強度極限，鋼筋混凝土層就會發生漲碎而使管道破裂。因此，這種鋼筋混凝土玻璃鋼復合管只適合輸送內壓較低液體的工況下使用。


【發明內容】

[0004]有鑒于此，本發明提供一種即能承受軸向壓力又能承受徑向壓力的玻璃鋼纖維混凝土復合管。
[0005]一種玻璃鋼纖維混凝土復合管，包括管狀的混凝土層及設置在混凝土層內壁的玻璃鋼層。所述玻璃鋼層進一步包括一玻璃鋼內襯、玻璃鋼外襯及鋼絲網層，所述鋼絲網層夾持在所述玻璃鋼內襯與所述玻璃鋼外襯之間。所述鋼絲網層包括多個與鋼絲網結為一體的連接凸起。該連接凸起穿過外襯伸入到混凝土層中。
[0006]優選地，所述鋼絲網包括多根相互平行的軸向鋼絲和多根相互平行的徑向鋼絲，所述軸向鋼絲平行于管道的軸向，所述徑向鋼絲與所述軸向鋼絲基本垂直，所述連接凸起為所述徑向鋼絲彎折而成。
[0007]優選地，所述連接凸起為三角形且其頂點嵌入混凝土層。
[0008]優選地，所述連接凸起為倒立的梯形或三角形，其邊長較短的一邊或頂點設置在玻璃鋼層。
[0009]優選地，所述玻璃鋼外襯由浸潤有樹脂的玻璃纖維纏繞所述鋼絲網而形成。
[0010]優選地，所述軸向鋼絲與徑向鋼絲形成多個近似正方形，所述正方形的邊長在5至7公分之間，所述玻璃鋼層的厚度為2至6_，所述連接凸起穿出玻璃鋼層的高度為I至3公分。
[0011]優選地，所述玻璃鋼內襯進一步沿玻璃鋼外襯方向依次包括表面紗層、針織紗層、網格布層以及玻璃纖維層；
[0012]所述玻璃纖維層由浸潤有樹脂的玻璃纖維纏繞鋼絲網而成；
[0013]所述表面紗層、針織紗層、網格布層、玻璃纖維層鋼絲網層及玻璃纖維層各層之間通過涂覆樹脂、固化樹脂使各層結合成一體形成玻璃鋼內的玻璃鋼襯。
[0014]優選地，所述玻璃鋼層通過混凝土凝固與混凝土層固結為一體。
[0015]本發明還公開了一種玻璃鋼纖維混凝土復合管，其包括管狀的混凝土層及設置在混凝土層內壁的玻璃鋼層。所述玻璃鋼纖維混凝土復合管進一步包括一自所述混凝土層向內延伸而出的鋼絲網結構。該鋼絲網結構包括一鋼絲網本體及一連接凸起部。該連接凸起部的一端嵌入到該混凝土層且通過混凝土凝結一體成型。該連接凸起部相對的另一端與嵌入到玻璃鋼層且通過樹脂固化與玻璃鋼層一體成型。
[0016]優選地，所述玻璃鋼層進一步包括一玻璃鋼內襯、玻璃鋼外襯及鋼絲網層，所述鋼絲網層夾持在內襯與外襯之間，所述連接凸起為鋼絲網層中的鋼絲彎折而成。
[0017]與現有技術相比，采用本發明的技術方案，在玻璃鋼纖維混凝土復合管中加入了鋼絲網和玻璃纖維，起到相互間牽拉的作用，同時鋼絲網具有多個伸出玻璃鋼外襯的凸起，與混凝土能夠更加緊密結合，并使拉力能均勻傳送至混凝土層，大大增強了復合管的抗拉能力。由于采用玻璃纖維材料，其重量也更輕，且內表面光滑耐腐蝕不易附著污垢，可廣泛應用于飲水管道或排水管道等地埋頂進輸液管。
[0018]上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發明的上述和其它目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉實施例，并配合附圖，詳細說明如下。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發明玻璃鋼纖維混凝土復合管管壁截面的結構框圖；
[0020]圖2是本發明中所采用的內模的結構示意圖；
[0021]圖3是本發明中所采用的外模的結構示意圖；
[0022]圖4是本發明中所采用的脫模機構的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0023]為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的玻璃鋼纖維混凝土復合管，詳細說明如下:
[0024]參見圖1，所示為本發明玻璃鋼纖維混凝土復合管管壁截面的結構框圖，包括管狀的混凝土層I及設置在混凝土層I內壁的玻璃鋼層2，玻璃鋼層2進一步包括沿徑向由內向外依次設置的一玻璃鋼內襯3、鋼絲網層4及玻璃鋼外襯5，所述鋼絲網層4夾持在內襯3與外襯5之間，所述鋼絲網層4包括多個與鋼絲網結為一體的連接凸起6，該連接凸起6穿過外襯5并伸入到混凝土層I中。本發明的技術方案通過鋼絲網結構使混凝土層I與玻璃鋼層2緊密結合在一起，鋼絲網結構中的連接凸起6伸出玻璃鋼外襯5，在澆筑混凝土時，該連接凸起6能夠伸入混凝土層1，從而使玻璃鋼層2和混凝土層I結合在一起。當該復合管的玻璃鋼內壁承受很大壓力時，混凝土層就會承受很大的拉力，該拉力通過鋼絲網結構再作用在外壁的鋼筋混凝土層上，由于鋼絲網抗拉能力強，實際作用在鋼筋混凝土層的拉力大大降低；同時由于通過鋼絲網結構中的眾多連接凸起使玻璃鋼層和混凝土層更緊密結合在一起，所承受的拉力能夠均勻傳送至混凝土層，從而使該復合管抗壓抗拉能力都非常好，大大降低了混凝土層發生漲碎而使管道破裂的風險。
[0025]其中，所述鋼絲網包括多根相互平行的軸向鋼絲和多根相互平行的徑向鋼絲，所述軸向鋼絲平行于管道的軸向，所述徑向鋼絲與所述軸向鋼絲基本垂直，所述連接凸起為所述徑向鋼絲彎折而成。
[0026]鋼絲網的軸向鋼絲與徑向鋼絲形成近似正方形網格，網格越大，內襯與外襯之間的拉力越小；反之，網格越小，內襯與外襯之間的拉力越大；在一種優選的實施方式中，正方形網格的邊長在5至7公分之間。
[0027]—般玻璃鋼層2的厚度為2至6_。通過浸潤有樹脂的玻璃纖維纏繞所述鋼絲網，待樹脂固化后形成玻璃鋼外襯5，鋼絲網結構中的多個連接凸起伸出該玻璃鋼外襯。一般纏繞I至3層浸潤有樹脂玻璃纖維絲形成玻璃纖維層；經該玻璃纖維織絲緊密纏繞后極大增大玻璃鋼的剛度，而且即便有部分玻璃纖維絲斷裂，也不會發生爆管事故。
[0028]在一種優選實施方式中，所述伸出玻璃鋼外襯的連接凸起的高度在1-3公分之間。
[0029]在一種優選實施方式中，所述伸出玻璃鋼外襯的連接凸起為三角形，且頂點面向混凝土層；由于該連接凸起結構為三角形且其頂點面向混凝土層，在玻璃鋼外襯的玻璃纖維纏繞時，便于連接凸起伸出該玻璃鋼外襯。
[0030]在一種優選實施方式中，所述連接凸起為倒立的梯形或三角形，其邊長較短的一邊或頂點設置在玻璃鋼層。由于該連接凸起結構為倒立的梯形或三角形且其底邊面向所述混凝土層，增大了連接凸起與混凝土層的結合面，使玻璃鋼層與混凝土層的緊固效果更好。
[0031]在一種優選實施方式中，所述玻璃鋼內襯進一步沿玻璃鋼外襯方向依次包括表面紗層、針織紗層、網格布層以及玻璃纖維層；
[0032]所述玻璃纖維層由浸潤有樹脂的玻璃纖維纏繞鋼絲網而成；
[0033]所述表面紗層、針織紗層、網格布層、玻璃纖維層鋼絲網層及玻璃纖維層各層之間通過涂覆樹脂、固化樹脂使各層結合成一體形成玻璃鋼層內襯3。在玻璃鋼內襯3套設鋼絲網4并通過在鋼絲網上纏繞浸置樹脂的玻璃纖維形成玻璃鋼外襯5 (該過程已在上述文字中說明)，進而形成玻璃鋼層所述玻璃鋼層通過混凝土凝固與混凝土層固結為一體形成玻璃鋼纖維混凝土復合管。
[0034]玻璃鋼內襯3制備過程如下:
[0035]先在內模的外表面設置薄膜層，該薄膜層用于防止樹脂浸入到內模的外表面；
[0036]在該薄膜層表面涂覆樹脂后纏繞表面紗形成表面紗層；該表面紗層用于吸附更多的樹脂，使樹脂更為均勻，在固化后結合更為緊密；
[0037]在該表面紗層表面涂覆樹脂后纏繞針織紗形成針織紗層；該針織紗層和表面紗層的材料都為石棉，其作用也相近；
[0038]在該針織紗層表面涂覆樹脂后纏繞網格布形成網格布層；該網格布層的材料為滌綸，能夠增加玻璃鋼內襯的徑向張力；
[0039]在該網格布層表面纏繞I至3層浸潤有樹脂玻璃纖維織物形成玻璃纖維層；
[0040]在該玻璃纖維層表面持續涂覆樹脂使樹脂滲滿上述各層并結合成一體形成玻璃鋼內襯。
[0041]參見圖2，所示為內模的結構示意圖，內模11包括圓筒狀內模本體111及分別自所述內模本體111相對兩端延伸出的第一轉軸112和第二轉軸113。所述第一轉軸112的圓周面上向外凸伸一圓環狀的限位塊114，并在其端面上開設一凹槽115，這樣在玻璃鋼層成形過程中，通過一旋轉機構與第一轉軸112上開設有的凹槽115相配合來驅動內模11以一定速率進行旋轉，并在轉動的內模11上按照上述玻璃鋼層的成形工藝在內模11上制備得到所需要的玻璃鋼層。其中在第一轉軸112的圓周面上設置有的限位塊114是用于與一脫模機構配合，來實現將內模進行脫離的作用。所述第二轉軸113的端面上設置有一掛鉤116,以方便本發明實施例的內模11在使用時，通過一起吊機構鉤選掛鉤116來實現對內模11進行移動，使內模11以及成型后便于運輸。
[0042]本實施例的內模11在其內模本體111的相對兩端還分別設置有凸緣，定義鄰近第一轉軸112 —側的凸緣為第一凸緣117，另一個凸緣為第二凸緣118，其中所述第一凸緣117的外徑要大于第二凸緣118的外徑，其中第二凸緣118的外徑具體可以等于該所需要制備的玻璃鋼纖維混凝土復合管中玻璃鋼層2的外徑。所述第一凸緣117上開設第一安裝孔119，用于與外模相配合，以實現對內模11外側的玻璃鋼層上澆筑成形混凝土層I。可以理解，在該內模本體111的兩個端部分別設置有的凸緣，可以在該玻璃鋼層2成形時，對組成該玻璃鋼層的各材料進行限位，進而確保了經由該玻璃鋼層2的兩個端部與中間位置處的材質厚度保持一致。
[0043]當然了，本實施例的內模11其也可以在其內模本體111中鄰近第一轉軸112的一端設置有第一凸緣117,并在第一凸緣上開設第一安裝孔119,由上可知，該內模11可與外模進行配合，以實現在已制備完成玻璃鋼層2的內模11和外模31之間進行澆筑混凝土，并形成一混凝土層I。
[0044]由上可知，為了實現上述自旋機構對內模11進行驅動旋轉，本實施例的自旋機構具體可以包括支架平臺(圖未示)，支架平臺的兩端分別設置有滾輪組(圖未示)，用于容置該內模11的第一轉軸112和第二轉軸113，其中該自旋機構中用于驅動內模11進行旋轉的驅動軸(圖未示)可以設置成匹配于該內模11第一轉軸112上開設有凹槽113的插條結構，并通過驅動電機進行驅動旋轉，進而實現了該自旋機構對內模11的驅動旋轉。
[0045]在經由上述玻璃鋼層2形成步驟在內模11上形成的玻璃鋼層2外側澆筑一混凝土層1，其中混凝土層I與所述鋼絲網4上的多個凸起6結為一體。具體地，其包括一個與所述內模11配合的外模。在澆注成型時，首先用外模包圍住內模11，其中內模11與外模31之間留有一定間隙，玻璃鋼層2上形成的凸起6在該空隙中，之后再在外模31與內模11之間的間隙內安置鋼筋籠(圖未示)，然后再往其內澆筑混凝土，等其固化，通過鋼絲網的凸起6使玻璃鋼層2與混凝土層I緊密結合在一起，進而制備得到了玻璃鋼纖維混凝土復合管。
[0046]參見圖3，所示為外模的結構示意圖，外模31包含有兩個對稱設置的半圓體311，所述半圓體311的軸向方向上的開口部上向外延伸有一第一凸筋312，并在第一凸筋312上均勻地開設有多個通孔313，并可以便用螺栓(圖未示)、螺母(圖未示)將兩個半圓體311進行緊固，進而實現該外模31對內模11的包圍。所述半圓體311沿其徑向方向上開口部的一側設置有第二凸筋314，并在該第二凸筋314上開設有第二安裝孔315，用于匹配內模本體111中第一凸緣117上開設有的第一安裝孔119，可以通過將連接件穿插第二安裝孔315與第一安裝孔119，以實現外模31與內模11進行的配合，進而使得進行澆筑時，其往外模31與形成有玻璃鋼層2的內模11之間澆筑混凝土時，其混凝土形成在該玻璃鋼層I的外側，并制備得到完成的玻璃鋼限位混凝土復合管。本實施例優選地，在外模31半圓體311的外圓周面上設置有加強筋316，用于提高該外模31的整體強度，以適應不同規格的復合管的制備要求。
[0047]由上可知，外模31是通過兩個對稱的半圓體311用螺栓、螺母進行緊固而成，在脫模時，僅需要拆卸連接件即可將外模31從玻璃鋼纖維混凝土復合管上拆卸下來。由于內模11是設置在該玻璃鋼纖維混凝土復合管的內部，而該玻璃鋼纖維混凝土復合管的體積大，重量重，這相對于外模31從該玻璃鋼纖維混凝土復合管上的拆卸就顯得尤為困難。為此，本發明的復合管在澆筑完成后需要設置有脫模機構40，用于將內模11從經由混凝土澆筑制備得到的玻璃鋼纖維混凝土復合管上脫離下來。可以理解，本實施例的玻璃鋼纖維復合管在進行脫模時，首先需要對內模11進行脫離，以防止在對內模11進行脫模時，對經玻璃鋼纖維混凝土復合管造成損傷。
[0048]參見圖4,所示為脫模機構的結構示意圖,所述脫模機構40包括一墊塊41、兩個動力臂42，一滑軌43和設于滑軌43上并可相對于滑軌43進行滑移的滑移架44。其中墊塊41是用于安置外模31的，在其遠離地面的一側端面設為圓弧面，以適應外模31的結構。兩個動力臂42是分居在墊塊41的兩側，其內分別設置有驅動件421，并可通過驅動件421的伸縮桿部來推動滑移架44，使其在滑軌43上進行滑移，進而提供了該脫模機構40在工作時將內模11從制備得到的玻璃鋼纖維混凝土復合管內脫離出來的動力。本實施例的動力臂42中的驅動件421優選為液壓鋼，其中該液壓鋼的鋼體部容置于該驅動臂42，伸縮桿部相對于滑移架44垂直設置。所述滑移架44中的橫桿441上開設有一圓弧槽442，用于容置該內模11的轉軸112,其中橫桿441在該圓弧槽442的弧面上向下凹槽有一限位槽443,用于匹配該內模11中的限位塊114。使得該脫模機構40在使用時，可將內模11第一轉軸112圓周面上的限位塊115容置在該滑移架44的限位槽443內，并通過動力臂42內驅動件421的伸縮桿部對滑移架44的推動，使其帶動內模11往遠離玻璃鋼纖維混凝土復合管的方向移動，即實現了將內模11從玻璃鋼纖維混凝土復合管內抽離出來的作用。
[0049]在本發明一種優選的實施方式中，所采用的樹脂為不飽和樹脂。
[0050]在本發明另一種優選的實施方式中，所采用的樹脂為不飽和樹脂、環氧樹脂固化劑和促進劑的混合物。
[0051]本發明還公開了一種另一結構的玻璃鋼纖維混凝土復合管，包括管狀的混凝土層及設置在混凝土層內壁的玻璃鋼層，還進一步包括一鋼絲網結構，該鋼絲網結構自所述混凝土層向內延伸而出，包括一鋼絲網本體及眾多連接凸起部，該連接凸起部的一端嵌入到該混凝土層且通過混凝土凝結一體成型，該連接凸起部相對的另一端與嵌入到玻璃鋼層且通過樹脂固化與玻璃鋼層一體成型。由于鋼絲網結構中連接凸起同時嵌入混凝土層和玻璃鋼層，通過鋼絲網結構使玻璃鋼層和混凝土層完全一體，能結合的更加緊密；所承受的拉力能夠通過鋼絲網結構更均勻傳送至混凝土層，充分發揮鋼絲網的抗拉能力，從而使該復合管抗壓抗拉能力都非常好。
[0052]在一種優選實施方式中，所述玻璃鋼層進一步包括一玻璃鋼內襯、玻璃鋼外襯及鋼絲網層，所述鋼絲網層夾持在內襯與外襯之間，所述連接凸起為鋼絲網層中的鋼絲彎折--? 。
[0053]以上所述，僅是本發明的實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以實施例揭露如上，然而并非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。
【權利要求】
1.一種玻璃鋼纖維混凝土復合管，包括管狀的混凝土層及設置在混凝土層內壁的玻璃鋼層，其特征在于，所述玻璃鋼層進一步包括一玻璃鋼內襯、玻璃鋼外襯及鋼絲網層，所述鋼絲網層夾持在所述玻璃鋼內襯與玻璃鋼外襯之間，所述鋼絲網層包括多個與鋼絲網結為一體的連接凸起，該連接凸起穿過外襯伸入到混凝土層中。
2.根據權利要求1所述的玻璃鋼纖維混凝土復合管，其特征在于，所述鋼絲網包括多根相互平行的軸向鋼絲和多根相互平行的徑向鋼絲，所述軸向鋼絲平行于管道的軸向，所述徑向鋼絲與所述軸向鋼絲基本垂直，所述連接凸起為所述徑向鋼絲彎折而成。
3.根據權利要求1或2所述的玻璃鋼纖維混凝土復合管，其特征在于，所述連接凸起為三角形且其頂點嵌入混凝土層。
4.根據權利要求1或2所述的玻璃鋼纖維混凝土復合管，其特征在于，所述連接凸起為倒立的梯形或三角形，其邊長較短的一邊或頂點設置在玻璃鋼層中。
5.根據權利要求2所述的玻璃鋼纖維混凝土復合管，其特征在于，所述玻璃鋼外襯由浸潤有樹脂的玻璃纖維纏繞所述鋼絲網而形成。
6.根據權利要求1所述的玻璃鋼纖維混凝土復合管，其特征在于，所述軸向鋼絲與徑向鋼絲形成多個近似正方形，所述正方形的邊長在5至7公分之間，所述玻璃鋼層的厚度為2至6_，所述連接凸起穿出玻璃鋼層的高度為I至3公分。
7.根據權利要求1所述的玻璃鋼纖維混凝土復合管，其特征在于，所述玻璃鋼內襯進一步沿玻璃鋼外襯方向依次包括表面紗層、針織紗層、網格布層以及玻璃纖維層； 所述玻璃纖維層由浸潤有樹脂的玻璃纖維纏繞鋼絲網而成； 所述表面紗層、針織紗層、網格布層、玻璃纖維層鋼絲網層及玻璃纖維層各層之間通過涂覆樹脂、固化樹脂使各層結合成一體形成玻璃鋼內的玻璃鋼襯。
8.根據權利要求1所述的玻璃鋼纖維混凝土復合管，其特征在于，所述玻璃鋼層通過混凝土凝固與混凝土層固結為一體。
9.一種玻璃鋼纖維混凝土復合管，包括管狀的混凝土層及設置在混凝土層內壁的玻璃鋼層，其特征在于，所述玻璃鋼纖維混凝土復合管進一步包括一自所述混凝土層向內延伸而出的鋼絲網結構，該鋼絲網結構包括一鋼絲網本體及一連接凸起部，該連接凸起部的一端嵌入到該混凝土層且通過混凝土凝結一體成型，該連接凸起部相對的另一端與嵌入到玻璃鋼層且通過樹脂固化與玻璃鋼層一體成型。
10.根據權利要求9所述的玻璃鋼纖維混凝土復合管，其特征在于，所述玻璃鋼層進一步包括一玻璃鋼內襯、玻璃鋼外襯及鋼絲網層，所述鋼絲網層夾持在內襯與外襯之間，所述連接凸起為鋼絲網層中的鋼絲彎折而成。
【文檔編號】B32B17/10GK104405964SQ201410653144
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月17日 優先權日:2014年11月17日
【發明者】姚春賢, 蔣培林, 沈平 申請人:云峰管業有限公司