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摘要：供水钢管的水泥砂浆内防腐施工工艺有着近百年的发展历史，技术水平日益精进，逐渐成为简便易行、成本低廉、安全可靠的钢管防护方案，被广泛应用于国内外各供水工程。特别是在高新材料和技术应用欠发展的国家地区，水泥砂浆钢管内防腐作为一项成熟的传统工艺在工程领域扮演着十分重要的角色。
关键词：供水钢管；水泥砂浆；防腐；工艺；工程
Abstract: Steel Water cement mortar, anti-corrosion construction process has nearly a hundred years of development history, increasingly sophisticated level of technology, becoming simple, low-cost, safe and reliable pipe protection program, is widely used in water supply projects at home and abroad. Cement mortar steel pipe anti-corrosion especially in high-tech materials and technology applications underdeveloped countries and regions, as a mature traditional craft in the engineering field plays an important role.Keywords: Steel Water; cement mortar; preservation; process; Engineering
中图分类号：TU511.3+7 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
前言
钢管生产后若不立即进行防腐处理会慢慢出现锈蚀，而对于供水钢管来说，即便生活用水腐蚀性较小，但天长日久也会对未经防护的钢管内壁产生侵蚀，造成锈蚀、起皮、脱落，从而影响管道寿命和供水水质。尤其是大口径长距离输水钢管，其使用年限较长，腐蚀不易察觉，检修和改造的工程量大、代价高，因此，输水钢管必须做好防腐处理。
防腐處理包括内防腐和外防腐，外防腐是指对钢管外壁进行防腐处理，一般使用防腐漆、防腐沥青等进行防护，以避免地下水、管周土壤、生物和微生物等对钢管造成侵害；内防腐则指对钢管内壁进行防腐处理，一般使用水泥砂浆、化学涂料等进行防护，主要防止管内输送的流体物质对管壁造成侵害，并为该物质在输送过程中的质量和安全性能提供保障。下面对供水钢管的水泥砂浆内防腐施工工艺进行探讨。
一、水泥砂浆内防腐的优点
水泥砂浆内防腐施工是一项非常成熟、非常实用的钢管防护工艺，在国内外各类供水工程中成功施用的案例比比皆是。其优越性主要体现在以下几个方面。
1、防腐性能可靠
水泥砂浆内防腐将钢管内壁与水或空气隔离，形成一层致密的保护层，从而抑制了钢管内壁被氧化和腐蚀。相比其它的防腐涂层而言，水泥砂浆和钢管内壁粘结力更大，因为水泥颗粒的水化作用形成了凝胶体，对钢管内壁产生胶结力，水泥砂浆硬结时体积收缩而紧贴在钢管内壁，产生摩擦力，钢管内壁凹凸不平，与水泥砂浆之间生产的机械咬合作用形成挤压力。以上三种粘结应力的存在使水泥砂浆与钢管内壁紧密结合，不易剥落。同时, 由于水泥砂浆和钢管的热膨胀系数基本相同，所以不会因环境温度的变化而造成砂浆层的剥离。
2、水力条件优越
水泥砂浆内防腐层表面平整，不仅可以防腐，而且还能阻垢。经过实际检测证明，水泥砂浆内防腐平整均匀，可将钢管内壁的凹凸不平和焊缝全部覆盖。水泥砂浆内防腐表面能够形成一层含锰的滑腻物，从而降低摩擦阻力，其粗糙系数约为0.012左右，并且随着使用年限的延长还会逐渐降低，而钢管和铸铁管的粗糙系数约为0.016—0.024。因此，水泥砂浆内防腐有利于减少消减损失，提高钢管的输水能力，节能降耗。
3、经济效益明显
水泥砂浆内防腐施工材料来源广，动员速度快，施工周期短，防腐效果好，可有效降低管道工程的建设成本。
二、施工工艺主要作业流程
水泥砂浆内防腐的施工方法主要有两种，一种是离心法，另一种是喷涂法。离心法是指使用离心机等设备使水泥砂浆随钢管高速旋转，产生较大的离心力，从而均匀附着在钢管内壁上的施工工艺，一般适用于直径400mm以下的管道内防腐施工。喷涂法是指使用喷涂机将水泥砂浆在钢管内部涂抹并压光的施工工艺，一般适用于直径700mm以上的管道内防腐施工。下面以喷涂法为例介绍供水钢管内防腐施工工艺的主要作业流程。
1、防腐前的准备工作
钢管的水泥砂浆内防腐既可以在钢管厂或现场堆管场集中施工，也可以待钢管安装就位、焊接完毕后整体施工。集中施工时应在钢管两头预留足够的焊接区域，待安装、焊接完毕后再补全防腐层。
开始施工前首先要试配砂浆并检测核实其性能指标，包括和易性、坍落度和抗压强度等各个方面。然后要检查钢管质量是否符合项目规范要求，并确保钢管处于稳固状态。最后要对钢管内壁进行清理，以保证砂浆层与管壁能够良好地粘接。对于已经开始生锈的钢管要进行除锈处理，常见的除锈方法有抛丸法和喷砂法，钢管直径较大时一般使用喷砂法来除锈。喷砂除锈法需要发电机、空压机、砂罐和砂，为便于施工最好采用移动式设备。
2、防腐工作主要流程
钢管内壁清理完毕并充分湿润后即可开始防腐施工，施工主要工作流程为：设备安装就位——拌制水泥砂浆——填料和喷涂——完工清理——养护——质量检查。
为了便于施工废水流出，避免破坏喷涂完毕、尚未终凝的砂浆，一般应从钢管较高的一端开始施工，逐渐退向另一端。因此，开始施工时应先将喷涂机安装在施工段的较高处作为起始点，同时将混凝土泵置于喷涂机稍低的一侧，用泵送混凝土管道将二者联接起来。接通电源并向料斗中加水进行试运转，以湿润料斗并确认设备处于良好的工作状态。为保证用电安全应使用完好无接头的防水电线，并且一旦发现破损立即全部更换。
水泥砂浆可使用拌和站集中拌制，也可以使用移动式滚洞搅拌机进行现场拌制，水、水泥、砂的比例一般为0.6:1:3。砂浆的和易性和坍落度是保证施工质量的关键因素，和易性不好产生离析或是坍落度过大和过小都将不利于砂浆保护层的均匀性、完好性和粘接性。实际施工时经常按比例掺入一些添加剂如微沫剂 、防水粉等，以改善它的和易性与粘稠度。
开启喷涂机和混凝土泵，将砂浆填入混凝土泵，开始喷涂作业。喷头开始出浆时调整砂浆流量和抹压装置以达到满意的喷涂效果，然后启动设备的牵引装置，使喷涂机匀速向稍低处后退，确保喷涂后砂浆的平整性和连续性。在施工过程中应密切关注喷涂效果，发现问题立即调整解决。
完工或停工后要排净料斗内余料并立即用水清理料斗、管路和喷头中的残余砂浆。然后切断电源，拆开喷头和管路，对各部位进行检查，确保清理干净。最后将设备擦净晾干后妥善保管，以便下次使用。
完成喷涂的钢管两端要尽量设置遮挡，避免阳光直射和风沙进入，以防止砂浆层过快失水出现干缩裂缝。砂浆终凝后要经常洒水保持湿润，养护2-3天后方可扰动，以免出现裂缝。
质量检查的主要指标有：厚度、均匀度、完整性、外观是否满足规范标准要求，有无裂缝、空鼓、麻面、离析、脱落等现象，同条件养护的砂浆试块强度是否合格。一般情况下要求：砂浆试块强度不小于30MPa，厚度偏差不大于±2，用300mm直尺检测轴向平整度时不得有超过2mm的间隙，空鼓面积每平方米不得超过2处且每处不得大于100cm2，麻点蜂窝等表面缺陷每处面积不得大于5cm2，麻点蜂窝等表面缺陷深度不得大于2mm。
水泥砂浆内防腐在施工初期往往会产生细小裂缝，这主要是由于水泥砂浆在空气中硬结时体积收缩所致。通过加入添加剂或提高养护期的温度和湿度可有效减少裂缝的产生。另外，水泥砂浆的最终收缩期约为1-2年，钢管投入运行后，水泥砂浆长期在水中继续硬结，可使裂缝自动弥合，不会影响钢管内防腐的效果。
三、安全注意事项
1、水泥砂浆喷涂机管路发生故障时必须立即停机、断电、卸压后方可处理。
2、施工现场需采取行人和车辆安全防护措施，如设置围挡和安全标志。
3、在管道内进行施工作业时必须保证通风良好，并对作业环境的空气质量进行动态监测。
4、电气、电线必须符合施工用电安全技术的要求。
5、施工过程中不得使用容易引起环境、管道或水质污染的原材料和添加剂。
6、为保证砂浆与钢管的粘接效果，作业过程中对钢管造成的污染要在喷涂砂浆前予以清除。
7、设备在坡度较大的管段作业时要注意防溜、防滑，须经常检查设备的行走和制动装置，发现问题立即停工检修。
8、场地集中施工时应确保钢管的稳固性，基坑整体施工时应预防雨水灌入。
结语
供水钢管的水泥砂浆内防腐施工工艺高效廉价，一台喷涂机一般只配三个人，喷涂厚度为2cm时工作效率可高达每小时150平方米。同时，喷涂机和混凝土泵都具有体积小、重量轻、易操作等特点，运行、维护、修理费用十分低廉。另外，在材料方面，砂和水泥都是常见的工程材料，价格便宜、料源充足、运输和仓储都非常方便。正是由于这些优势的存在，水泥砂浆防腐施工工艺在工程领域长期保持着难以取代的地位。
关键词：供水钢管；水泥砂浆；防腐；工艺；工程
Abstract: Steel Water cement mortar, anti-corrosion construction process has nearly a hundred years of development history, increasingly sophisticated level of technology, becoming simple, low-cost, safe and reliable pipe protection program, is widely used in water supply projects at home and abroad. Cement mortar steel pipe anti-corrosion especially in high-tech materials and technology applications underdeveloped countries and regions, as a mature traditional craft in the engineering field plays an important role.Keywords: Steel Water; cement mortar; preservation; process; Engineering
中图分类号：TU511.3+7 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
前言
钢管生产后若不立即进行防腐处理会慢慢出现锈蚀，而对于供水钢管来说，即便生活用水腐蚀性较小，但天长日久也会对未经防护的钢管内壁产生侵蚀，造成锈蚀、起皮、脱落，从而影响管道寿命和供水水质。尤其是大口径长距离输水钢管，其使用年限较长，腐蚀不易察觉，检修和改造的工程量大、代价高，因此，输水钢管必须做好防腐处理。
防腐處理包括内防腐和外防腐，外防腐是指对钢管外壁进行防腐处理，一般使用防腐漆、防腐沥青等进行防护，以避免地下水、管周土壤、生物和微生物等对钢管造成侵害；内防腐则指对钢管内壁进行防腐处理，一般使用水泥砂浆、化学涂料等进行防护，主要防止管内输送的流体物质对管壁造成侵害，并为该物质在输送过程中的质量和安全性能提供保障。下面对供水钢管的水泥砂浆内防腐施工工艺进行探讨。
一、水泥砂浆内防腐的优点
水泥砂浆内防腐施工是一项非常成熟、非常实用的钢管防护工艺，在国内外各类供水工程中成功施用的案例比比皆是。其优越性主要体现在以下几个方面。
1、防腐性能可靠
水泥砂浆内防腐将钢管内壁与水或空气隔离，形成一层致密的保护层，从而抑制了钢管内壁被氧化和腐蚀。相比其它的防腐涂层而言，水泥砂浆和钢管内壁粘结力更大，因为水泥颗粒的水化作用形成了凝胶体，对钢管内壁产生胶结力，水泥砂浆硬结时体积收缩而紧贴在钢管内壁，产生摩擦力，钢管内壁凹凸不平，与水泥砂浆之间生产的机械咬合作用形成挤压力。以上三种粘结应力的存在使水泥砂浆与钢管内壁紧密结合，不易剥落。同时, 由于水泥砂浆和钢管的热膨胀系数基本相同，所以不会因环境温度的变化而造成砂浆层的剥离。
2、水力条件优越
水泥砂浆内防腐层表面平整，不仅可以防腐，而且还能阻垢。经过实际检测证明，水泥砂浆内防腐平整均匀，可将钢管内壁的凹凸不平和焊缝全部覆盖。水泥砂浆内防腐表面能够形成一层含锰的滑腻物，从而降低摩擦阻力，其粗糙系数约为0.012左右，并且随着使用年限的延长还会逐渐降低，而钢管和铸铁管的粗糙系数约为0.016—0.024。因此，水泥砂浆内防腐有利于减少消减损失，提高钢管的输水能力，节能降耗。
3、经济效益明显
水泥砂浆内防腐施工材料来源广，动员速度快，施工周期短，防腐效果好，可有效降低管道工程的建设成本。
二、施工工艺主要作业流程
水泥砂浆内防腐的施工方法主要有两种，一种是离心法，另一种是喷涂法。离心法是指使用离心机等设备使水泥砂浆随钢管高速旋转，产生较大的离心力，从而均匀附着在钢管内壁上的施工工艺，一般适用于直径400mm以下的管道内防腐施工。喷涂法是指使用喷涂机将水泥砂浆在钢管内部涂抹并压光的施工工艺，一般适用于直径700mm以上的管道内防腐施工。下面以喷涂法为例介绍供水钢管内防腐施工工艺的主要作业流程。
1、防腐前的准备工作
钢管的水泥砂浆内防腐既可以在钢管厂或现场堆管场集中施工，也可以待钢管安装就位、焊接完毕后整体施工。集中施工时应在钢管两头预留足够的焊接区域，待安装、焊接完毕后再补全防腐层。
开始施工前首先要试配砂浆并检测核实其性能指标，包括和易性、坍落度和抗压强度等各个方面。然后要检查钢管质量是否符合项目规范要求，并确保钢管处于稳固状态。最后要对钢管内壁进行清理，以保证砂浆层与管壁能够良好地粘接。对于已经开始生锈的钢管要进行除锈处理，常见的除锈方法有抛丸法和喷砂法，钢管直径较大时一般使用喷砂法来除锈。喷砂除锈法需要发电机、空压机、砂罐和砂，为便于施工最好采用移动式设备。
2、防腐工作主要流程
钢管内壁清理完毕并充分湿润后即可开始防腐施工，施工主要工作流程为：设备安装就位——拌制水泥砂浆——填料和喷涂——完工清理——养护——质量检查。
为了便于施工废水流出，避免破坏喷涂完毕、尚未终凝的砂浆，一般应从钢管较高的一端开始施工，逐渐退向另一端。因此，开始施工时应先将喷涂机安装在施工段的较高处作为起始点，同时将混凝土泵置于喷涂机稍低的一侧，用泵送混凝土管道将二者联接起来。接通电源并向料斗中加水进行试运转，以湿润料斗并确认设备处于良好的工作状态。为保证用电安全应使用完好无接头的防水电线，并且一旦发现破损立即全部更换。
水泥砂浆可使用拌和站集中拌制，也可以使用移动式滚洞搅拌机进行现场拌制，水、水泥、砂的比例一般为0.6:1:3。砂浆的和易性和坍落度是保证施工质量的关键因素，和易性不好产生离析或是坍落度过大和过小都将不利于砂浆保护层的均匀性、完好性和粘接性。实际施工时经常按比例掺入一些添加剂如微沫剂 、防水粉等，以改善它的和易性与粘稠度。
开启喷涂机和混凝土泵，将砂浆填入混凝土泵，开始喷涂作业。喷头开始出浆时调整砂浆流量和抹压装置以达到满意的喷涂效果，然后启动设备的牵引装置，使喷涂机匀速向稍低处后退，确保喷涂后砂浆的平整性和连续性。在施工过程中应密切关注喷涂效果，发现问题立即调整解决。
完工或停工后要排净料斗内余料并立即用水清理料斗、管路和喷头中的残余砂浆。然后切断电源，拆开喷头和管路，对各部位进行检查，确保清理干净。最后将设备擦净晾干后妥善保管，以便下次使用。
完成喷涂的钢管两端要尽量设置遮挡，避免阳光直射和风沙进入，以防止砂浆层过快失水出现干缩裂缝。砂浆终凝后要经常洒水保持湿润，养护2-3天后方可扰动，以免出现裂缝。
质量检查的主要指标有：厚度、均匀度、完整性、外观是否满足规范标准要求，有无裂缝、空鼓、麻面、离析、脱落等现象，同条件养护的砂浆试块强度是否合格。一般情况下要求：砂浆试块强度不小于30MPa，厚度偏差不大于±2，用300mm直尺检测轴向平整度时不得有超过2mm的间隙，空鼓面积每平方米不得超过2处且每处不得大于100cm2，麻点蜂窝等表面缺陷每处面积不得大于5cm2，麻点蜂窝等表面缺陷深度不得大于2mm。
水泥砂浆内防腐在施工初期往往会产生细小裂缝，这主要是由于水泥砂浆在空气中硬结时体积收缩所致。通过加入添加剂或提高养护期的温度和湿度可有效减少裂缝的产生。另外，水泥砂浆的最终收缩期约为1-2年，钢管投入运行后，水泥砂浆长期在水中继续硬结，可使裂缝自动弥合，不会影响钢管内防腐的效果。
三、安全注意事项
1、水泥砂浆喷涂机管路发生故障时必须立即停机、断电、卸压后方可处理。
2、施工现场需采取行人和车辆安全防护措施，如设置围挡和安全标志。
3、在管道内进行施工作业时必须保证通风良好，并对作业环境的空气质量进行动态监测。
4、电气、电线必须符合施工用电安全技术的要求。
5、施工过程中不得使用容易引起环境、管道或水质污染的原材料和添加剂。
6、为保证砂浆与钢管的粘接效果，作业过程中对钢管造成的污染要在喷涂砂浆前予以清除。
7、设备在坡度较大的管段作业时要注意防溜、防滑，须经常检查设备的行走和制动装置，发现问题立即停工检修。
8、场地集中施工时应确保钢管的稳固性，基坑整体施工时应预防雨水灌入。
结语
供水钢管的水泥砂浆内防腐施工工艺高效廉价，一台喷涂机一般只配三个人，喷涂厚度为2cm时工作效率可高达每小时150平方米。同时，喷涂机和混凝土泵都具有体积小、重量轻、易操作等特点，运行、维护、修理费用十分低廉。另外，在材料方面，砂和水泥都是常见的工程材料，价格便宜、料源充足、运输和仓储都非常方便。正是由于这些优势的存在，水泥砂浆防腐施工工艺在工程领域长期保持着难以取代的地位。