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摘要：预应力钢筒混凝土管是一种复合型管材，其制造过程比较复杂。本文介绍了从原材料、生产过程、成品的质量控制，最终生产出满足规范及设计要求的合格产品。
关键词：预应力钢筒混凝土管原材料生产工序质量控制
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
预应力钢筒混凝土管（PCCP）是指在带有钢筒的高强度混凝土管芯上缠绕环向预应力钢丝，再在其上喷制致密的水泥砂浆保护层制成的输水管。该管道材料集合了薄钢板、中厚钢板、异型板、高强预应力钢丝、高强混凝土和橡胶密封圈的原辅材料制造而成，是一种将高强预应力钢丝的抗拉、混凝土的抗压和钢板的抗渗有机结合在一起的具备高强度、高抗渗和高密封性的符合型管材。
由于预应力钢筒混凝土管是一种复合型管材，其制造过程比较复杂。因此产品制造过程中的质量控制尤为重要。整个生产过程中主要抓好原材料质量控制、生产过程中的工序质量控制和成品管质量控制。
1 原材料质量控制
PCCP生产用主要原材料有：水泥、水、骨料、高强钢丝、制筒用薄钢板及制圈用型钢。
1.1水泥
用于管芯混凝土及保护层砂浆的水泥应为由大型回转窑生产的强度等级不低于42.5MPa，满足中国标准GB175的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，且碱含量不大于0.6%，C3A（3CaO·Al2O3）含量不大于8%。
1.2水
用于混凝土、水泥砂浆生产和养护管材的用水除应满足《混凝土拌和用水标准》JGJ63-89的规定外，且要求其pH值大于6.5，氯离子含量小于100mg/L，硫酸根离子含量小于350mg/L。
1.3骨料
细骨料应质地坚硬、清洁、级配良好的天然砂或人工砂。管芯混凝土用砂采用细度模数Mx为3.2～2.3的中粗砂；水泥砂浆保护层采用细度模数Mx为2.2～1.6的细砂，其质量技术要求应符合GB/T14684-2001规范规定，比重不得低于2.6，含泥量不得大于1%，不得采用碱活性骨料。禁止使用海砂。
制管混凝土用的粗骨料应采用质地坚硬、清洁、级配良好的人工碎石或卵石。碎石质量要求应符合GB/T14685的规定，比重不得小于2.6，含泥量不得大于0.5%，不得采用碱活性骨料。粗骨料碎石采用连续级配，最大粒径不超过30mm，且不得大于内外芯层厚度的2/5。
1.4预应力钢丝
缠绕于管芯的预应力钢丝应满足《预应力混凝土管用冷拔钢丝的标准》ASTMA648及GB/T5223规定的力学性能，且不应高于ASTM A648中Ⅱ级钢丝要求。
1.5钢筒用薄钢板
制作钢筒用薄钢板应采用热轧薄钢板，应符合GB700、GB912的规定，薄钢板公称厚度不应小于1.5mm、最小屈服强度不应低于235MPa，标准长度50mm时的断裂伸长率不应小于21%。
1.6承插口用型钢
制造承插口接头钢圈所用的承口鋼板和插口型钢应符合GB/T699、GB/T700、GB3274的规定。钢材的最小屈服强度应不小于207MPa，标准长度50mm时的最小伸长率应为20%。
2 各工序的质量控制
工序质量控制主要包括承插口钢圈制作质量控制、钢筒制作质量控制、管芯混凝土成型及养护质量控制、缠丝质量控制和砂浆保护层质量控制。
2.1承插口质量控制
（1）每个钢圈不允许超过两个接头，且接头焊缝间距不小于500mm。接头对接平整，错边不大于0.5mm，采用双面熔透焊接，并打光磨平。
（2）承插口钢圈直径是质量控制点，涨圆尺寸应严格控制在设计公差范围内。
2.2钢筒质量控制
（1）钢筒采用不小于1.5mm厚热轧薄钢板卷材经焊接制成。钢筒按要求的尺寸精确卷制，钢筒端面倾斜度≤9mm。
（2）钢筒的搭接采用搭接焊，焊缝是螺旋缝、环向缝，不允许出现“十”字形焊缝。焊缝需连续平直，搭接焊时焊缝凸起高度不大于钢板厚度加上1.6mm。外观缺陷处或水压试验检出的缺陷处的补焊焊缝凸起高度不大于2.0mm，且焊缝同一部位补焊不得超过两次。
2.3钢筒打压质量控制
钢筒的水压试验是关键质量控制点，PCCP管的抗渗完全是靠钢筒起作用，所以对钢筒的焊缝应进行抗渗漏试验。
每一节钢筒都必须进行持续不少于3min的静水压检验，以检验所有焊缝。如发现有渗水处，要作好标记，待卸压后补焊，并在补焊后再次进行水压检验，直到钢筒所有焊缝无渗漏为止。
2.4管芯质量控制
质量控制点：混凝土生产配比、混凝土温度、养护温度、养护时间、脱模温差、脱模强度、管芯表面质量。
管芯混凝土采用立式浇筑、风动振动器振捣。混凝土抗压强度不低于C40。外部化学侵蚀环境中管道强度需符合相关耐久性要求。
（1）混凝土制备
每周进行混凝土拌和设备计量系统的精度检测、调整，确保各计量设备精度满足标准要求；每天进行一次砂、石骨料的含水率的测定（阴雨天加大测定频率），然后依据混凝土设计配比进行实际生产配比计算，报生产班组进行混凝土生产；混凝土搅拌出料后进行塌落度、温度、和易性检测，夏季混凝土温度超过32℃时需对骨料采取降温措施加以控制；冬季混凝土温度低于4℃时需对骨料采取保温措施加以控制。混凝土混合物中的水溶性氯离子，以占水泥重量百分比表示，不得超过0.06%。
（2）混凝土浇筑
混凝土拌和物浇筑温度不得低于4℃，不得高于32℃，冬季浇筑时应采取相应的保证措施；每班浇筑取2组试样，试件（试件随管芯同条件养护）测定管芯混凝土的脱模强度、缠丝强度；每班取1组混凝土试件测定管芯28天龄期混凝土抗压强度。
（3）管芯混凝土养护
管芯混凝土采用蒸汽养护，拆模时管芯混凝土强度不低于20Mpa，蒸汽养护时，加速养护期间养护罩内的升温速度不得超过22℃/小时，养护罩内的温度保持在32ºC～52ºC之间，最高恒温温度不超过60ºC；，养护时间维持12小时，脱模温差控制在20℃以内。
（4）管芯表面质量
管芯表面不允许出现蜂窝麻面等不密实现象。对于表面出现的深度或直径大于5mm的凹坑或空隙及高于3mm的凸起，以及超过1.6mm接缝错台需进行修整。对于外表面出现裂缝的管芯做报废处理。
生产过程建立工序质量记录制度，并对所有检验指标、操作人、检验人进行详细记录。
2.5缠丝和喷浆质量控制
（1）缠丝前管芯混凝土抗压强度不可低于设计抗压强度的70%，同时缠丝对混凝土产生的预应力不可超过混凝土抗压强度的55％。
（2）缠丝过程采用拉力自动记录仪全过程记录钢丝缠绕过程预拉力变化；在预应力施加过程中要能连续记录钢丝的张拉应力，张拉力偏离平均值的波动范围不得超过±10%。
（3）预应力钢丝内总的设计缠绕应力不得超过钢丝规定的最小抗拉强度的70%。
（4）每次缠丝前都对管芯表面喷涂一层水泥净浆，水泥净浆用水泥要与管芯混凝土相同，水泥净浆的水灰比为0.625，涂覆量为0.41L/m2。缠丝过程连续喷涂水泥净浆。
（5）最外层砂浆保护层强度不得低于45MPa，并按规范要求进行吸水率检验。
3成品管质量控制
成品质量除控制外观质量、重点控制承插口的尺寸，必须对承、插口进行100%检验，因为承插口的尺寸直接关系到工地安装、接头的密封，一旦接头有问题要浪费大量人力、物力及时间，降低施工速度。
按照规范要求进行抗裂检验内压或抗裂外压检验，以满足检验要求。
4结束语
预应力钢筒混凝土管是一种复合型管材，其制造过程比较复杂，稍有疏漏，就会造成产品不合格甚至报废，所以从原材料的采购、检验、生产过程中每一个环节严格把关、质量控制，最终保证了满足规范、设计要求的合格、优质产品。
关键词：预应力钢筒混凝土管原材料生产工序质量控制
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
预应力钢筒混凝土管（PCCP）是指在带有钢筒的高强度混凝土管芯上缠绕环向预应力钢丝，再在其上喷制致密的水泥砂浆保护层制成的输水管。该管道材料集合了薄钢板、中厚钢板、异型板、高强预应力钢丝、高强混凝土和橡胶密封圈的原辅材料制造而成，是一种将高强预应力钢丝的抗拉、混凝土的抗压和钢板的抗渗有机结合在一起的具备高强度、高抗渗和高密封性的符合型管材。
由于预应力钢筒混凝土管是一种复合型管材，其制造过程比较复杂。因此产品制造过程中的质量控制尤为重要。整个生产过程中主要抓好原材料质量控制、生产过程中的工序质量控制和成品管质量控制。
1 原材料质量控制
PCCP生产用主要原材料有：水泥、水、骨料、高强钢丝、制筒用薄钢板及制圈用型钢。
1.1水泥
用于管芯混凝土及保护层砂浆的水泥应为由大型回转窑生产的强度等级不低于42.5MPa，满足中国标准GB175的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，且碱含量不大于0.6%，C3A（3CaO·Al2O3）含量不大于8%。
1.2水
用于混凝土、水泥砂浆生产和养护管材的用水除应满足《混凝土拌和用水标准》JGJ63-89的规定外，且要求其pH值大于6.5，氯离子含量小于100mg/L，硫酸根离子含量小于350mg/L。
1.3骨料
细骨料应质地坚硬、清洁、级配良好的天然砂或人工砂。管芯混凝土用砂采用细度模数Mx为3.2～2.3的中粗砂；水泥砂浆保护层采用细度模数Mx为2.2～1.6的细砂，其质量技术要求应符合GB/T14684-2001规范规定，比重不得低于2.6，含泥量不得大于1%，不得采用碱活性骨料。禁止使用海砂。
制管混凝土用的粗骨料应采用质地坚硬、清洁、级配良好的人工碎石或卵石。碎石质量要求应符合GB/T14685的规定，比重不得小于2.6，含泥量不得大于0.5%，不得采用碱活性骨料。粗骨料碎石采用连续级配，最大粒径不超过30mm，且不得大于内外芯层厚度的2/5。
1.4预应力钢丝
缠绕于管芯的预应力钢丝应满足《预应力混凝土管用冷拔钢丝的标准》ASTMA648及GB/T5223规定的力学性能，且不应高于ASTM A648中Ⅱ级钢丝要求。
1.5钢筒用薄钢板
制作钢筒用薄钢板应采用热轧薄钢板，应符合GB700、GB912的规定，薄钢板公称厚度不应小于1.5mm、最小屈服强度不应低于235MPa，标准长度50mm时的断裂伸长率不应小于21%。
1.6承插口用型钢
制造承插口接头钢圈所用的承口鋼板和插口型钢应符合GB/T699、GB/T700、GB3274的规定。钢材的最小屈服强度应不小于207MPa，标准长度50mm时的最小伸长率应为20%。
2 各工序的质量控制
工序质量控制主要包括承插口钢圈制作质量控制、钢筒制作质量控制、管芯混凝土成型及养护质量控制、缠丝质量控制和砂浆保护层质量控制。
2.1承插口质量控制
（1）每个钢圈不允许超过两个接头，且接头焊缝间距不小于500mm。接头对接平整，错边不大于0.5mm，采用双面熔透焊接，并打光磨平。
（2）承插口钢圈直径是质量控制点，涨圆尺寸应严格控制在设计公差范围内。
2.2钢筒质量控制
（1）钢筒采用不小于1.5mm厚热轧薄钢板卷材经焊接制成。钢筒按要求的尺寸精确卷制，钢筒端面倾斜度≤9mm。
（2）钢筒的搭接采用搭接焊，焊缝是螺旋缝、环向缝，不允许出现“十”字形焊缝。焊缝需连续平直，搭接焊时焊缝凸起高度不大于钢板厚度加上1.6mm。外观缺陷处或水压试验检出的缺陷处的补焊焊缝凸起高度不大于2.0mm，且焊缝同一部位补焊不得超过两次。
2.3钢筒打压质量控制
钢筒的水压试验是关键质量控制点，PCCP管的抗渗完全是靠钢筒起作用，所以对钢筒的焊缝应进行抗渗漏试验。
每一节钢筒都必须进行持续不少于3min的静水压检验，以检验所有焊缝。如发现有渗水处，要作好标记，待卸压后补焊，并在补焊后再次进行水压检验，直到钢筒所有焊缝无渗漏为止。
2.4管芯质量控制
质量控制点：混凝土生产配比、混凝土温度、养护温度、养护时间、脱模温差、脱模强度、管芯表面质量。
管芯混凝土采用立式浇筑、风动振动器振捣。混凝土抗压强度不低于C40。外部化学侵蚀环境中管道强度需符合相关耐久性要求。
（1）混凝土制备
每周进行混凝土拌和设备计量系统的精度检测、调整，确保各计量设备精度满足标准要求；每天进行一次砂、石骨料的含水率的测定（阴雨天加大测定频率），然后依据混凝土设计配比进行实际生产配比计算，报生产班组进行混凝土生产；混凝土搅拌出料后进行塌落度、温度、和易性检测，夏季混凝土温度超过32℃时需对骨料采取降温措施加以控制；冬季混凝土温度低于4℃时需对骨料采取保温措施加以控制。混凝土混合物中的水溶性氯离子，以占水泥重量百分比表示，不得超过0.06%。
（2）混凝土浇筑
混凝土拌和物浇筑温度不得低于4℃，不得高于32℃，冬季浇筑时应采取相应的保证措施；每班浇筑取2组试样，试件（试件随管芯同条件养护）测定管芯混凝土的脱模强度、缠丝强度；每班取1组混凝土试件测定管芯28天龄期混凝土抗压强度。
（3）管芯混凝土养护
管芯混凝土采用蒸汽养护，拆模时管芯混凝土强度不低于20Mpa，蒸汽养护时，加速养护期间养护罩内的升温速度不得超过22℃/小时，养护罩内的温度保持在32ºC～52ºC之间，最高恒温温度不超过60ºC；，养护时间维持12小时，脱模温差控制在20℃以内。
（4）管芯表面质量
管芯表面不允许出现蜂窝麻面等不密实现象。对于表面出现的深度或直径大于5mm的凹坑或空隙及高于3mm的凸起，以及超过1.6mm接缝错台需进行修整。对于外表面出现裂缝的管芯做报废处理。
生产过程建立工序质量记录制度，并对所有检验指标、操作人、检验人进行详细记录。
2.5缠丝和喷浆质量控制
（1）缠丝前管芯混凝土抗压强度不可低于设计抗压强度的70%，同时缠丝对混凝土产生的预应力不可超过混凝土抗压强度的55％。
（2）缠丝过程采用拉力自动记录仪全过程记录钢丝缠绕过程预拉力变化；在预应力施加过程中要能连续记录钢丝的张拉应力，张拉力偏离平均值的波动范围不得超过±10%。
（3）预应力钢丝内总的设计缠绕应力不得超过钢丝规定的最小抗拉强度的70%。
（4）每次缠丝前都对管芯表面喷涂一层水泥净浆，水泥净浆用水泥要与管芯混凝土相同，水泥净浆的水灰比为0.625，涂覆量为0.41L/m2。缠丝过程连续喷涂水泥净浆。
（5）最外层砂浆保护层强度不得低于45MPa，并按规范要求进行吸水率检验。
3成品管质量控制
成品质量除控制外观质量、重点控制承插口的尺寸，必须对承、插口进行100%检验，因为承插口的尺寸直接关系到工地安装、接头的密封，一旦接头有问题要浪费大量人力、物力及时间，降低施工速度。
按照规范要求进行抗裂检验内压或抗裂外压检验，以满足检验要求。
4结束语
预应力钢筒混凝土管是一种复合型管材，其制造过程比较复杂，稍有疏漏，就会造成产品不合格甚至报废，所以从原材料的采购、检验、生产过程中每一个环节严格把关、质量控制，最终保证了满足规范、设计要求的合格、优质产品。