玻璃鋼纖維管制作方法及玻璃鋼纖維管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種玻璃鋼纖維管制作方法及玻璃鋼纖維管，包括如下步驟：將內襯層、內增強層及外增強層分別置于振動成型模具中的預設位置，所述內增強層與所述外增強層之間形成有環(huán)形空腔；在所述環(huán)形空腔內注入砂漿，并對所述振動成型模具進行振動。本發(fā)明提供的玻璃鋼纖維管制作方法及玻璃鋼纖維管，通過將砂漿注入內增強層與外增強層之間的環(huán)形空腔內，并振動形成夾砂層，其中夾砂層的厚度及所用砂漿中的砂石料粒度不受限制，而且制作形成的夾砂層密實，能夠增強夾砂玻璃鋼纖維管的剛度及強度。
【專利說明】玻璃鋼纖維管制作方法及玻璃鋼纖維管
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及市政管道工程，尤其涉及一種玻璃鋼纖維管制作方法及玻璃鋼纖維管。
【背景技術】
[0002]目前國際上生產的玻璃纖維增強塑料夾砂管道(含頂管)，主要有三種成型工藝:定長纏繞工藝、連續(xù)纏繞工藝及離心澆鑄工藝。
[0003]定長纏繞工藝是在長度一定的管模上，采用螺旋纏繞和/或環(huán)向纏繞工藝在管模長度內由內至外逐層制造管材的一種生產方法，該生產方法采用濕法夾砂工藝進行夾砂，即將預混好的石英砂通過紗/布兜低環(huán)向纏繞制造。
[0004]離心澆鑄工藝是用喂料機把玻璃纖維、樹脂、石英砂等按一定要求澆鑄到旋轉著的模具內，固化后形成管材的一種生產方法，離心澆鑄工藝是利用喂料機將石英砂、樹脂混合后澆鑄到旋轉著的模具內進行夾砂。
[0005]連續(xù)纏繞工藝是在連續(xù)輸出的模具上，把樹脂、連續(xù)纖維、短切纖維和石英砂按一定要求采用環(huán)向纏繞方法連續(xù)鋪層，并經固化后切割成一定長度的管材產品的一種生產方法，該生產方法普遍采用傳統(tǒng)的干法夾砂工藝，即直接往纖維上噴膠后再噴砂的方法。
[0006]但上述三種夾砂工藝制作形成的夾砂管道，夾砂層不夠密實，同時由于受到制作工藝的限制，夾砂層中的石英砂粒料及夾層厚度均受到限制。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明提供一種玻璃鋼纖維管制作方法及玻璃鋼纖維管，用于解決現(xiàn)有技術中玻璃鋼纖維管的夾砂層不夠密實、同時夾砂層中的石英砂粒料及夾層厚度受限制、管道軸向壓縮強度低等問題。尤其適用于頂管工程的應用。
[0008]本發(fā)明提供一種玻璃鋼纖維管制作方法，包括如下步驟:
[0009]將內襯層、內增強層及外增強層分別置于振動成型模具中的預設位置，所述內增強層與所述外增強層之間形成有環(huán)形空腔；
[0010]在所述環(huán)形空腔內注入砂漿，并對所述振動成型模具進行振動。
[0011]本發(fā)明還提供一種玻璃鋼纖維管，采用如上所述的玻璃鋼纖維管制作方法制作而成。
[0012]本發(fā)明實施例提供的玻璃鋼纖維管制作方法及玻璃鋼纖維管，通過將砂漿注入內增強層與外增強層之間的環(huán)形空腔內，并振動形成夾砂層，其中夾砂層的厚度及所用砂漿中的砂石料粒度不受限制，而且制作形成的夾砂層密實，軸向強度達到90Mpa以上，同時能夠增強夾砂玻璃鋼纖維管的剛度及彎曲強度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明實施例提供的玻璃鋼纖維管制作方法流程圖；[0014]圖2為本發(fā)明實施例提供的玻璃鋼纖維管制作方法制作形成的玻璃鋼纖維管的結構示意圖；
[0015]圖3為本發(fā)明實施例提供的玻璃鋼纖維管制作方法中夾砂層的振動成型示意圖；
[0016]圖4為本發(fā)明實施例提供的玻璃鋼纖維管制作方法中內襯層的制作工藝示意圖。
【具體實施方式】
[0017]本發(fā)明實施例提供一種玻璃鋼纖維管制作方法，如圖1所示，該玻璃鋼纖維管制作方法包括有如下步驟:
[0018]101、將內襯層、內增強層及外增強層分別置于振動成型模具中的預設位置，所述內增強層與所述外增強層之間形成有環(huán)形空腔；
[0019]本實施例中，需制作成型的玻璃鋼纖維管結構如圖2所示，由內至外依次是內襯層Al、內增強層A2、夾砂層A3、外增強層A4及外保護層A5。其中，玻璃鋼纖維管夾砂層A3的制作過程是在一組由內模和外模組成的振動成型模具中進行的，可先將內襯層Al、內增強層A2、外增強層A4分別置于振動成型模具中。
[0020]具體的，如圖3所示，振動成型模具包括有內模I和外模2，內模I套設于外膜2內，內模I和外模2均置于底座3上，內模I的外表面和外模2的內表面之間形成有環(huán)形模腔；其中內襯層Al與內增強層A2從內到外依次套設在內模I的外表面上，內模I具體由至少兩個弧狀結構體組成，內襯層Al與內增強層A2套設在該多個弧狀結構體的外側，在內模I內部設置一組或多組伸縮裝置4，通過伸縮裝置4將組成內模I的弧狀結構體撐圓并固定，使內模I形成圓筒狀，內襯層Al與內增強層A2緊貼在內模I的外表面上。外增強層A4貼靠于外模2的內表面上，這樣，內增強層A2與外增強層A4之間形成環(huán)形空腔。
[0021]102、在所述環(huán)形空腔內注入砂漿，并對所述振動成型模具進行振動。
[0022]如圖3中，將內襯層Al、內增強層A2及外增強層A4置于振動成型模具上之后，將料斗5中的預先混合好的砂漿通過下料帽6灌入內模I與外模2之間的環(huán)形型腔之中，本實施例中，在底座3的下方設置有振動平臺7，振動平臺7下方設置有減震彈簧8及第一振動電機9，在第一振動電機9的振動作用下，內模I與外模2之間型腔中的砂漿振動成型，形成玻璃鋼纖維管的夾砂層A3。為滿足不同管徑管道生產及生產過程中不同的激振要求，可使用一臺大功率變頻器對振動平臺7下第一振動電機9進行變頻調整。
[0023]為進一步提高振動效果，可在外模2的外側特定位置放置一組或多組第二振動電機10實現(xiàn)輔助振動。
[0024]本實施例中，在夾砂層A3完成振動成型后，需對管道進行固化處理，具體是將內模1、外模2及內模I與內模I與外模2之間形成的管道整體放入烘箱內加熱固化，烘箱溫度控制在70-80°C，根據管道管徑不同，加熱固化時間可在2-5小時不等。
[0025]本實施例中，管道在固化完成后進行脫模，然后將脫模后的管道置于特定烘房內再次熱處理，烘房溫度不得低于50°C，熱處理時間為24-48小時，熱處理完成后，對管道進行后續(xù)修槽切邊等后處理工作。
[0026]本發(fā)明實施例提供的玻璃鋼纖維管制作方法，通過將砂漿注入內增強層與外增強層之間的環(huán)形空腔內，并振動形成夾砂層，其中夾砂層的厚度及所用砂漿中的砂石料粒度不受限制，而且制作形成的夾砂層密實，能夠增強夾砂玻璃鋼纖維管的剛度及強度。[0027]本實施例中，將內襯層Al、內增強層A2及外增強層A4分別置于振動成型模具之前，需分別制備內襯層Al、內增強層A2及外增強層，內襯層Al、內增強層A2及外增強層A4可采用連續(xù)纏繞工藝制備。本實施例中，玻璃鋼纖維管的外保護層A5可直接在外增強層A4上貼附一層表面租作為外保護層A5。
[0028]本實施例中，內襯層Al、內增強層A2及外增強層A4各包括環(huán)向纏繞的表面氈及玻璃纖維紗，還包括鋪設在所述玻璃纖維紗表面的玻璃纖維碎料，所述表面氈、玻璃纖維紗及玻璃纖維碎料浸潤有樹脂。不同的是，內增強層A2及外增強層A4還可包有軸向設置的纖維布，以增強軸向方向上的強度。另外，在外增強層A4的最外側可設置一層表面氈，作為玻璃鋼纖維管的外保護層A5。
[0029]下面以內襯層為例，對內襯層的制備形成進行詳細說明:
[0030]如圖4所示，纏繞主機21驅動模具22圓周旋轉，模具22在旋轉的同時帶動鋼帶23從右到左旋轉纏繞在模具22上，其中在鋼帶23上設置有方便脫模用的脫模薄膜，內襯的形成過程如下:首先，內襯層最內層的表面氈24在模具22旋轉的過程中纏繞在模具22的鋼帶23上，紗架29上的玻璃纖維紗25再纏繞在表面氈24上，同時部分玻璃纖維紗25經剪切形成纖維碎料26自由無序地鋪設在玻璃纖維紗25的表面；然后儲存在固定槽32之中的樹脂27通過供料槽33從噴嘴中噴出，對表面氈24、玻璃纖維紗25及纖維碎料26充分浸潤，其中的計量供應泵34用于實現(xiàn)樹脂27的定量供應；固化裝置28用于對經樹脂27浸潤后的表面氈24、玻璃纖維紗25及纖維碎料26進行固化。固化后的管道可根據設定長度用切割設備30進行切割，制作得到設定長度的內襯31。同理內增強層及外增強層亦通過同樣工序加工。不同的是內增強及外增強層中還可加入軸向增強布，外增強層最外側還可外覆一層表面租作為外保護層。
[0031]本實施例中，制作夾砂層所用的砂漿包括有石英砂、樹脂、填充劑及纖維碎料等，可將石英砂、樹脂、填充劑及纖維碎料等混在一起通過攪拌機攪拌成漿。
[0032]本實施例中，砂漿的骨料選用二氧化硅含量超過98%的石英砂，且石英砂中Fe3O2含量〈0.08%, Al2O3 < 1%、CaO < 0.1%、K2O < 0.62%、Na2O < 0.1%、含水率小于 0.2% ;作為骨料的石英砂顆粒從2-100目不等，突破了原玻璃鋼纖維管中夾砂層由于纏繞或離心生產工藝局限所造成的石英砂粒徑一般不能大于10目的瓶頸。
[0033]本實施例中，樹脂的含量占總砂漿的10-13%。
[0034]本實施例中，填充劑可選用碳酸鈣粉、二氧化硅粉和/或管道生產過程中的磨削料等，優(yōu)選的，填充劑的平均粒徑在0.5 μ m?1.0 μ m之間，其含量占總砂漿的在5 %?10%。
[0035]為進一步提高砂漿層的綜合性能，可在砂漿中加入玻璃纖維、鋼纖維等實施增強。添加量控制在總砂漿的1-1.5%之間?？紤]到玻璃鋼纖維管作為頂管的特殊用途，管道端面的玻璃纖維添加量可增加至2-3%以進一步提高頂管接觸受力面的斷裂延伸率。
[0036]本發(fā)明另一實施例還提供一種玻璃鋼纖維管，該玻璃鋼纖維管采用本發(fā)明任一實施例提供的玻璃鋼纖維管制作方法制作而成。
[0037]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換,并不使相應技術方案的本質脫罔本發(fā)明各實施例技術方案的范圍。
【權利要求】
1.一種玻璃鋼纖維管制作方法，其特征在于，包括如下步驟: 將內襯層、內增強層及外增強層分別置于振動成型模具中的預設位置，所述內增強層與所述外增強層之間形成有環(huán)形空腔； 在所述環(huán)形空腔內注入砂漿，并對所述振動成型模具進行振動。
2.根據權利要求1所述的玻璃鋼纖維管制作方法，其特征在于，所述將內襯層、內增強層及外增強層分別置于振動成型模具中的預設位置，具體為: 將所述內襯層及所述內增強層從內到外依次套設于所述振動成型模具的內模外表面上，所述外增強層套設于所述振動成型模具的外模內表面上。
3.根據權利要求1所述的玻璃鋼纖維管制作方法，其特征在于，所述將內襯層、內增強層及外增強層分別置于振動成型模具中的預設位置，之前還包括分別制備所述內襯層、內增強層及外增強層。
4.根據權利要求3所述的玻璃鋼纖維管制作方法，其特征在于，所述內襯層、所述內增強層及所述外增強層均采用連續(xù)纏繞工藝制備。
5.根據權利要求4所述的玻璃鋼纖維管制作方法，其特征在于，所述內襯層、所述內增強層及所述外增強層各包括環(huán)向纏繞的表面氈及玻璃纖維紗，還包括鋪設在所述玻璃纖維紗表面的玻璃纖維切碎料，所述表面氈、所述玻璃纖維紗及所述玻璃纖維切碎料浸潤有樹脂。
6.根據權利要求5所述的玻璃鋼纖維管制作方法，其特征在于，所述內增強層及所述外增強層中還設置有纖維布，以使所述內增強層及所述外增強層在軸向方向增強。
7.根據權利要求5所述的玻璃鋼纖維管制作方法，其特征在于，所述外增強層的最外側設置有表面氈。
8.根據權利要求1-7任一所述的玻璃鋼纖維管制作方法，其特征在于，所述在所述環(huán)形空腔內注入砂漿，并對所述振動成型模具進行振動，之后還包括: 對所述內模、所述外模及所述內模與所述外模之間形成的管道整體進行加熱，使所述管道固化。
9.根據權利要求8所述的玻璃鋼纖維管制作方法，其特征在于，所述管道固化處理完成后，還包括: 脫模并對脫模后的所述管道進行熱處理。
10.根據權利要求1-7任一所述的玻璃鋼纖維管制作方法，其特征在于，所述砂漿包括有石英砂、樹脂、填充劑及纖維碎料。
11.根據權利要求10所述的玻璃鋼纖維管制作方法，其特征在于，所述石英砂中二氧化娃含量超過98 %。
12.根據權利要求10所述的玻璃鋼纖維管制作方法，其特征在于，所述填充劑為碳酸鈣粉和/或二氧化硅粉。
13.一種玻璃鋼纖維管，其特征在于，采用權利要求1-12任一所述的玻璃鋼纖維管制作方法制作而成。
【文檔編號】F16L9/14GK103899852SQ201410152635
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月16日 優(yōu)先權日:2014年4月16日
【發(fā)明者】朱文國, 俞桂華, 唐敏, 唐愛華 申請人:上海耀華玻璃鋼有限公司