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    技術資料

    電桿成型工藝之離心養護成型

    時間:2021-10-08 16:17 來源:qzhaiyu.com 作者:海煜重工 點擊:
    電桿離心養護成型工序安排在電桿模具已合攏并緊固后(合模完成),對電桿模具內的混凝土料進行離心成型、養護水化反應的過程。根據傳統的生產工藝,在離心前還需用電桿設備進行預應力張拉,因此將張拉步驟納入成型工序。而對于合模喂料工藝,張拉應納入裝配工序中,在布料前完成。
    電桿成型工藝之離心養護成型

    一、預應力張拉

    電桿生產采用先張法預應力的方式,因此在離心養護前,應預先對電桿骨架施加預應力。鋼筋骨架在裝配工序時與電桿模具的張拉擋板和張拉頭尾板緊固在一起,然后通過張拉擋板上的螺紋拉桿與張拉機連接。啟動預應力張拉時,張拉機液壓千斤頂通過螺紋拉桿向鋼筋骨架施加預應力,當達到預設張拉應力值后要求設備穩定持荷,同時通過螺紋拉桿上的張拉螺母,將預應力錨固在電桿模具上,最后放張泄壓,完成預應力張拉。

    張拉應力值根據電桿的不同規格型號來設定,以滿足電桿的預壓應力指標。而電桿混凝土的有效預壓應力值分別與混凝土的彈性變形、混凝土的徐變、混凝土的收縮和預應力鋼筋的松弛等有關。

    二、離心成型

    離心成型是電桿生產中非常關鍵的一個工序,電桿模具內的混凝土通過離心成型密實,在大于20g的離心加速度作用下,其混凝土密實度遠高于普通插入式振動棒振搗成型的混凝土密度。離心工藝的制定和優化對混凝土質量影響非常顯著,但不合理的離心制度可能造成電桿混凝土結構不佳;電桿內壁出現明顯的砂漿層;電桿混凝土內外分層離析嚴重等,最終使其力學性能、耐久性和施打性能嚴重下降。

    離心工藝主要涉及離心速度和離心時間兩項參數,其工藝過程可分為:低速離心、中低速離心、中速離心和高速離心,每個離心階段均對應不同的離心速度與離心時間,需要工藝人員結合企業實際生產工藝條件,根據原材料品質、混凝土配比、攪拌質量、混凝土塌落度、氣溫等,對離心工藝的各項參數進行系統、詳細的計算和優化。

    ① 低速離心

    低速離心是離心工藝的第一階段,此階段模具內的混凝土料由于布料存在一定程度的不均勻,需要通過低速離心使料在模具長度方向內移動、再分配,增加混凝土料的均勻性;同時,通過低速離心使部分被壓實的料重新松散,避免后期成型后出現“蜂窩”質量問題;另外,低速離心還能使部分料因溫度、時間等原因造成塌落度損失的“假凝現象”重新再攪拌、“再活化”,讓其恢復部分塌落度。

    低速離心速度,由于低速離心主要作用是使料均勻、松散和再活化等上述作用,因此其離心速度應控制在使料的離心力不大于重力。然后根據電桿模具和電桿離心機的跑輪直徑計算具體不同管徑的電桿其低速離心速度值。

    低速離心時間,應設定在合理范圍內,根據行業經驗,一般設為2~3min,不宜過長。低速離心時間過長,除了會使整個離心時間延長,降低生產效率,對混凝土料的強度也會有負面作用,過長的慢速離心時間使混凝土料強度逐漸下降。

    ② 中低速離心

    中低速離心屬于低速離心階段,部分電桿生產企業沒有設中低速階段,其將低速與中低速合并一齊考慮。中低速的劃分,能更細化離心的階段與作用,有一定合理性。

    中低速離心速度,要滿足電桿混凝土料在離心時能克服重力不塌落,即中低速離心速度建議使料的離心力略大于重力,考慮到離心過程產生的振動,一般離心力取1.5~2倍重力,可使料能穩定貼向模具內壁。

    中低速離心時間,根據行業經驗,一般設在1.5~2min,稍少于低速時間,取適中的離心時間能使混凝土料強度達到最佳。

    ③ 中速離心

    中速離心介于低速與高速之間,屬于離心密實過程的過渡階段,中速離心對電桿內壁質量影響較大,其能增加排擠混凝土料中水分的效果,減少混凝土內外分層現象。中速離心速度,根據學者嚴志隆的文獻研究認為其與高速離心速度相關,當中速離心速度與高速離心速度間的比例為1:√2時,中速離心效果達到最佳,能有效提高3%~4%混凝土強度。

    中速離心時間,根據行業經驗,中速離心時間同樣需要選擇適中的時間,既能發揮中速的最佳效果,也能提高生產效率。一般設在2~5min。

    ④ 高速離心

    高速離心是電桿離心密實成型最主要和重要的階段,利用高速旋轉產生的強離心力使混凝土料密實,高速離心對混凝土的分層、密實性影響較大。

    高速離心速度,根據行業經驗,一般將混凝土料在高速離心時的離心加速度定在44g左右,但需要注意的是,高速離心速度不能過高,否則會造成混凝土分層現象加劇,反而不利于混凝土強度,同時需要考慮離心設備的承受能力,速度越高,對設備和模具的要求越苛刻,容易造成高速離心時模具跳動,對內壁質量造成影響。

    高速離心時間,由于電桿使用的水泥其保水性好,粘度高,在離心時水分的排出比較困難,高速離心時間不足容易造成混凝土內部密實性差,影響其強度。高速離心時間一般相較于前面三個階段要長,但同樣存在最佳離心時間,過長或過短的高速離心時間會對混凝土強度、結構、密實性等產生不利影響,一般設在12~16min。

    三、蒸汽養護

    電桿蒸汽養護屬于生產工藝的最后一個環節,經過養護使混凝土強度達到出廠要求。目前國內的蒸汽養護主要采用常壓蒸養加高壓蒸養的二次養護工藝,其能使電桿混凝土獲得穩定的力學性能,快速的模具周轉和較低的材料成本。除了傳統的二次養護工藝,近年來行業在逐步摸索免蒸壓養護工藝(即單免工藝)和免蒸養、免蒸壓養護工藝(即雙免工藝),以上兩種新的養護工藝都有大量的學者展開研究。其主要優點是減少養護所用的蒸汽量,從而大幅降低電桿生產的能耗,往節能減排的發展方向研究。此處簡單介紹蒸汽養護的兩種傳統工藝:常壓蒸汽養護和高壓蒸汽養護。

    ① 電桿的常壓蒸汽養護(即電桿蒸養)工藝,采用約 80℃的水蒸氣對混凝土進行養護,使混凝土加快水化反應,快速提高混凝土初期強度直至達到脫模強度。電桿蒸養工藝由四個階段組成:靜停階段、升溫階段、恒溫階段和降溫階段,四個階段缺一不可。

    養護工序完成后,要確;炷翉姸冗_到或超過國標中規定的脫模強度45MPa,并進入拆模工序,使預應力鋼筋放張,電桿混凝土被施加預壓應力。

    ② 電桿的高壓蒸汽養護(即電桿蒸壓)工藝,通過高壓高溫水蒸氣養護,使混凝土強度進一步發展,最終達到85MPa以上的強度。蒸壓養護一般在原材料上增加磨細砂為礦物摻合料,使混凝土組分中有高含量SiO2的硅質材料和鈣質材料,在高溫高壓條件下,其能與水泥水化產物產生反應,生成托勃莫來石晶體,同時減少水化產物中Ca(OH)2 晶體的含量,從而提高混凝土的抗壓強度。高壓蒸養同樣需要升溫升壓、恒溫恒壓和降溫降壓三個階段,總的蒸壓時間一般不少于6.5小時。

    電桿蒸壓養護能使混凝土強度提高,同時減少水泥用量,在材料成本方面得到減少,提高產品競爭力。但電桿蒸壓養護也存在一些不足:一方面是高壓養護消耗了混凝土內約30%Ca(OH)2,使其堿性下降,難以形成有效的鋼筋鈍化膜,容易使鋼筋生銹,降低電桿產品安全和使用壽命。另一方面,蒸壓養護需要大量的飽和水蒸氣,需要消耗大量能源,對環境造成很大的負擔,也隨著能源成本的上升,生產成本不斷上漲,逐漸抵消了材料成本的優勢。

    除此以外,高壓蒸養在設備方面也存在著:設備投入高、設備維護成本高、設備存在重大安全隱患等因素,因此近年來越來越多的電桿企業以及行業技術人員都在研究免蒸壓養護工藝,希望能從技術上消除上述缺點。

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