《PCCP管芯自密實混凝土成型方法》是四川國統混凝土製品有限公司、新疆國統管道股份有限公司於2011年8月30日申請的發明專利，該專利申請號為2011102514152，公布號為CN102267177A，公布日為2011年12月7日，發明人是李世龍、劉川、陳明軒、趙瓊芳。
《PCCP管芯自密實混凝土成型方法》公開了一種PCCP管芯自密實混凝土成型方法，通過設計、配製並生產適用於PCCP混凝土管芯成型的高流態自密實混凝土，並採用集中下料的方式勻速澆注自密實混凝土；既保證了成品管芯質量滿足國標質量，又實現了免振動成型，有效地避免了塑性混凝土成型工藝的振動噪聲，無需為振動消耗電能，無振動器對鋼模產生疲勞破壞；由於採用了均料器，使得自密實混凝土料能集中下料，減少了因澆注高度高、下料寬度寬給免振自密實混凝土PCCP管芯帶來的施工質量不達標的現象發生，還可用於夜間作業。該發明方法簡化了生產工藝，提高了生產效率、降低了生產成本，能產生良好的經濟和社會效益。
2021年6月24日，《PCCP管芯自密實混凝土成型方法》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《PCCP管芯自密實混凝土成型方法》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：PCCP管芯自密實混凝土成型方法
- 申請人：四川國統混凝土製品有限公司、新疆國統管道股份有限公司
- 發明人：李世龍、劉川、陳明軒、趙瓊芳
- 申請號：2011102514152
- 申請日：2011年8月30日
- 公布號：CN102267177A
- 公布日：2011年12月7日
- 地址：四川省成都市新都區軍屯鎮工業園區
- 代理機構：成都九鼎天元智慧財產權代理有限公司
- 代理人：徐宏
- Int. Cl.：B28B21/04
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,專利榮譽,
專利背景
PCCP管的管芯混凝土成型按照其型號特點分為兩種主要生產工藝型式：一種為臥式離心成型工藝，PCCPL型預應力鋼筒混凝土管採用該工藝進行生產；一種為立式澆注成型工藝，PCCPE型預應力鋼筒混凝土管採用該工藝進行生產。臥式離心成型工藝原理為採用塑性混凝土，利用管模高速旋轉產生的離心力使混凝土密實成型；立式澆注成型工藝原理為採用流動性混凝土利用內外管模澆注混凝土並通過附著在管模上的高頻振動器使混凝土密實成型。以上兩種混凝土管芯成型工藝，其混凝土密實原理皆為通過外力使混凝土內部各組分自身產生擠壓以排除混凝土拌合物中多餘的水分、空氣及顆粒空隙，以達到混凝土密實的目的。即在混凝土密實的過程中，必須通過離心或振動的方式對混凝土拌合物施加外作用力以使混凝土達到密實的效果，在這個過程中必將產生較高的能耗，同時不可避免產生一定的噪音污染。
採用傳統工藝成型PCCP混凝土管芯，其採用的塑性混凝土的流動性低，單位立方的能耗高，噪聲污染不可避免，其次工人勞動力支出多，勞務費用高。
自密實混凝土（self-compacting concrete即SCC）在澆築過程中不經外力振搗，僅靠重力即可通過鋼筋間隙，密實填充模板的每一個角落，形成均勻密實的結構，且在澆築過程中不泌水、骨料不離析。其在施工中表現出優良的工作性能，混凝土在澆築過程中無需振搗而完全依靠重力作用自由流淌並充分填充模板內的空間，混凝土硬化後，由於其密實填充的特點，因此較普通混凝土擁有更好的力學性能和耐久性能。
利用自密實混凝土成型的管道是採用立式澆注的方式實現的：即由底座、內模、外模及頂模組成的PCCP成型模具，混凝土拌合物從模具上方通過均料器下料，使混凝土流入由底座、內模和外模形成的空隙中實現管芯的混凝土澆注成型。
由於PCCP管芯混凝土成型時存在澆注高度高（高度大於等於5米）、下料寬度寬（寬度為管周長）等結構特點，因此，採用2011年8月前相關的下料工具和下料方式（混凝土沿管模圓周均勻下料）很難保證自密實混凝土澆注後管芯成品質量滿足標準要求。
發明內容
專利目的
為了克服專利背景中的缺點，《PCCP管芯自密實混凝土成型方法》提供了一種PCCP管芯自密實混凝土成型方法，通過混凝土集中下料的方式，確保了自密實混凝土澆注後管芯成品質量滿足標準要求。
技術方案
一種PCCP管芯自密實混凝土成型方法，包括如下步驟：
第一步、設計、配製並生產適用於PCCP混凝土管芯成型的高流態自密實混凝土：1）混凝土原材料包括砂、石、水泥、水和粉煤灰；2）採用聚羧酸高效減水劑為外加劑；3）混凝土強度等級≥40兆帕；4）混凝土坍落擴展度為680毫米。
第二步、組裝PCCP管芯成型模具：1）清理固定底模；2）清理組裝內模，將內模固定在底模上；3）裝PCCP鋼筒，並將其固定在底模上；4）清理組裝外模，將外模固定在底模上；5）清理組裝頂模，通過頂模將內模、PCCP鋼筒及外模上端固定；6）清理均料器，將均料器固定在頂模上；所述均料器包括導流錐，在所述導流錐的外錐面上均布有導流側板，所述導流側板為倒V型的鋼板；每兩塊導流側板的外側面之間的間隙形成下料口，在導流錐的錐頂設定有頂桿。
第三步、澆注混凝土：將第一步配製好的混凝土拌合料裝入兩個或兩個以上的料斗，用行車吊鉤起吊料斗至均料器正上方，緩慢降低起吊高度，均料器頂桿頂起料斗的頂開門，混凝土拌合料經均料器的下料口注入內模與外模之間的管模空隙中，採用集中下料的方式勻速澆注自密實混凝土。
第四步、採用自然養護或蒸汽養護對PCCP混凝土管芯進行養護。
改善效果
《PCCP管芯自密實混凝土成型方法》既保證了成品管芯質量滿足國標質量，又實現了免振動成型，有效地避免了塑性混凝土成型工藝的振動噪聲，無需為振動消耗電能，無振動器對鋼模產生疲勞破壞；由於採用了均料器，使得自密實混凝土料能集中下料，減少了因澆注高度高、下料寬度寬給免振自密實混凝土PCCP管芯帶來的施工質量不達標的現象發生，還可用於夜間作業。《PCCP管芯自密實混凝土成型方法》方法簡化了生產工藝，提高了生產效率、降低了生產成本，能產生良好的經濟和社會效益。
附圖說明
圖1是《PCCP管芯自密實混凝土成型方法》採用的均料器的A－A剖視圖；
圖2是《PCCP管芯自密實混凝土成型方法》採用的均料器的平面示意圖；
圖3為《PCCP管芯自密實混凝土成型方法》的混凝土集中下料的示意圖；
圖4為《PCCP管芯自密實混凝土成型方法》的集中下料的工作原理圖；
圖5為傳統PCCP管芯混凝土均勻下料的工作原理圖。
技術領域
《PCCP管芯自密實混凝土成型方法》涉及一種預應力鋼筒混凝土管（PCCP）管芯的成型方法，尤其是涉及一種PCCP管芯自密實混凝土成型方法。
權利要求
1.一種PCCP管芯自密實混凝土成型方法，其特徵在於，包括如下步驟：第一步、設計、配製並生產適用於PCCP混凝土管芯成型的高流態自密實混凝土：1）混凝土原材料包括：砂、石、水泥、水和粉煤灰；2）採用聚羧酸高效減水劑為外加劑；3）混凝土強度等級≥40兆帕；4）混凝土坍落擴展度為680毫米。第二步、組裝PCCP管芯成型模具：1）清理固定底模；2）清理組裝內模，將內模固定在底模上；3）裝PCCP鋼筒，並將其固定在底模上；4）清理組裝外模，將外模固定在底模上；5）清理組裝頂模，通過頂模將內模、PCCP鋼筒及外模上端固定；6）清理均料器，將均料器固定在頂模上；所述均料器包括導流錐，在所述導流錐的外錐面上均布有導流側板，所述導流側板為倒V型的鋼板；每兩塊導流側板的外側面之間的間隙形成下料口，在導流錐的錐頂設定有頂桿。第三步、澆注混凝土：將第一步配製好的混凝土拌合料裝入兩個或兩個以上的料斗，用行車吊鉤起吊料斗至均料器正上方，緩慢降低起吊高度，均料器頂桿頂起料斗的頂開門，混凝土拌合料經均料器的下料口注入內模與外模之間的管模空隙中，採用集中下料的方式勻速澆注自密實混凝土；第四步、採用自然養護或蒸汽養護對PCCP管芯自密實混凝土進行養護。
2.根據權利要求1所述的PCCP管芯自密實混凝土成型方法，其特徵在於：所述均料器的導流側板為四個或四個以上。
實施方式
如圖1和圖2所示，《PCCP管芯自密實混凝土成型方法》採用的均料器的結構包括：導流錐1、導流側板2、固定卡3、頂桿4和下料口5。
在導流錐1的外錐面上均布四個或四個以上的導流側板2，所述導流側板2為倒V型的鋼板；每兩塊導流側板的外側面之間的間隙形成下料口5，在導流錐1的外錐面底部均布十二個或十二個以上的固定卡3，用來將均料器在頂模上可靠固定；在導流錐1的錐頂設定有頂桿4，用於頂起料斗的頂開門，以便混凝土料從料斗漏下，開始下料；混凝土料通過導流錐1的外錐面，沿著導流側板的外側面（即下料口5）注入管模與鋼筒之間的空腔內，達到集中下料之目的。
如圖3所示，PCCP管芯自密實混凝土成型方法，包括如下步驟：
第一步、設計，配製，並生產適用於PCCP混凝土管芯成型的高流態自密實混凝土：
1）混凝土主要原材料，即砂、石、水泥、水、粉煤灰等質量要求與普通混凝土用原材料相同。
2）混凝土外加劑採用聚羧酸高效減水劑；
3）混凝土強度等級不低於PCCP管芯混凝土強度要求，≥40兆帕；
4）混凝土坍落擴展度要求大於等於500毫米，最好為680毫米，這樣使得混凝土的流態性好，能滿足混凝土澆注後不施加外部激振力即可自密實。
第二步、組裝PCCP管芯成型模具：
1）清理固定底模；
2）清理組裝內模，將內模固定在底模上；
3）裝PCCP結構件（鋼筒），並將其固定在底模上；
4）清理組裝外模，將外模固定在底模上；
5）清理組裝頂模，通過頂模將內模、PCCP結構件（鋼筒）及外模上端固定；
6）清理均料器20，將均料器固定在頂模24上。
第三步、澆注混凝土：將第一步配製好的混凝土拌合料裝入兩個或兩個以上的料斗22，用行車吊鉤21起吊料斗至均料器正上方，緩慢降低起吊高度，均料器頂桿4頂起料斗的頂開門23，混凝土拌合料經均料器的下料口注入內模26與外模25之間的管模空隙中，採用集中下料的方式勻速澆注自密實混凝土。
第四步、採用自然養護或蒸汽養護對PCCP混凝土管芯進行養護。
如圖4所示，《PCCP管芯自密實混凝土成型方法》的工作原理為：通過導流錐1和導流側板2的配合，使得自密實混凝土料只能通過到導流錐外錐面上的下料口5集中下料（而不是有關技術中的從整個導流錐的外錐面均勻下料，如圖5所示），這樣，從下料口5集中下料的混凝土料再通過重力向管模的空隙中流動，既能有效地排出管模空隙中的空氣（由於每塊導流側板的倒V型開口處沒有混凝土料，使得管模空隙中的空氣可以從這些開口向外排出），又能使通過下料口5集中下料的混凝土中不混入空氣，有效地完成自密實混凝土的填充、密實。
專利榮譽
2021年6月24日，《PCCP管芯自密實混凝土成型方法》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。
