专利名称：玻璃钢混凝土复合管道的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种给、排水系统用的混凝土管道，特别是一种玻璃钢 混凝土复合管道。
背景技术：
现在城市给、排水系统使用的管道主要是混凝土管，具有造价低、生产 简便等优点，但也存在抗渗透能力不强、耐腐蚀性差、管体强度低、管内壁 摩擦系数大等缺点，使用寿命受到很大影响。玻璃钢管虽能很好的解决上述 技术问题，但由于玻璃钢管生产成本高，很难推广应用。为了提高混凝土管耐腐蚀性差等问题，现有技术提出了一种在混凝土管内壁涂覆玻璃钢层的技术方案。其生产工艺是先成型混凝土管，再在混凝 土管内壁上涂覆一定厚度的玻璃钢层为内衬，将混凝土管的混凝土层和玻璃 钢层复合成一个整体，提高混凝土管的耐腐蚀性能。上述传统生产工艺中， 玻璃钢层均采用手工或半机械化糊制，纤维和树脂分片、分层糊制，因此玻 璃钢层仅能起到防腐层作用，管道强度仍需要由混凝土层内的钢筋等加强结 构保证，需要较厚的混凝土层。此外，该生产工艺加工困难、生产周期长， 玻璃钢层涂覆的质量难以保证，且内壁粗糙，摩擦系数大。实用新型内容本实用新型的目的是提供一种玻璃钢混凝土复合管道，具有良好的力学 性能、高抗腐蚀性、低流阻和低制造成本，有效解决现有挾术上述技术问题。 为了实现上述目的，本实用新型提供了一种玻璃钢混凝土复合管道，包括一混凝土层，所述混凝土层的内壁设置有内玻璃钢层，所述》vm土层的外 壁上^:置有通过缠绕工艺制成的外玻璃钢层。所述外玻璃钢层由数个环向纤维缠绕层构成，或由数个环向纤维缠绕层 和交叉纤维缠绕层构成，或由数个环向纤维缠绕层和轴向纤维缠绕层构成。所述交叉纤维缠绕层的层数是环向纤维缠绕层的层数的1/3~1/2,所述 轴向纤维缠绕层的层数是环向纤维缠绕层的层数的1/5-1/2。所述环向纤维 缠绕层与交叉纤维缠绕层的缠绕顺序为间隔缠绕，所述环向纤维缠绕层与轴 向纤维缠绕层的缠绕顺序为间隔缠绕。在上述技术方案^5出上，所述外玻璃钢层的最小纤维用量为每平方米500 克。所述内玻璃钢层通过缠绕工艺制成。本实用新型提出了一种玻璃钢混凝土复合管道，通过在混凝土层内、外 分别设置内玻璃钢层和外玻璃钢层，使玻璃钢混凝土复合管道具有良好的力 学性能、高抗腐蚀性、低流阻和低制造成本。其中外玻璃钢层由数个环向纤 维缠绕层构成，或由数个环向纤维缠绕层和交叉纤维缠绕层构成，或由数个 环向纤维缠绕层和轴向纤维缠绕层构成，数个环向纤维缠绕层可以保证管道 整体具有良好的抗破坏载荷性，数个夹设在环向纤维缠绕层之间的交叉纤维 缠绕层或轴向纤维缠绕层可以使管道整体具有良好的抗弯能力。混凝土层被 紧紧地夹设在内玻璃钢层和外玻璃钢层之间，使混凝土层最大限度地发挥其 自身的强度和刚性，即使在受力时混凝土层出现裂紋，由于内、外玻璃钢层 的存在，也不会导致管道整体失效。内玻璃钢层可以起到抗腐蚀作用，提高 管道的使用寿命。另外，机械缠绕的内玻璃钢层具有光滑的内壁，使本实用 新型玻璃钢混凝土复合管道的流阻很低，进一步提高了使用寿命。正是由于 内玻璃钢层和外玻璃钢层紧紧夹设混凝土层的结构，本实用新型的混凝土层 中即使不4吏用加强筋也可以保证管道整体的力学性能，从而降低了生产成本。 本实用新型玻璃钢混凝土复合管道既可以作为埋管，也可以作为顶管广泛使 用在城市给、排水系统中。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本实用新型结构示意图； 图2为本实用新型实施例的结构示意图。
附图标记i兌明10—内玻璃钢层； 20—混凝土层； 30—外玻璃钢层。
具体实施方式
图1为本实用新型结构示意图。如图1所示，本实用新型玻璃钢混凝土 复合管道由内玻璃钢层10、混凝土层20和外玻璃钢层30复合而成，其中 外玻璃钢层30通过缠绕工艺制成。本实用新型所说的缠绕工艺是指，通 过玻璃纤维或玻璃纤维织物的环向缠绕、环向缠绕和交叉缠绕、或环向缠 绕和轴向缠绕使外玻璃钢层30的层数、厚度以及先后顺序达到所需力学 性能的玻璃纤维或玻璃纤维织物缠绕工艺。具体地，外玻璃钢层30可以 由数个环向纤维缠绕层构成，或由数个环向纤维缠绕层和交叉纤维缠绕层 构成，或由凄t个环向纤维缠绕层和轴向纤维缠绕层构成，以保证本实用新 型玻璃钢混凝土复合管道具有优秀的抗破坏载荷性和纵向抗弯的力学性 能。交叉纤维缠绕层的层数可以是环向纤维缠绕层的层数的1/3 ~ 1/2,轴 向纤维缠绕层的层数是环向纤维缠绕层的层数的1 /5 ~ 1 /2 ，环向纤维缠绕 层与交叉纤维缠绕层的缠绕顺序可以为间隔缠绕，环向纤维缠绕层与轴向 纤维缠绕层的缠绕顺序可以为间隔缠绕。进一步地，外玻璃钢层的最小纤 维用量为每平方米500克，以达到其力学性能。本实用新型上述技术方案通过在混凝土层内、外分别设置内玻璃钢层和外玻璃钢层，使玻璃钢混凝土复合管道具有良好的力学性能、高抗腐蚀 性、低流阻和低制造成本。具体地，本实用新型外玻璃钢层30由数个环 向纤维缠绕层构成，或由数个环向纤维缠绕层和交叉纤維缠绕层构成，或
由数个环向纤维缠绕层和轴向纤维缠绕层构成，数个环向纤维缠绕层可以 保证管道整体具有良好的抗破坏载荷性，数个夹设在环向纤维缠绕层之间 的交叉纤维缠绕层或轴向纤维缠绕层可以使管道整体具有良好的抗弯能力。混凝土层被紧紧地夹设在内玻璃钢层IO和外玻璃钢层30之间，使混 凝土层最大限度地发挥其自身的强度和刚性，即使在受力时混凝土层出现 裂紋，由于内、外玻璃钢层的存在，也不会导致管道整体失效。内玻璃钢 层IO可以起到抗腐蚀作用，提高管道的使用寿命。进一步地，由于内玻 璃钢层10也可以是通过缠绕工艺制成，使管道整体的力学性能进一步得 到增强。另外，机械缠绕的内玻璃钢层IO具有光滑的内壁，使本实用新 型玻璃钢混凝土复合管道的流阻很低，进一步提高了使用寿命。正是由于 内玻璃钢层和外玻璃钢层紧紧夹设混凝土层的结构，本实用新型的混凝土 层中即使不使用加强筋也可以保证管道整体的力学性能，从而降低了生产 成本。图2为本实用新型实施例的结构示意图。如图2所示，在图1所示技术 方案I^出上，本实施例管体内、外径分别为800mm和948咖，其中内玻璃钢层 厚度为1.4画，混凝土层厚度为71mm，外玻璃钢层厚度为1.6mm,外玻璃钢 层30为2层，由2层环向纤维缠绕层构成。本实施例结构的力学性能为 破坏载荷88kN/m,超过厚度为80咖的钢筋混凝土管II级管81kN/m破坏栽荷 水平。玻璃钢混凝土复合管道的制备方法可以为 步骤A1、制成内玻璃钢层；步骤A2、在所述内玻璃钢层外壁上制成与所述内玻璃钢层紧密结合的混 凝土层；步骤A3、在所述混凝土层外壁上通过缠绕工艺制成外玻璃钢层。玻璃钢混凝土复合管道的制备方法也可以为 步骤B1、分别制成内玻璃钢层和混凝土层；
步骤B2、将所述内玻璃钢层固接在所述混凝土层内；步骤B3、在所述混凝土层外壁上通过缠绕工艺制成外玻璃钢层。所述缠绕工艺是通过玻璃纤维或玻璃纤维织物的环向缠绕、或环向缠 绕和交叉缠绕、或环向缠绕和轴向缠绕使所述玻璃钢层的层数、厚度以及 先后顺序达到所需的力学性能。该方法之一是通过内玻璃钢层、混凝土层和外玻璃钢层的依次成型，使 玻璃钢混凝土复合管道具有良好的力学性能、高抗腐蚀性、低流阻和低制造 成本。具体地，首先制成内玻璃钢层，并以内玻璃钢层为内衬，在内玻璃钢 层外壁上成型混凝土层，利用混凝土层制备过程的特点，使内玻璃钢层和混 凝土层牢固地结合成一个整体，最后在混凝土层外壁上通过纤维的环向缠绕、 或环向缠绕和交叉缠绕、或环向缠绕和轴向缠绕制成由数个环向纤维缠绕层、 或环向纤维缠绕层和交叉纤维缠绕层、或环向纤维缠绕层和轴向纤维缠绕层 构成的外玻璃钢层，保证管道整体具有良好的力学性能。其中，步骤A1中还可以包括在所述内玻璃钢层外壁涂覆石英砂的步骤。 具体地，内玻璃钢层绕制完成后，在其固化过程中在其外表面涂覆石英砂或 其他固体颗粒，使内玻璃钢层外壁形成较粗糙的表面，以增强内玻璃钢层与 混凝土层的结合力。步骤A2中还可以包括在所述内玻璃钢层内设置刚性筒体 的步骤。具体地，在内玻璃钢层外浇注混凝土层前，在内玻璃钢层内套接一 刚性筒体，使混凝土浇注和固化过程承载混凝土的应力，不会导致内玻璃钢 层变形，同时提高了内玻璃钢层和混凝土层的结合强度。另 一方法是通过将分别成型的内玻璃钢层和混凝土层固接在一起，再 在混凝土层外成型外玻璃钢层的技术方案，使玻璃钢混凝土复合管道具有 良好的力学性能、高抗腐蚀性、低流阻和低制造成本。内玻璃钢层和混凝 土层固接可以有多种实现方式，优选采用粘接方式，即通过在所述内玻璃 钢层和混凝土层之间灌充粘接剂将所述内玻璃钢层粘接在所述混凝土层 内。具体i也，首先分别制造内玻璃钢层和混凝土层，二者成型后，将内玻
璃钢层设置在混凝土层内，并在内玻璃钢层的外壁和混凝土层的内壁之间 灌充粘接剂，通过粘接剂形成的粘接层将内玻璃钢层和混凝土层紧密结合 成一个整体。之后，在混凝土层外壁上通过纤维的环向缠绕、或环向缠绕 和交叉缠绕、或环向缠绕和轴向缠绕制成由数个环向纤维缠绕层、或环向 纤维缠绕层和交叉纤维缠绕层、或环向纤维缠绕层和轴向纤维缠绕层构成 的外玻璃钢层，保证管道整体具有良好的力学性能。数个环向纤维缠绕层可以保证管道整体具有良好的抗破坏载荷性，数 个夹设在环向纤维缠绕层之间的交叉纤维缠绕层或轴向纤维缠绕可以提 高的抗弯能力。混凝土层被紧紧地夹设在内玻璃钢层和外玻璃钢层之间， 使混凝土层最大限度地发挥其自身的强度和抗破坏载荷性特性，即使在受 力时混凝土层出现裂紋，由于内、外玻璃钢层的存在，也不会导致管道整 体失效。内玻璃钢层可以起到抗腐蚀作用，提高管道的使用寿命。进一步 地，由于内玻璃钢层也可以是通过缠绕工艺制成，使管道整体的力学性能 进一步得到增强。另外，机械缠绕的内玻璃钢层具有光滑的内壁，使本实 用新型玻璃钢混凝土复合管道的流阻很低，进一步提高了使用寿命。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限 制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术 人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不 脱离本实用新型技术方案的精神和范围。
权利要求1.一种玻璃钢混凝土复合管道，包括一混凝土层，其特征在于，所述混凝土层的内壁设置有内玻璃钢层，所述混凝土层的外壁上设置有通过缠绕工艺制成的外玻璃钢层。
2. 如权利要求1所述的玻璃钢混凝土复合管道，其特征在于，所述外 玻璃钢层由数个环向纤维缠绕层构成，或由数个环向纤维缠绕层和交叉纤 维缠绕层构成，或由数个环向纤维缠绕层和轴向纤维缠绕层构成。
3. 如权利要求2所述的玻璃钢混凝土复合管道，其特征在于，所述交 叉纤维缠绕层的层数是环向纤维缠绕层的层数的1/3 ~ 1/2。
4. 如权利要求2所述的玻璃钢混凝土复合管道，其特征在于，所述轴 向纤维缠绕层的层数是环向纤维缠绕层的层数的1/5 ~ 1/2。
5. 如权利要求2所述的玻璃钢混凝土复合管道，其特征在于，所述环向纤维缠绕层与交叉纤维缠绕层的缠绕顺序为间隔缠绕。
6. 如^5L利要求2所述的玻璃钢混凝土复合管道，其特征在于，所述环 向纤维缠绕层与轴向纤维缠绕层的缠绕顺序为间隔缠绕。
7. 如权利要求1 ~ 6任一所述的玻璃钢混凝土复合管道，其特征在于， 所述外玻璃钢层的最小纤维用量为每平方米500克。
8. 如权利要求1 ~ 6任一所述的玻璃钢混凝土复合管道，其特征在于， 所述内玻璃钢层通过缠绕工艺制成。
专利摘要本实用新型涉及一种玻璃钢混凝土复合管道，包括一混凝土层，所述混凝土层的内壁设置有内玻璃钢层，所述混凝土层的外壁上设置有通过缠绕工艺制成的外玻璃钢层。所述外玻璃钢层由数个环向纤维缠绕层构成，或由数个环向纤维缠绕层和交叉纤维缠绕层构成，或由数个环向纤维缠绕层和轴向纤维缠绕层构成。所述外玻璃钢层的最小纤维用量为每平方米500克。本实用新型使玻璃钢混凝土复合管道具有良好的力学性能、高抗腐蚀性、低流阻和低制造成本。
文档编号F16L9/00GK201028160SQ20072010395
公开日2008年2月27日 申请日期2007年3月23日 优先权日2007年3月23日
发明者赵泉国, 昆 陆 申请人:赵泉国;陆 昆