本发明涉及钢筋砼管制备技术领域，更具体地说它涉及一种钢筋砼管及其制造工艺。
背景技术：
钢筋砼管是用水泥跟钢筋为材料，运用电线杆离心力的原理制造的一种预置管道。钢筋砼管可以作为城市建设建基中下水管道，可以排污水，防汛排水，以及一些特殊厂矿里使用的上水管和农田机井。一般分为：平口钢筋混凝土钢筋砼管、柔性企口钢筋混凝土钢筋砼管、承插口钢筋混凝土钢筋砼管、f型钢承口钢筋砼管、平口套环接口钢筋砼管、企口钢筋砼管等。
现有工艺制造出的钢筋砼管虽然能基本上满足工程领域的需要，但是其本身的抗开裂性能较差，承载力也相对较低。基于此种情况，提供一种新的钢筋砼管及其制造工艺成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
本发明的第一个目的在于提供一种钢筋砼管，其优点在于：承载力强，抗开裂性能好和膨胀系数小；能在一定程度上降低钢筋砼管的膨胀系数，减小其表面开裂现象的发生，保证了钢筋砼管的质量。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种钢筋砼管，由下述重量配比的原料组成：硅酸盐水泥500-700份、矿粉150-200份、火山渣100-150份、粉煤灰陶粒70-100份、石棉纤维160-250份、偏高岭土50-70份、减水剂15-40份、细河砂140-180份、碎石70-100份、缓凝剂6-30份、保水剂8-30份、甲酸钙4-25份、早强剂5-20份和水350-500份。
通过采用上述技术方案，本发明中以琥珀酸酐、柠檬酸和端烯基聚氧乙烯醚为原料制备新型减水剂，使得水泥颗粒均匀分散在混凝土体系中从而保证了制造的钢筋砼管品质的均一性。在浇筑钢筋砼管的过程中通过向原料中加入适量的强碱溶液，能使得水泥表面形成一层致密且难容的保护层，阻止了水分子进入，同时也阻碍了水泥的正常水化作用，从而使得混凝土具有很好的分散和坍落度保持能力，且水泥适应性强。因此，也使得浇筑出的钢筋砼管相比较于传统的钢筋砼管具有更好的承载力，其质量也更好。
本发明进一步设置为：所述矿粉为锂辉石粉和堇青石粉按照重量比3-5:1-3混合制备而成。
通过采用上述技术方案，以锂辉石粉和堇青石的混合物作为制备钢筋砼管的原料，两者相互协同能在一定程度上降低钢筋砼管的膨胀系数，减小其表面开裂现象的发生，保证了钢筋砼管的质量。
本发明进一步设置为：所述缓凝剂选用锌盐或磷酸盐。
通过采用上述技术方案，缓凝剂的使用延长了浇筑浆料的水化硬化时间，使浇筑浆料能在较长时间内保持塑性，从而调节浇筑浆料的凝结时间。
本发明进一步设置为：所述保水剂选用聚丙烯酰胺或羟乙基甲基增强纤维素醚。
通过采用上述技术方案，保水剂、石棉纤维和矿粉之间的配合使用能在一定程度上降低钢筋砼管的膨胀系数，减小其表面开裂现象的发生，保证了钢筋砼管的质量。
本发明进一步设置为：所述早强剂选用三乙醇胺或尿素。
通过采用上述技术方案，早强剂的使用能加速浇筑浆料的水化速度，从而缩短了制备钢筋砼管所需要的时间，提高了制备钢筋砼管的效率。
本发明进一步设置为：所述减水剂的制造工艺包括以下步骤：
a、按重量比m(琥珀酸酐)：m(浓盐酸)：m(甲醛)：m(柠檬酸)：m(端烯基聚氧乙烯醚)＝95-105：110-120：45-55：20-30：35-40准确称取琥珀酸酐、浓盐酸、甲醛、柠檬酸和端烯基聚氧乙烯醚，然后将琥珀酸钠和柠檬酸投入反应釜中，并向反应釜中缓慢加入浓盐酸，待浓盐酸加入完毕后将反应釜内的温度控制在130-140℃，并在此温度下反应3-5h，所得反应釜内的混合物记为混合组分；
b、待上述反应结束后，在自然条件下将反应釜内的温度降至100-110℃，然后相反应釜中的混合组分中缓慢滴加称取好的甲醛，待甲醛滴加完毕后再将端烯基聚氧乙烯醚加入反应釜中，机械搅拌5-10min，然后在100-110℃的条件下保温反应5-8h；
c、向反应结束后的反应釜内加入氢氧化钠溶液，并以120-200r/min的速率搅拌3-5min；然后调节反应釜内混合组分的ph至中性，出料后即得减水剂。
通过采用上述技术方案，本发明中以甲酸钙和早强剂作为制备钢筋砼管的原料，其中早强剂和甲酸钙之间相互协同，不仅能大幅度提高钢筋砼管浇筑时早期强度的发展速率及其早期强度，又能对混凝土后期强度发展带来好处。另外，两者与减水剂相互配合不仅能起到很好的早强效果，又能避免某些早强组分引起混凝土内部钢筋锈蚀的问题，显著地提高了钢筋砼管的使用寿命。
本发明进一步设置为：所述步骤b中机械搅拌的速率为240-420r/min。
通过采用上述技术方案，以此搅拌速率对反应釜内的混合物进行机械搅拌，能增大琥珀酸酐、柠檬酸和端烯基聚氧乙烯醚之间的碰撞几率，保证了减水剂的制备效率，缩短了其制备时间。
本发明进一步设置为：所述步骤c中调节ph所用的氢氧化钠溶液的浓度为0.8-1.2mol/l。
通过采用上述技术方案，氢氧化钠溶液的使用用于中和反应釜内的多余浓盐酸，减小浓盐酸对制备出的减水剂质量的影响，保证减水剂的质量。
本发明的第二个目的在于提供一种钢筋砼管的制造工艺，包括以下步骤：
s1、在钢筋存放、加工区利用1t卷扬机将φ6圆钢拉直，并加工成勾筋，φ8的冷拉带肋钢筋为定尺，不用加工；
s2、将加工后的钢筋半成品运至钢筋制作区，进行钢筋的制作、焊接，焊接时采用滚焊机进行环向筋的制作和加工；
s3、在钢筋笼加工完成后，将钢筋笼运至砼管道制作位置，打磨后将外模进行拼装，安好砂浆垫片，保证钢筋的保护层厚度符合规范要求，然后将其用龙门吊吊装止悬滚机上；其中检查内容包括检查模板的接缝处是否严密；
s4、根据上述各原料之间的重量配比，将减水剂、矿粉和甲酸钙加入到水中，并用超声波分散器以30-40khz的频率进行超声分散5-10min，然后将剩余原料分别加入其中，并用搅拌器对其进行均匀、充分地搅拌，搅拌结束后依照现有工艺将所得混合物料进行砼的浇筑；
s5、对步骤s4中浇筑的砼管进行拆模处理，拆模后进行蒸汽养护，根据实际情况在砼制造区附近，设置相应的养护池，由龙门吊吊装至养护池中，养护池表面覆盖塑料薄膜，并用蒸汽锅炉进行增温保湿。砼出池后，对其进行喷雾养护，养护天数≥28天；
s6、砼管养护后对其进行质量检验，经检验合格后通过龙门吊运至砼管存放区进行堆放。
通过采用上述技术方案，此工艺不仅能大幅度提高钢筋砼管浇筑时早期强度的发展速率及其早期强度，又能对混凝土后期强度发展带来好处。另外，两者与减水剂相互配合不仅能起到很好的早强效果，又能避免某些早强组分引起混凝土内部钢筋锈蚀的问题，显著地提高了钢筋砼管的使用寿命。此外，石棉纤维、矿粉和保水剂之间的配合使用能在一定程度上降低钢筋砼管的膨胀系数，减小其表面开裂现象的发生，保证了钢筋砼管的质量。
综上所述，本发明具有以下优点：
1、本发明中以琥珀酸酐、柠檬酸和端烯基聚氧乙烯醚为原料制备新型减水剂，其中柠檬酸在电离出3个氢离子后其本身带有较多的负电荷，这些负电荷具有很强的吸附性，此时琥珀酸酐分子会迅速吸附到带有正电荷的水泥颗粒的表面，使得水泥颗粒本身带有大量的负电荷。这些表面带有同种电荷的水泥分子在“库仑力”的作用下相互排斥，使得水泥颗粒均匀分散在混凝土体系中从而保证了制造的钢筋砼管品质的均一性。在浇筑钢筋砼管的过程中通过向原料中加入适量的强碱溶液，能使得水泥表面形成一层致密且难容的保护层，阻止了水分子进入，同时也阻碍了水泥的正常水化作用，从而使得混凝土具有很好的分散和坍落度保持能力，且水泥适应性强。因此，这也使得浇筑出的钢筋砼管相比较于传统的钢筋砼管具有更好的承载力，其质量也更好；
2、本发明中以甲酸钙和早强剂作为制备钢筋砼管的原料，其中早强剂和甲酸钙之间相互协同，不仅能大幅度提高钢筋砼管浇筑时早期强度的发展速率及其早期强度，又能对混凝土后期强度发展带来好处。另外，两者与减水剂相互配合不仅能起到很好的早强效果，又能避免某些早强组分引起混凝土内部钢筋锈蚀的问题，显著地提高了钢筋砼管的使用寿命。此外，石棉纤维、矿粉和保水剂之间的配合使用能在一定程度上降低钢筋砼管的膨胀系数，减小其表面开裂现象的发生，保证了钢筋砼管的质量。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种钢筋砼管，由下述重量配比的原料组成：硅酸盐水泥550份、矿粉150份、火山渣120份、粉煤灰陶粒70份、石棉纤维200份、偏高岭土50份、减水剂25份、细河砂140份、碎石80份、缓凝剂6份、保水剂15份、甲酸钙4份、早强剂10份和水350份。
矿粉为锂辉石粉和堇青石粉按照重量比3:1混合制备而成。
缓凝剂选用锌盐。
保水剂选用聚丙烯酰胺。
早强剂选用三乙醇胺。
减水剂的制造工艺包括以下步骤：
a、按重量比m(琥珀酸酐)：m(浓盐酸)：m(甲醛)：m(柠檬酸)：m(端烯基聚氧乙烯醚)＝95：110：45：20：35准确称取琥珀酸酐、浓盐酸、甲醛、柠檬酸和端烯基聚氧乙烯醚，然后将琥珀酸钠和柠檬酸投入反应釜中，并向反应釜中缓慢加入浓盐酸，待浓盐酸加入完毕后将反应釜内的温度控制在130℃，并在此温度下反应3h，所得反应釜内的混合物记为混合组分；
b、待上述反应结束后，在自然条件下将反应釜内的温度降至100℃，然后相反应釜中的混合组分中缓慢滴加称取好的甲醛，待甲醛滴加完毕后再将端烯基聚氧乙烯醚加入反应釜中，机械搅拌5min，然后在100℃的条件下保温反应5-8h；
c、向反应结束后的反应釜内加入氢氧化钠溶液，并以120r/min的速率搅拌3min；然后调节反应釜内混合组分的ph至中性，出料后即得减水剂。
步骤b中机械搅拌的速率为240r/min。
步骤c中调节ph所用的氢氧化钠溶液的浓度为0.8mol/l。
一种钢筋砼管的制造工艺，包括以下步骤：
s1、在钢筋存放、加工区利用1t卷扬机将φ6圆钢拉直，并加工成勾筋，φ8的冷拉带肋钢筋为定尺，不用加工；
s2、将加工后的钢筋半成品运至钢筋制作区，进行钢筋的制作、焊接，焊接时采用滚焊机进行环向筋的制作和加工；
s3、在钢筋笼加工完成后，将钢筋笼运至砼管道制作位置，打磨后将外模进行拼装，安好砂浆垫片，保证钢筋的保护层厚度符合规范要求，然后将其用龙门吊吊装止悬滚机上；其中检查内容包括检查模板的接缝处是否严密；
s4、根据上述各原料之间的重量配比，将减水剂、矿粉和甲酸钙加入到水中，并用超声波分散器以30khz的频率进行超声分散5min，然后将剩余原料分别加入其中，并用搅拌器对其进行均匀、充分地搅拌，搅拌结束后依照现有工艺将所得混合物料进行砼的浇筑；
s5、对步骤s4中浇筑的砼管进行拆模处理，拆模后进行蒸汽养护，根据实际情况在砼制造区附近，设置相应的养护池，由龙门吊吊装至养护池中，养护池表面覆盖塑料薄膜，并用蒸汽锅炉进行增温保湿。砼出池后，对其进行喷雾养护，养护天数为28天；
s6、砼管养护后对其进行质量检验，经检验合格后通过龙门吊运至砼管存放区进行堆放。
实施例2：
一种钢筋砼管，由下述重量配比的原料组成：硅酸盐水泥500份、矿粉170份、火山渣100份、粉煤灰陶粒80份、石棉纤维160份、偏高岭土55份、减水剂15份、细河砂150份、碎石70份、缓凝剂15份、保水剂8份、甲酸钙10份、早强剂5份和水400份。
矿粉为锂辉石粉和堇青石粉按照重量比4:2混合制备而成。
缓凝剂选用磷酸盐。
保水剂选用羟乙基甲基增强纤维素醚。
早强剂选用尿素。
减水剂的制造工艺包括以下步骤：
a、按重量比m(琥珀酸酐)：m(浓盐酸)：m(甲醛)：m(柠檬酸)：m(端烯基聚氧乙烯醚)＝98：115：48：25：36准确称取琥珀酸酐、浓盐酸、甲醛、柠檬酸和端烯基聚氧乙烯醚，然后将琥珀酸钠和柠檬酸投入反应釜中，并向反应釜中缓慢加入浓盐酸，待浓盐酸加入完毕后将反应釜内的温度控制在135℃，并在此温度下反应4h，所得反应釜内的混合物记为混合组分；
b、待上述反应结束后，在自然条件下将反应釜内的温度降至105℃，然后相反应釜中的混合组分中缓慢滴加称取好的甲醛，待甲醛滴加完毕后再将端烯基聚氧乙烯醚加入反应釜中，机械搅拌7min，然后在105℃的条件下保温反应6h；
c、向反应结束后的反应釜内加入氢氧化钠溶液，并以150r/min的速率搅拌4min；然后调节反应釜内混合组分的ph至中性，出料后即得减水剂。
步骤b中机械搅拌的速率为300r/min。
步骤c中调节ph所用的氢氧化钠溶液的浓度为1.0mol/l。
一种钢筋砼管的制造工艺，包括以下步骤：
s1、在钢筋存放、加工区利用1t卷扬机将φ6圆钢拉直，并加工成勾筋，φ8的冷拉带肋钢筋为定尺，不用加工；
s2、将加工后的钢筋半成品运至钢筋制作区，进行钢筋的制作、焊接，焊接时采用滚焊机进行环向筋的制作和加工；
s3、在钢筋笼加工完成后，将钢筋笼运至砼管道制作位置，打磨后将外模进行拼装，安好砂浆垫片，保证钢筋的保护层厚度符合规范要求，然后将其用龙门吊吊装止悬滚机上；其中检查内容包括检查模板的接缝处是否严密；
s4、根据上述各原料之间的重量配比，将减水剂、矿粉和甲酸钙加入到水中，并用超声波分散器以35khz的频率进行超声分散7min，然后将剩余原料分别加入其中，并用搅拌器对其进行均匀、充分地搅拌，搅拌结束后依照现有工艺将所得混合物料进行砼的浇筑；
s5、对步骤s4中浇筑的砼管进行拆模处理，拆模后进行蒸汽养护，根据实际情况在砼制造区附近，设置相应的养护池，由龙门吊吊装至养护池中，养护池表面覆盖塑料薄膜，并用蒸汽锅炉进行增温保湿。砼出池后，对其进行喷雾养护，养护天数为30天；
s6、砼管养护后对其进行质量检验，经检验合格后通过龙门吊运至砼管存放区进行堆放。
实施例3：
一种钢筋砼管，由下述重量配比的原料组成：硅酸盐水泥700份、矿粉180份、火山渣150份、粉煤灰陶粒90份、石棉纤维250份、偏高岭土60份、减水剂40份、细河砂160份、碎石100份、缓凝剂20份、保水剂30份、甲酸钙15份、早强剂20份和水450份。
矿粉为锂辉石粉和堇青石粉按照重量比4:3混合制备而成。
缓凝剂选用锌盐。
保水剂选用聚丙烯酰胺。
早强剂选用三乙醇胺。
减水剂的制造工艺包括以下步骤：
a、按重量比m(琥珀酸酐)：m(浓盐酸)：m(甲醛)：m(柠檬酸)：m(端烯基聚氧乙烯醚)＝100：118：50：28：38准确称取琥珀酸酐、浓盐酸、甲醛、柠檬酸和端烯基聚氧乙烯醚，然后将琥珀酸钠和柠檬酸投入反应釜中，并向反应釜中缓慢加入浓盐酸，待浓盐酸加入完毕后将反应釜内的温度控制在138℃，并在此温度下反应4h，所得反应釜内的混合物记为混合组分；
b、待上述反应结束后，在自然条件下将反应釜内的温度降至108℃，然后相反应釜中的混合组分中缓慢滴加称取好的甲醛，待甲醛滴加完毕后再将端烯基聚氧乙烯醚加入反应釜中，机械搅拌8min，然后在108℃的条件下保温反应7h；
c、向反应结束后的反应釜内加入氢氧化钠溶液，并以180r/min的速率搅拌4min；然后调节反应釜内混合组分的ph至中性，出料后即得减水剂。
步骤b中机械搅拌的速率为360r/min。
步骤c中调节ph所用的氢氧化钠溶液的浓度为1.1mol/l。
一种钢筋砼管的制造工艺，包括以下步骤：
s1、在钢筋存放、加工区利用1t卷扬机将φ6圆钢拉直，并加工成勾筋，φ8的冷拉带肋钢筋为定尺，不用加工；
s2、将加工后的钢筋半成品运至钢筋制作区，进行钢筋的制作、焊接，焊接时采用滚焊机进行环向筋的制作和加工；
s3、在钢筋笼加工完成后，将钢筋笼运至砼管道制作位置，打磨后将外模进行拼装，安好砂浆垫片，保证钢筋的保护层厚度符合规范要求，然后将其用龙门吊吊装止悬滚机上；其中检查内容包括检查模板的接缝处是否严密；
s4、根据上述各原料之间的重量配比，将减水剂、矿粉和甲酸钙加入到水中，并用超声波分散器以38khz的频率进行超声分散8min，然后将剩余原料分别加入其中，并用搅拌器对其进行均匀、充分地搅拌，搅拌结束后依照现有工艺将所得混合物料进行砼的浇筑；
s5、对步骤s4中浇筑的砼管进行拆模处理，拆模后进行蒸汽养护，根据实际情况在砼制造区附近，设置相应的养护池，由龙门吊吊装至养护池中，养护池表面覆盖塑料薄膜，并用蒸汽锅炉进行增温保湿。砼出池后，对其进行喷雾养护，养护天数为32天；
s6、砼管养护后对其进行质量检验，经检验合格后通过龙门吊运至砼管存放区进行堆放。
实施例4：
一种钢筋砼管，由下述重量配比的原料组成：硅酸盐水泥600份、矿粉200份、火山渣140份、粉煤灰陶粒100份、石棉纤维230份、偏高岭土70份、减水剂30份、细河砂180份、碎石90份、缓凝剂30份、保水剂20份、甲酸钙25份、早强剂15份和水500份。
矿粉为锂辉石粉和堇青石粉按照重量比5:3混合制备而成。
缓凝剂选用磷酸盐。
保水剂选用羟乙基甲基增强纤维素醚。
早强剂选用尿素。
减水剂的制造工艺包括以下步骤：
a、按重量比m(琥珀酸酐)：m(浓盐酸)：m(甲醛)：m(柠檬酸)：m(端烯基聚氧乙烯醚)＝105：120：55：30：40准确称取琥珀酸酐、浓盐酸、甲醛、柠檬酸和端烯基聚氧乙烯醚，然后将琥珀酸钠和柠檬酸投入反应釜中，并向反应釜中缓慢加入浓盐酸，待浓盐酸加入完毕后将反应釜内的温度控制在140℃，并在此温度下反应5h，所得反应釜内的混合物记为混合组分；
b、待上述反应结束后，在自然条件下将反应釜内的温度降至110℃，然后相反应釜中的混合组分中缓慢滴加称取好的甲醛，待甲醛滴加完毕后再将端烯基聚氧乙烯醚加入反应釜中，机械搅拌10min，然后在110℃的条件下保温反应8h；
c、向反应结束后的反应釜内加入氢氧化钠溶液，并以200r/min的速率搅拌5min；然后调节反应釜内混合组分的ph至中性，出料后即得减水剂。
步骤b中机械搅拌的速率为420r/min。
步骤c中调节ph所用的氢氧化钠溶液的浓度为1.2mol/l。
一种钢筋砼管的制造工艺，包括以下步骤：
s1、在钢筋存放、加工区利用1t卷扬机将φ6圆钢拉直，并加工成勾筋，φ8的冷拉带肋钢筋为定尺，不用加工；
s2、将加工后的钢筋半成品运至钢筋制作区，进行钢筋的制作、焊接，焊接时采用滚焊机进行环向筋的制作和加工；
s3、在钢筋笼加工完成后，将钢筋笼运至砼管道制作位置，打磨后将外模进行拼装，安好砂浆垫片，保证钢筋的保护层厚度符合规范要求，然后将其用龙门吊吊装止悬滚机上；其中检查内容包括检查模板的接缝处是否严密；
s4、根据上述各原料之间的重量配比，将减水剂、矿粉和甲酸钙加入到水中，并用超声波分散器以40khz的频率进行超声分散5-10min，然后将剩余原料分别加入其中，并用搅拌器对其进行均匀、充分地搅拌，搅拌结束后依照现有工艺将所得混合物料进行砼的浇筑；
s5、对步骤s4中浇筑的砼管进行拆模处理，拆模后进行蒸汽养护，根据实际情况在砼制造区附近，设置相应的养护池，由龙门吊吊装至养护池中，养护池表面覆盖塑料薄膜，并用蒸汽锅炉进行增温保湿。砼出池后，对其进行喷雾养护，养护天数为35天；
s6、砼管养护后对其进行质量检验，经检验合格后通过龙门吊运至砼管存放区进行堆放。
性能检测：
对通过现有工艺制作的钢筋砼管(对比例)与通过本发明中实施例1、2、3和4制造的钢筋砼管进行性能检测，所得数据记录于下表：
从上表中的相关数据可知本发明制造的钢筋砼管在承载力和抗开裂性能方面均优于对比例。表明通过本发明制造的钢筋砼管的质量更好，更适宜推广。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的设计构思之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。