玻璃纤维增强塑料顶管及玻纤顶管的制备方法与流程

本发明涉及玻纤顶管，具体涉及玻璃纤维增强塑料顶管及玻纤顶管的制备方法。

背景技术：

1、顶管就是在地下埋设的管道中，铺设在地下管沟的顶部，承受地表以上荷载和附加载荷的一种管道。传统的顶管采用混凝土或者砖石等材料制造，但是这些材料存在着重量大、维护困难、施工周期长等问题。为此，玻璃钢复合顶管便应运而生，由于其重量轻、耐腐蚀、强度高等优点，得到了广泛的应用。

2、但是，一些生产商在制造玻璃钢复合顶管时，增强结构的选择、比例等方面不够科学合理，导致所制造的玻璃钢复合顶管硬度低、强度不足、易开裂、易变形等问题。同时，一些生产商在制造玻璃钢复合顶管时，并不能严格按照国家标准gb/t 21492-2019要求进行，导致所制造的玻璃钢复合顶管不能满足建设工程实际需要，极大地降低了玻璃钢复合顶管的可靠性和使用寿命。

3、经检索，公开号为cn 104405964 b的发明公开了一种玻璃钢纤维混凝土复合管，包括管状的混凝土层及设置在混凝土层内壁的玻璃钢层，所述玻璃钢层进一步包括一玻璃钢内衬、玻璃钢外衬及钢丝网层，所述钢丝网层夹持在内衬与外衬之间，所述钢丝网层包括多个与钢丝网结为一体的连接凸起，该连接凸起穿过外衬并伸入到混凝土层。

4、公开号为cn 104405964 b的发明则提出了在玻璃钢复合顶管中加入钢丝网和玻璃纤维的解决方案，以解决钢筋混凝土所存在的拉力不足的问题，提高顶管的强度和耐用性，然而，该发明虽然提出了加入钢丝网和玻璃纤维的方案来解决顶管的强度问题，但并未对生产厂商在增强结构选择、比例控制等方面存在的问题进行深入的解决，不足以达到保证玻璃纤维顶管具有足够强度和稳定性的要求。

技术实现思路

1、本发明提出玻璃纤维增强塑料顶管及玻纤顶管的制备方法，解决了上述背景技术提到的问题。

2、本发明的技术方案是这样实现的：

3、玻璃纤维增强塑料顶管，包括玻纤顶管、套管和密封圈，所述玻纤顶管两侧外径小于中间外径，而玻纤顶管两侧的小外径处各设有密封圈，套管的内侧与玻纤顶管的小外径外侧套合适配，使密封圈的外侧与套管的内侧贴合密封，提高套管与玻纤顶管承接过程的密封性；

4、所述玻纤顶管中设有增强结构，用于提高玻璃纤维增强塑料顶管的力学性能。

5、进一步，所述玻纤顶管包括内衬层、结构层和外防护层，其中内衬层、结构层和外防护层由内向外依次固定组合为一体。

6、进一步，所述增强结构包括短切纱、缠绕纱、外表面毡、内表面毡和环形网片，且均布于玻纤顶管中。

7、进一步，所述环形网片设于结构层中，用于提高玻璃纤维增强塑料顶管抗冲击能力性能。

8、玻纤顶管的制备方法，包括以下步骤：

9、s1、准备原材料：

10、准备外表面毡、短切纱、缠绕纱、内表面毡、环形网片、石英砂和树脂等；

11、按照规格要求，对增强结构中的外表面毡、短切纱、缠绕纱、内表面毡、环形网片进行裁切、分拣和定量称重；

12、预先准备好混合料，以材料为石英砂的无机非金属颗粒作为骨料，采用树脂为基体材料，按照配比要求，控制好混合料的流动性和稠度；

13、s2、管道制造：

14、在生产线上，按照规格要求将增强结构和混合料交替铺设，并进行压实，其中，不锈钢网片用于增强管的耐压性能；

15、采用立式振动方式对铺设好的玻纤顶管进行振动加工，具体实现方式为：将铺设好的增强结构和混合料通过机械装置送入立式振动机，在立式振动机的作用下，使材料充分流动并压实，在此过程中，可根据需要调节振动频率、振幅等参数；

16、s3、管道完成：

17、完成振动加工后，将玻纤顶管进行硬化处理，以提高其力学性能和耐用性；

18、最后进行检测，确保产品符合技术性能指标要求，并进行包装和出厂。

19、进一步，所述环形网片为不锈钢网、聚酰胺纤维网、碳纤维网或者合金钢网。

20、进一步，所述环形网片为平纹编织、缎纹编制或钩编编制，可以提供网孔均匀、结实的特性。

21、进一步，所述环形网片的丝径为1.5-2mm。

22、进一步，所述环形网片的网孔为5*5mm-30*30mm。

23、本申请提供的技术方案带来的有益效果：

24、1、该玻璃纤维增强塑料顶管，环形网片在玻璃纤维增强塑料顶管结构中起到了重要的增强作用，具体来说，环形网片在玻纤顶管的结构层中均匀分布，由于环形网片的存在，可以使得玻纤顶管的环向刚度得到有效的增强，环向刚度是玻纤顶管抵抗弯曲载荷的能力，若环向刚度太小则易发生弯曲变形从而导致失效，因此，增强初始环刚度可以有效提高玻纤顶管的耐久性和强度；在玻纤顶管受到轴向压缩载荷作用时，环形网片会有效抵抗顶部受力并分散于玻纤顶管的结构体系中，因此，可以提高玻纤顶管的压缩强度，并能够有效地保护管道受到外部冲击和挤压的影响；由于环形网片的增强作用，玻纤顶管能够承受更大的顶部荷载，在工程中使用玻纤顶管时，可以减少管道的横向支撑及固定的数量，降低工程成本和施工难度。综上所述，环形网片对玻璃纤维增强塑料顶管的初始环刚度、初始轴向压缩强度和允许顶力具有显著的增强作用。

25、2、玻纤顶管的制备方法，上述制备方法中，采用的配方和加工工艺能够使得玻纤顶管的混合料充分流动并压实，这能够提高管道的物理力学性能和耐用性，同时保证了管道的均匀性和一致性。环形网片的采用有效地增强了玻纤顶管的初始环刚度和轴向压缩强度，提高了管道的整体抗弯曲性能和冲击抵抗能力。其中，不锈钢网、聚酰胺纤维网、碳纤维网或者合金钢网都是常见的选择，丝径和网孔大小的选择则可以根据工程需要进行调整。同时，环形网片的编织方式也影响着管道的性能特性，平纹编织、缎纹编制或钩编编制都有其应用领域和特点，选择合适的编织方式可以满足工程的不同需求。采用上述制备方法和环形网片增强技术，不仅能够提高玻璃纤维增强塑料顶管的力学性能和耐久性，而且在工程实践中也具有广泛的应用前景和经济效益。

技术特征：

1.玻璃纤维增强塑料顶管，包括玻纤顶管(1)、套管(2)和密封圈(3)，所述玻纤顶管(1)两侧外径小于中间外径，而玻纤顶管(1)两侧的小外径处各设有密封圈(3)，套管(2)的内侧与玻纤顶管(1)的小外径外侧套合适配，使密封圈(3)的外侧与套管(2)的内侧贴合密封，提高套管(2)与玻纤顶管(1)承接过程的密封性，其特征在于：所述玻纤顶管(1)中设有增强结构，用于提高玻璃纤维增强塑料顶管的力学性能。

2.如权利要求1所述的玻璃纤维增强塑料顶管，其特征在于，所述玻纤顶管(1)包括内衬层(9)、结构层(10)和外防护层(11)，其中内衬层(9)、结构层(10)和外防护层(11)由内向外依次固定组合为一体。

3.如权利要求1所述的玻璃纤维增强塑料顶管，其特征在于，所述增强结构包括短切纱(4)、缠绕纱(5)、外表面毡(6)、内表面毡(7)和环形网片(8)，且均布于玻纤顶管(1)中。

4.如权利要求3所述的玻璃纤维增强塑料顶管，其特征在于，所述环形网片(8)设于结构层(10)中，用于提高玻璃纤维增强塑料顶管抗冲击能力性能。

5.玻纤顶管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.如权利要求5所述的玻纤顶管的制备方法，其特征在于，所述环形网片(8)为不锈钢网、聚酰胺纤维网、碳纤维网或者合金钢网。

7.如权利要求5所述的玻纤顶管的制备方法，其特征在于，所述环形网片(8)为平纹编织、缎纹编制或钩编编制，可以提供网孔均匀、结实的特性。

8.如权利要求7所述的玻纤顶管的制备方法，其特征在于，所述环形网片(8)的丝径为1.5-2.5mm。

9.如权利要求8所述的玻纤顶管的制备方法，其特征在于，所述环形网片(8)的网孔为5*5mm-30*30mm。

技术总结
本发明提出了玻璃纤维增强塑料顶管，包括玻纤顶管、套管和密封圈，所述玻纤顶管两侧外径小于中间外径，而玻纤顶管两侧的小外径处各设有密封圈，套管的内侧与玻纤顶管的小外径外侧套合适配；本发明还提出了玻纤顶管的制备方法，包括以下步骤：S1、准备原材料：按照规格要求，对增强结构中的外表面毡、短切纱、缠绕纱、内表面毡、环形网片进行裁切、分拣和定量称重。该玻璃纤维增强塑料顶管环形网片的采用有效地增强了玻纤顶管的初始环刚度和轴向压缩强度，提高了管道的整体抗弯曲性能和冲击抵抗能力。

技术研发人员：钟榜奎,谷庆超
受保护的技术使用者：湖北中恒环保科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14