本實用新型涉及一種預應力鋼筒混凝土與塑料復合管材，屬于管道技術領域。

背景技術：

隨著工業(yè)化生產和城市建設的不斷發(fā)展，地下管道的應用日益顯著，如長距離輸水干線、壓力倒虹吸、城市供水工程、工業(yè)有壓輸水管線、電廠循環(huán)水工程下水管道、壓力排污干管等。

目前，預應力鋼筒混凝土管(Prestressed Concrete Cylinder Pipe，簡寫PCCP)因其堅固、價廉等優(yōu)點被大量使用，但其缺陷也日益顯露：

1、連接密封性差，接口處容易跑漏，且極難修復。

2、防滲性差,易造成二次污染。

3、壽命短，預應力鋼絲長時間使用易銹蝕，造成管材整體強度下降，甚至爆裂。僅鋼絲腐蝕問題，國外現已逐步淘汰PCCP管材的生產與應用。

4、管材內壁糙率高，為0.015，輸送阻力大，能耗大。

中國專利文件CN105065796A(申請?zhí)?01510446690.8)，公開了一種預應力混凝土PE鋼套筒管，包括鋼筒，鋼筒內壁設置有一層聚乙烯樹脂涂層，鋼筒外側澆筑有一層混凝土襯，混凝土襯外部纏繞有預應力鋼絲，預應力鋼絲外部覆蓋一層噴混保護層。該專利鋼筒內壁設置有一層聚乙烯樹脂涂層，加工工藝采用噴涂方法，表面光滑度不高，輸送阻力大，能耗大，聚乙烯樹脂涂層厚度僅為1mm，安裝或使用過程中易脫落，使用壽命短。

綜上所述，現有的管道并不能很好的解決PCCP管帶來的諸多問題，亦或解決了部分問題又帶來了自身的問題，因此，研發(fā)一種制作方便、密封性好、使用壽命長的管道具有十分重要的意義和推廣價值。

技術實現要素：

針對現有技術的不足，本實用新型提供一種預應力鋼筒混凝土與塑料復合管材。

本實用新型的技術方案如下：

一種預應力鋼筒混凝土與塑料復合管材，由內向外包括高分子聚乙烯管內襯、鋼套筒、預應力高強度鋼絲和水泥砂漿保護層，高分子聚乙烯管內襯與鋼套筒之間澆筑有混凝土。

高分子聚乙烯管內襯是管道的主要結構部分，管材內壁光滑，環(huán)保衛(wèi)生、不結垢，且糙率僅為0.0065，輸送阻力小，可節(jié)約大量能源；同時，吸水率極低(<0.01)，起到防滲、泄露作用，解決了管壁的滲水問題。

根據本實用新型優(yōu)選的，高分子聚乙烯管內襯與鋼套筒之間的間隙距離為50～80mm。

根據本實用新型優(yōu)選的，高分子聚乙烯管內襯相對鋼套筒一側設有錐體凸起。

進一步優(yōu)選的，錐體凸起的數量至少一個，相鄰錐體凸起的間距為60mm。可有效防止固定完畢后聚乙烯板與混凝土鋼套筒之間熱脹冷縮比例不同產生的形變。

進一步優(yōu)選的，錐體凸起包括圓柱端、錐體端，圓柱端、錐體端與高分子聚乙烯管內襯為一體成型設置。使錐體凸起既可以抗擊灌裝混凝土時的沖擊力，同時錐體的結構可以牢固的嵌入混凝土內，防止板材脫落。

根據本實用新型優(yōu)選的，預應力高強度鋼絲為外側經裹塑處理的預應力高強度鋼絲。采用裹塑防腐處理，解決了銹蝕問題，確保了管線的強度，延長了使用壽命。

根據本實用新型優(yōu)選的，高分子聚乙烯管內襯的管長大于鋼套筒的管長，使本實用新型所述復合管材制作完成后一端有預留的一段高分子聚乙烯管內襯，方便施工時多個復合管材之間連接。

進一步優(yōu)選的，高分子聚乙烯管內襯的管長與鋼套筒的管長之差為200mm。

進一步優(yōu)選的，所述相鄰兩個預應力鋼筒混凝土與塑料復合管材之間通過熱熔焊接連接。采用可靠地熱熔焊接工藝連接整條管線，徹底解決管材接頭的漏損問題。相鄰兩個預留的一段高分子聚乙烯管內襯采用熱熔焊槍焊接成一個整體，由于連接處較窄，熱熔焊接完成后可直接澆筑混凝土層加強保護。

制備上述預應力鋼筒混凝土與塑料復合管材時包括以下步驟：

(1)、制作高分子聚乙烯管內襯：準備高分子聚乙烯板材，按照管道要求的直徑彎制焊接成圓管狀；高分子聚乙烯板材為表面帶有錐體凸起的高分子聚乙烯板材，彎制焊接成圓管狀，使帶有錐體凸起的一側為外表面。如此進行步驟(3)時，高分子聚乙烯管內襯的錐體凸起完全嵌入混凝土本體，使高分子聚乙烯管內襯貼合在鋼套筒混凝土內壁上。

(2)、在高分子聚乙烯管內襯外布置鋼套筒，兩者之間均勻留出混凝土填充間隙，混凝土填充間隙為50～80mm；高分子聚乙烯管內襯外的管長大于鋼套筒的管長，使預應力鋼筒混凝土與塑料復合管材一端預留有一段高分子聚乙烯管內襯。

(3)、在混凝土填充間隙內均勻密實灌裝混凝土；

(3)、鋼套筒外壁以一定的拉應力螺旋式纏繞經裹塑防腐處理的預應力高強度鋼絲，在鋼套筒上產生均勻的預壓應力以抵償由內壓和外荷載產生的拉應力。

(4)、預應力高強度鋼絲外側，做密實的水泥砂漿保護層，保護高強度鋼絲和管芯，使之免受物理損壞和外界腐蝕。

(5)，重復步驟(1)～(4)至少一次，得到至少兩個預應力鋼筒混凝土與塑料復合管材，相鄰兩個預應力鋼筒混凝土與塑料復合管材之間，通過熱熔焊接將相鄰兩個預留的一段高分子聚乙烯管內襯連接，在連接處澆筑混凝土層。

本實用新型的有益效果在于：

1、本實用新型的技術方案利用高分子聚乙烯材料作為內襯，解決了管壁的滲水問題。

2、本實用新型的技術方案采用的高分子聚乙烯材料為聚乙烯板，聚乙烯板是采用高溫高壓模壓成型，表面糙率低，內壁光滑，環(huán)保衛(wèi)生不結垢，糙率僅為0.0065，輸送阻力小，能耗小，可節(jié)約大量能源。

3、本實用新型采用的高分子聚乙烯板制成的管內襯，聚乙烯板厚度即管內襯的壁厚大于5mm，強度高，耐磨損、耐腐蝕、抗脫落，使用壽命長。

4、本實用新型在鋼筒內壁與板之間還澆筑了混凝土，這樣高分子聚乙烯板上的錐體凸起完全嵌入混凝土本體，使高分子聚乙烯內襯牢固地貼合在鋼套筒混凝土內壁上，不易脫落。

5、本實用新型直接在鋼筒外纏繞鋼絲后澆筑混凝土，可以更好地保護高強度鋼絲和鋼筒，使之免受物理損壞和外界腐蝕。

6、采用本實用新型技術方案的相鄰預應力鋼筒混凝土與塑料復合管材之間，采用可靠地熱熔焊接工藝連接整條管線，徹底解決管材接頭的漏損問題，密封性高于機械部件連接。

7、本實用新型高強度鋼絲采用裹塑防腐處理，解決了銹蝕問題，確保了管線的強度，延長了使用壽命。

附圖說明

圖1為帶錐體凸起的高分子聚乙烯板示意圖；

圖2為由高分子聚乙烯板熱熔焊接成的高分子聚乙烯管內襯示意圖；

圖3為高分子聚乙烯管內襯外布置鋼套筒結構示意圖；

圖4為高分子聚乙烯管內襯與鋼套筒的間隙內均勻灌裝混凝土后的結構示意圖；

圖5為纏繞預應力高強度鋼絲后的結構示意圖；

圖6為預應力高強度鋼絲外側做密實的水泥砂漿保護層示意圖；

其中：1、高分子聚乙烯板材，2、高分子聚乙烯管內襯，3、錐體凸起，4、鋼套筒，5、預應力高強度鋼絲，6、水泥砂漿保護層。

具體實施方式

下面通過實施例并結合附圖對本實用新型做進一步說明，但不限于此。

如圖1-6所示。

實施例1：

一種預應力鋼筒混凝土與塑料復合管材，由內向外包括高分子聚乙烯管內襯、鋼套筒、預應力高強度鋼絲和水泥砂漿保護層，高分子聚乙烯管內襯與鋼套筒之間澆筑有混凝土。

高分子聚乙烯管內襯是管道的主要結構部分，管材內壁光滑，環(huán)保衛(wèi)生、不結垢，且糙率僅為0.0065，輸送阻力小，可節(jié)約大量能源；同時，吸水率極低(<0.01)，起到防滲、泄露作用，解決了管壁的滲水問題。

制備本實施例所述預應力鋼筒混凝土與塑料復合管材時包括步驟如下：

(1)、制作高分子聚乙烯管內襯：準備高分子聚乙烯板材，按照管道要求的直徑彎制焊接成圓管狀；

(2)、在高分子聚乙烯管內襯外布置鋼套筒，兩者之間均勻留出混凝土填充間隙，混凝土填充間隙為50mm；

(3)、在混凝土填充間隙內均勻密實灌裝混凝土；

(3)、鋼套筒外壁以一定的拉應力螺旋式纏繞預應力高強度鋼絲，在鋼套筒上產生均勻的預壓應力以抵償由內壓和外荷載產生的拉應力。

(4)、高強度鋼絲外側，做密實的水泥砂漿保護層，保護高強度鋼絲和管芯，使之免受物理損壞和外界腐蝕。

實施例2：

一種預應力鋼筒混凝土與塑料復合管材，其結構如實施例1所述，區(qū)別在于，高分子聚乙烯管內襯相對鋼套筒一側設有錐體凸起，根據高分子聚乙烯管內襯的側面面積設置錐體凸起的數量，相鄰錐體凸起的間距為60mm。可有效防止固定完畢后聚乙烯板與混凝土鋼套筒之間熱脹冷縮比例不同產生的形變。

制備本實施例所述預應力鋼筒混凝土與塑料復合管材時包括步驟如下：

(1)、制作高分子聚乙烯管內襯：準備高分子聚乙烯板材，高分子聚乙烯板材為表面帶有錐體凸起的高分子聚乙烯板材，按照管道要求的直徑彎制焊接成圓管狀，使帶有錐體凸起的一側為外表面；

(2)、在高分子聚乙烯管內襯外布置鋼套筒，兩者之間均勻留出混凝土填充間隙，混凝土填充間隙為80mm；

(3)、在混凝土填充間隙內均勻密實灌裝混凝土，高分子聚乙烯管內襯的錐體凸起完全嵌入混凝土本體，使高分子聚乙烯管內襯貼合在鋼套筒混凝土內壁上；

(3)、鋼套筒外壁以一定的拉應力螺旋式纏繞預應力高強度鋼絲，在鋼套筒上產生均勻的預壓應力以抵償由內壓和外荷載產生的拉應力。

(4)、高強度鋼絲外側，做密實的水泥砂漿保護層，保護高強度鋼絲和管芯，使之免受物理損壞和外界腐蝕。

實施例3：

一種預應力鋼筒混凝土與塑料復合管材，其結構如實施例2所述，區(qū)別在于，錐體凸起包括圓柱端、錐體端，圓柱端、錐體端與高分子聚乙烯管內襯為一體成型設置。使錐體凸起既可以抗擊灌裝混凝土時的沖擊力，同時錐體的結構可以牢固的嵌入混凝土內，防止板材脫落。

實施例4：

一種預應力鋼筒混凝土與塑料復合管材，其結構如實施例1所述，區(qū)別在于，預應力高強度鋼絲為外側經裹塑處理的預應力高強度鋼絲。采用裹塑防腐處理，解決了銹蝕問題，確保了管線的強度，延長了使用壽命。

實施例5：

一種預應力鋼筒混凝土與塑料復合管材，其結構如實施例1所述，區(qū)別在于，高分子聚乙烯管內襯的管長大于鋼套筒的管長，高分子聚乙烯管內襯的管長與鋼套筒的管長之差為200mm。使本實施例所述復合管材制作完成后一端有預留的一段高分子聚乙烯管內襯，方便施工時多個復合管材之間連接。

實施例6：

一種預應力鋼筒混凝土與塑料復合管材，其結構如實施例5所述，區(qū)別在于，相鄰兩個預應力鋼筒混凝土與塑料復合管材之間通過熱熔焊接連接。采用可靠地熱熔焊接工藝連接整條管線，徹底解決管材接頭的漏損問題。相鄰兩個預留的一段高分子聚乙烯管內襯采用熱熔焊槍焊接成一個整體，由于連接處較窄，熱熔焊接完成后可直接澆筑混凝土層加強保護。

制備本實施例所述預應力鋼筒混凝土與塑料復合管材時包括步驟如下：

(1)、制作高分子聚乙烯管內襯：準備高分子聚乙烯板材，按照管道要求的直徑彎制焊接成圓管狀；如圖1、圖2所示；

(2)、在高分子聚乙烯管內襯外布置鋼套筒，高分子聚乙烯管內襯外的管長大于鋼套筒的管長，使預應力鋼筒混凝土與塑料復合管材一端預留有一段高分子聚乙烯管內襯，高分子聚乙烯管內襯與鋼套筒之間均勻留出混凝土填充間隙，混凝土填充間隙為60mm；如圖3所示；

(3)、在混凝土填充間隙內均勻密實灌裝混凝土；如圖4所示；

(3)、鋼套筒外壁以一定的拉應力螺旋式纏繞預應力高強度鋼絲，如圖5所示，在鋼套筒上產生均勻的預壓應力以抵償由內壓和外荷載產生的拉應力；

(4)、高強度鋼絲外側，做密實的水泥砂漿保護層，如圖6所示，保護高強度鋼絲和管芯，使之免受物理損壞和外界腐蝕。

(5)、重復步驟(1)～(4)一次，總共得到兩個預應力鋼筒混凝土與塑料復合管材，相鄰兩個預應力鋼筒混凝土與塑料復合管材之間，通過熱熔焊接將相鄰兩個預留的一段高分子聚乙烯管內襯連接，在連接處澆筑混凝土層。