環氧煤瀝青防腐層的內襯式預應力鋼筒混凝土管。通過采用電弧噴涂方法在承口鋼環和插口鋼環裸露在外的表面上制得鋅鋁稀土涂層，環氧煤瀝青防腐層直接涂裝在水泥砂漿保護層上，進行雙保護，為內襯式預應力鋼筒混凝土管的防腐性能提高增加了兩道重要屏障，應用方便。
[0022]2、本發明的最內層聚氯乙烯防腐層為內襯式預應力鋼筒混凝土管輸水工程中有效抑制了混凝土層內物質的溶出，為輸水安全增加了一道重要屏障，應用方便。
[0023]3、本發明整體結構簡單，設計科學合理，具有良好的耐久性、抗腐蝕性，并且制造工藝簡單，經過承插口鋼環表面熱噴涂鋅鋁稀土涂層處理和環氧煤瀝青防腐層直接涂裝在水泥砂漿保護層上的內襯式預應力鋼筒混凝土管壽命得到有效延長，是一種創新性較高的內襯式預應力鋼筒混凝土管。
[0024]4、本發明是在申請人在先申請的發明專利ZL201210220592.9基礎上的進一步技術改進，主要改進點在于鋅鋁稀土涂層、在鋼筒內壁混凝土層和鋼筒外壁水泥砂漿保護層中均摻有改性聚丙烯纖維以及鋼筒內壁混凝土層內壁上設置聚氯乙烯防腐層，改進點的技術效果在上面已經講述清楚。本發明相對應現有的技術來說，其整體技術方案是費顯而易見的，并且產生了預料不到的技術效果，具有突出的實質性特點和顯著地進步。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發明結構示意圖；
其中，1-插口鋼環，2-鋼筒外壁水泥砂漿保護層，3-預應力鋼絲，4-鋼筒，5-鋼筒內壁混凝土層，6-承口鋼環，7-鋅鋁稀土涂層，8-環氧煤瀝青防腐層，9-聚氯乙烯防腐層。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0027]如圖1所示，長壽命全防腐的內襯式預應力鋼筒混凝土管，包括筒體部分，以及設置于筒體部分兩端的承口鋼環6和插口鋼環1，筒體部分由內到外依次為聚氯乙烯防腐層9、鋼筒內壁混凝土層5、鋼筒4和鋼筒外壁水泥砂漿保護層2，鋼筒4和承口鋼環6的外表面上均纏繞有預應力鋼絲3，所述插口鋼環I的內表面和承口鋼環6的外表面上分別設有鋅鋁稀土涂層7 ;所述鋼筒外壁水泥砂漿保護層2外表面上設有環氧煤瀝青防腐層8 ;所述鋼筒內壁混凝土層5和鋼筒外壁水泥砂漿保護層2中均摻有改性聚丙烯纖維，改性聚丙烯纖維添加量為0.8?lKg/m3。
[0028]聚氯乙烯防腐層9提前根據混凝土管道內徑預制成外徑大于混凝土管內徑2厘米的聚氯乙烯薄壁管，聚氯乙烯薄壁管厚度I厘米，通過混凝土管預制現場的蒸汽加熱，聚氯乙烯管加熱變軟，套入制作混凝土管的內模之外，然后進行正常的立式混凝土管澆筑成型，聚氯乙烯防腐層由此緊貼混凝土管內壁，成為最內層的防腐層。
[0029]鋅鋁稀土涂層中的組分按質量百分比為:鋁:10?50%，稀土:0.01?5%，其余為鋅，稀土中，各組分按質量百分比為:La 25-35%, Ce 60-72%, Pr 3-8%, Nd 0~3%。
[0030]鋅鋁稀土涂層采用電弧噴涂在成品混凝土管裸露在外的承口鋼環內壁和插口鋼環外壁上制得。鋅鋁涂層中，鋅元素的作用為防腐作用，鋁元素在涂層中起到骨架支撐作用，更好的形成防腐層，另外的少量La和Ce等稀土元素的加入，可以讓電弧噴涂的噴涂過程中更加霧化了顆粒尺寸，從而提高了涂層的均勻致密性，同樣起到了更好的防腐效果。
[0031]電弧噴涂的溫度很高，兩種合金絲呈熔融而且分散的狀態快速噴向管道表面，高溫熔融Zn合金和AlRE合金急冷凝固形成Zn相和AlRE合金相，只有Zn相和AlRE合金相兩種合金凝固組織界面附近才能通過擴散形成一些Zn-Al-RE固溶體合金，或一些夾雜著Zn合金和AlRE合金的固溶體合金。
[0032]Zn-Al-RE合金層的這種組織特征在一定程度上對其耐蝕性能產生了有利的影響，因為Zn相和AlRE合金相交替存在，協同發揮了 Zn合金相的犧牲保護作用和AlRE合金相的鈍化保護作用，合金層中的AlRE合金相間構成網狀硬構架，不但起到阻止Zn腐蝕的作用，而且AlRE合金在腐蝕過程中生成了致密的腐蝕產物，這種腐蝕產物對溶液中氯離子向內部擴散滲透起到了阻擋作用，從而表現出明顯的“自封閉”作用。因此，可以減少腐蝕介質的滲入。
[0033]Zn-Al-RE合金的耐蝕性優于ZnAl合金及ZnAl合金，這是由于RE元素可細化涂層顆粒，使顆粒粒度均勻，降低涂層孔隙率，使涂層組織致密，進而減少了腐蝕通道。因此腐蝕反應進行一定時間后，由于鈍化膜及腐蝕產物的堵塞，腐蝕介質很難通過涂層表面的缺陷進入涂層到達涂層/基體的界面，涂層的自封閉效果更加明顯，大幅度提高了涂層腐蝕產物層的穩定性，從而使ZnAlRE合金層表現出更好的耐蝕性。RE元素的加入對涂層耐蝕性影響的主要原因是降低了涂層的孔隙率，起到了凈化和細化組織的作用，從而使涂層腐蝕過程中的表面活性點減少，從而表現出明顯且穩定的自封閉效果。因此，Zn-Al-RE合金層具有優良的耐蝕性能。
[0034]改性聚丙烯纖維是現有產品，市場中可以購買到，在此不再贅述其具體產品組成。改性聚丙烯纖維是由聚丙烯樹脂經特殊加工和處理制成的一束束互相交織成網狀的纖維。它和水泥混凝土的基料有極強的結合力。加入混凝土基料中，經攪拌后，因受到水泥、砂石等骨料的沖擊，自動張開。成為一根根的單絲或互相牽扯多向分布纖維，在混凝土內部形成一種亂向支撐體系。能極有效的控制混凝土及水泥砂漿的早期的塑性收縮和沉降裂紋。大大提高混凝土的抗滲、抗破碎、抗沖擊性能，增強混凝土韌性和耐磨性，從而使建筑物的壽命大大延長，極大地減少工程維護費用。
[0035]改性聚丙烯纖維是聚丙烯纖維由聚丙烯及多種有機、無機材料，經特殊的復合技術精制而成，產品在混凝土中可形成三維亂向分布的網狀承托作用，使混凝土在硬化初期形成的微裂紋在發展過程中受到阻擋，難以進一步發展。從而可提高混凝土的斷裂韌性，改善混凝土的抗裂防滲性能，是砂漿、混凝土工程抗裂，防滲，耐磨，保溫的新型理想材料。
[0036]涂層可以作為有一道重要防線，有效提高預應力鋼筒混凝土管抗侵蝕能力，大大延長預應力鋼筒混凝土管原有壽命，因此預應力鋼筒混凝土管表面處理技術，尤其是涂層技術十分有必要。
[0037]上述雖然結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本發明保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護范圍以內。
【主權項】
1.一種長壽命全防腐的內襯式預應力鋼筒混凝土管，包括筒體部分，以及設置于筒體部分兩端的承口鋼環和插口鋼環，其特征是，筒體部分由內到外依次為聚氯乙烯防腐層、鋼筒內壁混凝土層、鋼筒和鋼筒外壁水泥砂漿保護層，鋼筒和承口鋼環的外表面上均纏繞有預應力鋼絲，所述插口鋼環的內表面和承口鋼環的外表面上分別設有鋅鋁稀土涂層；所述鋼筒外壁水泥砂漿保護層外表面上設有環氧煤瀝青防腐層；所述鋼筒內壁混凝土層和鋼筒外壁水泥砂漿保護層中均摻有改性聚丙烯纖維； 所述聚氯乙烯防腐層提前根據混凝土管道內徑預制成外徑大于混凝土管內徑2厘米的聚氯乙烯薄壁管，聚氯乙烯薄壁管厚度I厘米，通過混凝土管預制現場的蒸汽加熱，聚氯乙烯管加熱變軟，套入制作混凝土管的內模之外，然后進行正常的立式混凝土管澆筑成型，聚氯乙烯防腐層由此緊貼混凝土管內壁，成為最內層的防腐層。2.如權利要求1所述的長壽命全防腐的內襯式預應力鋼筒混凝土管，其特征是，所述改性聚丙烯纖維添加量為0.8?lKg/m3。3.如權利要求1所述的長壽命全防腐的內襯式預應力鋼筒混凝土管，其特征是，所述鋅鋁稀土涂層中的組分按質量百分比為:鋁:10?50%，稀土:0.0l?5%，其余為鋅，稀土中，各組分按質量百分比為:La 25-35%, Ce 60-72%, Pr 3-8%, Nd 0-3%04.如權利要求1所述的長壽命全防腐的內襯式預應力鋼筒混凝土管，其特征是，所述鋅鋁稀土涂層采用電弧噴涂在成品混凝土管裸露在外的承口鋼環內壁和插口鋼環外壁上制得。
【專利摘要】本發明公開了一種長壽命全防腐的內襯式預應力鋼筒混凝土管，包括筒體部分，以及設置于筒體部分兩端的承口鋼環和插口鋼環，筒體部分由內到外依次為聚氯乙烯防腐層、鋼筒內壁混凝土層、鋼筒和鋼筒外壁水泥砂漿保護層，鋼筒和承口鋼環的外表面上均纏繞有預應力鋼絲，所述插口鋼環的內表面和承口鋼環的外表面上分別設有鋅鋁稀土涂層；所述鋼筒外壁水泥砂漿保護層外表面上設有環氧煤瀝青防腐層；所述鋼筒內壁混凝土層和鋼筒外壁水泥砂漿保護層中均摻有改性聚丙烯纖維。該混凝土管結構簡單，耐腐蝕，能夠有效延長預應力鋼筒混凝土管的使用壽命。
【IPC分類】F16L9/14, F16L58/04, F16L58/10, F16L58/12, C23C4/16, C23C4/08, F16L58/08
【公開號】CN105179817
【申請號】
【發明人】邢士波, 王曉軍, 王相民, 李同華, 崔錫斌, 焦國慶, 孫豐勇, 程聰鵬, 相晨, 鄒翔, 汪浩, 崔宏波, 李存文
【申請人】山東龍泉管道工程股份有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年9月22日