預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（簡(jiǎn)稱PCCP）
國(guó)統(tǒng)管道
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水利工程大型管材 - PCCP管材
1.產(chǎn)品特性
（1）管材結(jié)構(gòu)質(zhì)量。本項(xiàng)目管材制造和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管》（GB/T?19685—2005）嚴(yán)格執(zhí)行，在管材生產(chǎn)制造過(guò)程中，我公司將嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)較嚴(yán)格者進(jìn)行質(zhì)量控制和檢驗(yàn)，以達(dá)到優(yōu)質(zhì)管材的技術(shù)要求。
招標(biāo)文件規(guī)定管材應(yīng)滿足工作壓力0.6MPa，我公司出于安全考慮保守設(shè)計(jì)，生產(chǎn)的管材既能滿足于本工程要求的工作壓力0.6MPa又能適應(yīng)于工作壓力0.8MPa工程。見(jiàn)圖1。
（2）管材結(jié)構(gòu)耐久性能。我公司為本項(xiàng)目提供的PCCP管材的結(jié)構(gòu)耐久性能正常使用壽命不小于50年。為保證達(dá)到這一指標(biāo)，除了在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行計(jì)算之外，還在材料、制造、安裝等方面進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制。本項(xiàng)目管材的耐久性能控制措施如下：
制管材料質(zhì)量性能嚴(yán)格按照GB/T?19685—2005標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行控制。此外，混凝土原材料中的砂、石采用非活性骨料，水泥采用含堿量小于0.6%的低堿水泥，以防止堿集料反應(yīng)。預(yù)應(yīng)力鋼絲滿足氫脆性要求。
（3）鋼筒的耐久性。鋼筒的主要作用是抗?jié)B，且鋼筒被包裹于混凝土管芯內(nèi)，此種結(jié)構(gòu)型式使鋼筒內(nèi)外表面處于混凝土型成的高堿性環(huán)境中（pH值達(dá)12.5以上），鋼筒表面將在此環(huán)境中生成一層鈍化膜，此鈍化膜使鋼材免于受到腐蝕因子的腐蝕。PCCP的使用環(huán)境處于地表以下，且管內(nèi)壁混凝土長(zhǎng)期處于水中，在此環(huán)境中混凝土由于濕度飽和，碳化速度極慢（混凝土的碳化速度在環(huán)境濕度為50%～70%時(shí)最快），在管材的正常使用壽命期間混凝土均能在鋼筒表面保持良好的高堿性環(huán)境，鋼筒的耐久性可以得到保障。另外，用于本工程的管材采用了陰極保護(hù)系統(tǒng)，可以適時(shí)監(jiān)測(cè)鋼筒的腐蝕情況并及時(shí)啟動(dòng)保護(hù)。鋼筒的耐久性完全可以得到保障。
（4）預(yù)應(yīng)力鋼絲的耐久性。預(yù)應(yīng)力鋼絲在PCCP結(jié)構(gòu)組成中起關(guān)鍵作用，其為管材提供了有效地預(yù)力應(yīng)力，使管材能夠承受工程要求的各種內(nèi)外荷載及組合工況的作用。對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼絲的保護(hù)是管材是否能夠達(dá)到設(shè)計(jì)使用壽命的關(guān)鍵。為本項(xiàng)目提供的PCCP管材采用了3項(xiàng)措施來(lái)保證預(yù)應(yīng)力鋼絲的耐久性：第一，預(yù)應(yīng)力鋼絲外表面噴涂致密的砂漿保護(hù)層。此砂漿保護(hù)層采用專用輥射機(jī)高速噴射而成，使砂漿28天抗壓強(qiáng)度不低于45MPa；吸水率平均值不大于9%，最大值不大于11%；砂漿按照1份水泥與不多于3份細(xì)砂的配比進(jìn)行配置，水泥類型與管芯混凝土相同，保證了鋼絲表面的高堿性環(huán)境，在鋼絲表面生成了鈍化膜，防止鋼絲銹蝕；我公司設(shè)計(jì)的PCCP砂漿保護(hù)層凈厚度較標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定厚度增加了25%，達(dá)25mm，增加了腐蝕因子的滲漏路徑，使其更難到達(dá)鋼絲表面，對(duì)提高管材的耐久性有較好的作用。第二，采用陰極保護(hù)系統(tǒng)。陰極保護(hù)系統(tǒng)將管材的鋼絲、鋼筒均進(jìn)行電連接，在管線運(yùn)行中啟動(dòng)陰極保護(hù)系統(tǒng)可以對(duì)管材體內(nèi)的鋼材實(shí)現(xiàn)較好的防腐保護(hù)作用。第三，在管材外表面涂刷環(huán)氧煤瀝青保護(hù)層。招標(biāo)文件要求用于本工程的PCCP砂漿保護(hù)層外表面涂刷一層環(huán)氧煤瀝青保護(hù)層，此涂層可有效阻斷外界腐蝕因子對(duì)管材的侵蝕，保護(hù)預(yù)應(yīng)力鋼絲處于良好的工作狀態(tài)。有了以上3項(xiàng)措施，即使是在高地下水位的淤泥質(zhì)土壤環(huán)境下，PCCP管體內(nèi)的預(yù)應(yīng)力鋼絲也能夠達(dá)到50年的正常使用壽命。
（5）混凝土的耐久性。用于PCCP管材的混凝土設(shè)計(jì)嚴(yán)格按照《預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管》（GB/T?19885—2005）、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB?50010—2010）、《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》（JGJ?55—2011）進(jìn)行。我公司采用的混凝土強(qiáng)度等為C50，配合比設(shè)計(jì)時(shí)考慮了防止堿-集料反應(yīng)的技術(shù)措施，以保證混凝土單方堿含量不大于2.5kg；另外還考慮了滿足混凝土耐久性所需的最小水泥用量和最大水灰比等參數(shù)要求，混凝土的耐久性能夠滿足50年正常使用壽命的要求。
通過(guò)以上對(duì)原材料、鋼材、混凝土的耐久性和抗腐蝕性能的描述，可以證明我公司用于本項(xiàng)目的PCCP管材設(shè)計(jì)能夠滿足管材耐久性要求，在生產(chǎn)制造過(guò)程中我公司有嚴(yán)格的質(zhì)量控制措施，保證管材達(dá)到渭南市抽黃供水工程優(yōu)質(zhì)管材質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
（6）管材外觀質(zhì)量高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。我公司提供的管材質(zhì)量滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T?19685—2005的要求外，還將積極要求自我，嚴(yán)格按優(yōu)質(zhì)管的質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行全程的質(zhì)量控制，保證優(yōu)質(zhì)管比例高于85%。
2.管材結(jié)構(gòu)耐久性能
我公司為本項(xiàng)目提供的PCCP管材的結(jié)構(gòu)耐久性能正常使用壽命不小于50年。為保證達(dá)到這一指標(biāo)，除了在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行計(jì)算之外，還在材料、制造、安裝等方面進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制。本項(xiàng)目管材的耐久性能控制措施如下：
（1）制管材料質(zhì)量性能嚴(yán)格按照GB/T19685-2005標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行控制。此外，混凝土原材料中的砂、石采用非活性骨料，水泥采用含堿量小于0.6%的低堿水泥，以防止堿集料反應(yīng)。預(yù)應(yīng)力鋼絲滿足氫脆性要求。
（2）鋼筒的耐久性。鋼筒的主要作用是抗?jié)B，且鋼筒被包裹于混凝土管芯內(nèi)，此種結(jié)構(gòu)型式使鋼筒內(nèi)外表面處于混凝土型成的高堿性環(huán)境中（PH值達(dá)12.5以上），鋼筒表面將在此環(huán)境中生成一層鈍化膜，此鈍化膜使鋼材免于受到腐蝕因子的腐蝕。PCCP的使用環(huán)境處于地表以下，且管內(nèi)壁混凝土長(zhǎng)期處于水中，在此環(huán)境中混凝土由于濕度飽和，碳化速度極慢（混凝土的碳化速度在環(huán)境濕度為50%～70%時(shí)最快），在管材的正常使用壽命期間混凝土均能在鋼筒表面保持良好的高堿性環(huán)境，鋼筒的耐久性可以得到保障。另外，用于本工程的管材采用了陰極保護(hù)系統(tǒng)，可以適時(shí)監(jiān)測(cè)鋼筒的腐蝕情況并及時(shí)啟動(dòng)保護(hù)。鋼筒的耐久性完全可以得到保障。
（3）預(yù)應(yīng)力鋼絲的耐久性。預(yù)應(yīng)力鋼絲在PCCP結(jié)構(gòu)組成中起關(guān)鍵作用，其為管材提供了有效的預(yù)力應(yīng)力，使管材能夠承受工程要求的各種內(nèi)外荷載及組合工況的作用。對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼絲的保護(hù)是管材是否能夠達(dá)到設(shè)計(jì)使用壽命的關(guān)鍵。為本項(xiàng)目提供的PCCP管材采用了3項(xiàng)措施來(lái)保證預(yù)應(yīng)力鋼絲的耐久性：第一、預(yù)應(yīng)力鋼絲外表面噴涂致密的砂漿保護(hù)層。此砂漿保護(hù)層采用專用輥射機(jī)高速噴射而成，使砂漿28天抗壓強(qiáng)度不低于45MPa；吸水率平均值不大于9%，最大值不大于11%；砂漿按照1份水泥與不多于3份細(xì)砂的配比進(jìn)行配置，水泥類型與管芯混凝土相同，保證了鋼絲表面的高堿性環(huán)境，在鋼絲表面生成了鈍化膜，防止鋼絲銹蝕；我公司設(shè)計(jì)的PCCP砂漿保護(hù)層凈厚度較標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定厚度增加了25%，達(dá)25mm，增加了腐蝕因子的滲漏路徑，使其更難到達(dá)鋼絲表面，對(duì)提高管材的耐久性有較好的作用。第二、采用陰極保護(hù)系統(tǒng)。陰極保護(hù)系統(tǒng)將管材的鋼絲、鋼筒均進(jìn)行電連接，在管線運(yùn)行中啟動(dòng)陰極保護(hù)系統(tǒng)可以對(duì)管材體內(nèi)的鋼材實(shí)現(xiàn)較好的防腐保護(hù)作用。第三、在管材外表面涂刷環(huán)氧煤瀝青保護(hù)層。招標(biāo)文件要求用于本工程的PCCP砂漿保護(hù)層外表面涂刷一層環(huán)氧煤瀝青保護(hù)層，此涂層可有效阻斷外界腐蝕因子對(duì)管材的浸蝕，保護(hù)預(yù)應(yīng)力鋼絲處于良好的工作狀態(tài)。有了以上3項(xiàng)措施，即使是在高地下水位的淤泥質(zhì)土壤環(huán)境下，PCCP管體內(nèi)的預(yù)應(yīng)力鋼絲也能夠達(dá)到50年的正常使用壽命。
（4）混凝土的耐久性。用于PCCP管材的混凝土設(shè)計(jì)嚴(yán)格按照《預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管》GB/T19885-2005、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2010）、《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》（JGJ55-2011）進(jìn)行。我公司采用的混凝土強(qiáng)度等為C50，配合比設(shè)計(jì)時(shí)考慮了防止堿-集料反應(yīng)的技術(shù)措施，以保證混凝土單方堿含量不大于2.5kg；另外還考慮了滿足混凝土耐久性所需的最小水泥用量和最大水灰比等參數(shù)要求，混凝土的耐久性能夠滿足50年正常使用壽命的要求。
（5）通過(guò)以上對(duì)原材料、鋼材、混凝土的耐久性和抗腐蝕性能的描述，可以證明我公司用于本項(xiàng)目的PCCP管材設(shè)計(jì)能夠滿足管材耐久性要求，在生產(chǎn)制造過(guò)程中我公司有嚴(yán)格的質(zhì)量控制措施，保證管材達(dá)到渭南市抽黃供水工程優(yōu)質(zhì)管材質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
