防海水浸蝕超大型玻璃鋼管使用性能實驗
1 一般性能測試
建筑材料科學研究院對冀州中意復合材料有限公司與北京理工大學、北京防護材料與技術研究所共同提出并自籌資金研發的超大型夾砂玻璃鋼管(Φ3000mm~Φ9000mm)進行了性能測試,測試的內容主要有:拉伸強度;懸臂梁缺口沖擊強度;耐磨性;粗糙率;耐水壓爆破壓力。其測試結果見表6.1。同時經仿真計算結果和實測結果表明DN3200mm耐海水浸蝕夾砂玻璃鋼管能抵抗里氏八級地震,經耐磨試驗和沖刷試驗結果表明,DN3200mm耐海水浸蝕夾砂玻璃鋼管使用壽命為70年。

2 輸海水試驗
纖維纏繞玻璃鋼管具有光滑的內表面,用于大口徑輸水管道的特點是水流摩阻系數小,水力流場特性好,這是其它材料無法比擬的。而且管徑越大其優越性愈明顯。據美國有關資料報道,1983年美國對使用了20年的纖維纏繞環氧玻璃鋼管進行了檢測,發現其內壁仍然很光滑。因此,國外將纖維纏繞玻璃鋼管視為“水力光滑管”,并且認為埋入地下的玻璃鋼輸水管道使用壽命可達50年。
用于輸海水領域的玻璃鋼管道大多為大、中口徑,在我國沿海地區,地下水位偏高,土地濕度大,使用無縫鋼管必須防腐及做安裝陽紋外向錘煉,且壽命只有30年,而玻璃鋼管可耐多種化學介質的侵蝕,不需防腐處理。此外,抗海水浸蝕玻璃鋼管也不會促進藻類、細菌或真菌生長,給排水時壓力一般均很低,使用壽命達70年。
為了證明管道是否具有抗海水浸蝕的能力,能否生長海藻及貝類浮游生物,冀州中意復合材料有限公司與北京理工大學、北京防護材料與技術研究所設計了如下幾組試驗。即普通玻璃鋼管、抗海水浸蝕玻璃鋼管及水泥管輸海水的比較試驗。如圖1和2所示。


?、倏刂扑魉俣葹?.6米/時;
?、诳刂扑魉俣葹?.2米/時;
③控制水流速度為1.5米/時;
?、芸刂扑魉俣葹?.0米/時。
經過各種不同管道在以上四種水流速度下的輸海水試驗發現,普通玻璃鋼管經過3個月的輸水后開始生長海藻,半年后有少許貝類等生物生長,而抗海水浸蝕玻璃鋼管由于底層具有類礁石結構材料(厚度2~2.5mm),其具有較好的自動催化殺菌作用,不生長海藻及貝類浮游生物。
有文獻提出加大流速,海藻及貝類等微生物就會被帶走。試驗證明這種說法是不可靠的,水的流速加大,是動之不動而不動之動,所以無法帶走貝類等浮游生物,這就是普通玻璃鋼管被浮游生物污染的原因。水泥基體也同樣生長海藻,但在水泥基體表面增加2~2.5mm厚的類礁石結構材料后,不僅能降低管道的粗糙率,增加水的流速,同時能很好地防止海藻和浮游生物的生長。
3 耐海水磨耗試驗
玻璃鋼夾砂管道具有較好的耐磨性,而且其由于是由非金屬材料制成,電極電位高,表面不會發生氧化銹蝕,無需處理,不會污染水質。而鋼管、鑄鐵管在儲存、使用過程中,會因化學、電化學的作用產生局部電池反應,表面極易生銹,對輸送介質往往會產生污染。因而,常需對其表面進行特殊防銹、除銹處理。這樣對工程會造成極大的不便。冀州中意復合材料有限公司與北京理工大學、北京防護材料與技術研究所共同對所制備的夾砂玻璃鋼管進行了進行了耐海水磨耗試驗,試驗證明玻璃鋼夾砂管比環氧樹脂結構的玻璃鋼管、用焦油和瓷油涂層的鋼管、經表面硬化處理的鋼管等都耐磨。
防海水浸蝕超大型玻璃鋼管具有良好的耐磨性,把含有大量泥漿、沙石的水,裝入管子中進行旋轉磨損影響對比試驗。經30萬次旋轉后,檢測管內壁的磨損深度如下:
環氧樹脂結構的玻璃鋼管為0.52mm;
用焦油和瓷油涂層的鋼管為0.53mm;
經表面硬化處理的鋼管為0.48mm;
類礁石結構材料內襯2.2mm夾砂玻璃鋼管為0.21mm:
類礁石結構材料(2.5mm)涂于水泥管為0.20mm。
由此可以證明類礁石結構材料內襯2.2mm夾砂玻璃鋼管相當耐磨。
4 試驗結果分析
通過建筑材料科學研究院對夾砂玻璃鋼管各項性能的測試以及冀州中意復合材料有限公司與北京理工大學、北京防護材料與技術研究所共同對所制備的夾砂玻璃鋼管進行的試驗可以充分的說明:輕質、高強度、高剛度、水力性能優良、耐腐蝕性能好、重量輕、安裝方便的加砂玻璃鋼管道尤其適用于輸海水領域。隨著我國經濟的發展,市政建設的發展,玻璃鋼管道在此領域的應用將會越來越多。下表2是幾種不同材質管道的性能比較數據。











































