離心工藝作業(yè)時,根據(jù)一般離心原理可知,鋼模及其模內(nèi)的混凝土要受到離心力的作用。同時,由于模具跑輪和離心機(jī)托輪磨損引起的振動或模具高速旋轉(zhuǎn)脫離離心機(jī)而產(chǎn)生的沖擊振動,使混凝土受到振動力作用,這種振動力在一定限度內(nèi)有利于混凝土的密實(shí)。可見,離心工藝制管混凝土受到離心力和振動力兩種作用力,當(dāng)然離心力是主要作用力。
由于混凝土中石、砂、水泥或其它細(xì)粉粒子質(zhì)量的不同,所受離心力大小不同,沉降速度也就不同。石子質(zhì)量最大,所受離心力最大,沉降也就最快;砂子次之;水泥和其它細(xì)粉粒子質(zhì)量最小,所受離心力最小,沉降也就最慢。這樣勢必造成靠外壁是混凝土層,中間是水泥砂漿層,內(nèi)壁是水泥漿層和浮漿層,即形成分層結(jié)構(gòu),稱外分層。同時水泥粒子也要沉降往外移,混凝土中的多余水分和空氣被擠出;隨著離心作業(yè)的繼續(xù)進(jìn)行,粗骨料間的水泥漿繼續(xù)沉降,水泥顆粒便從中分離出來,在粗骨料表面上形成一層水膜,稱內(nèi)分層。可見,離心工藝(力)使混凝土形成內(nèi)、外分層結(jié)構(gòu)。
離心產(chǎn)生的內(nèi)外分層結(jié)構(gòu)比勻質(zhì)混凝土強(qiáng)度低,且伴隨著水分的離析排出在混凝土內(nèi)部留下無數(shù)垂直于管壁的毛細(xì)孔道;同時由于采用塑性混凝土,屬濕法生產(chǎn),在離心機(jī)高速旋轉(zhuǎn)中,易造成合縫處跑漿、跑水。因此,伴隨著離心過程,不僅有密實(shí)度和強(qiáng)度提高的一面,還有分層結(jié)構(gòu)造成整體混凝土強(qiáng)度和抗?jié)B性降低的一面。實(shí)際生產(chǎn)中常常因離心工藝制度或混凝土配合比等因素,產(chǎn)生嚴(yán)重分層,尤其是水泥砂漿層幾乎全部是砂層(砂子),混凝土強(qiáng)度非常低、抗?jié)B性極差。而分層是隨著混凝土的密實(shí)過程產(chǎn)生的,是工藝因素,無法從根本上避免。
從離心管的外觀質(zhì)量來看,具有外觀漂亮,內(nèi)壁光潔,管子尺寸精度尤其是內(nèi)徑容易控制等優(yōu)點(diǎn),但是離心工藝還存在許多缺點(diǎn):
(1)使用塑性混凝土,離心成型時有廢漿廢液排出,不利于安全文明生產(chǎn),且同等級混凝土消耗水泥量大;
(2)對于承插口管,需二次以上喂料成型,中途需停車排漿,不利于快速生產(chǎn)。
(3)離心時所產(chǎn)生的噪音大;
(4)對水泥的要求高,其沁水性能嚴(yán)重影響離心質(zhì)量,尤其是內(nèi)壁,常常出現(xiàn)一層較厚的,粘稠的水泥漿層,非常難看;
(5)高速離心過程中,因種種原因產(chǎn)生的鋼模跳動,若處理不當(dāng),會飛出離心機(jī),即造成“飛車”,存在較大的安全隱患。