本發(fā)明涉及一種塑料波紋管，具體涉及一種PVC預(yù)應(yīng)力混凝土用塑料波紋管，屬于建筑材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
預(yù)應(yīng)力混凝土用波紋管，主要用于后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，作為混凝土預(yù)應(yīng)力筋的成孔管道，目前市場(chǎng)上預(yù)應(yīng)力波紋管按照材質(zhì)分為塑料波紋管（HDPE、PP）和金屬波紋管（鍍鋅鐵皮、鐵皮）兩種類型。
現(xiàn)有以高密度聚乙烯（HDPE）為主要材料生產(chǎn)的預(yù)應(yīng)力塑料波紋管，由于受HDPE主材物化性能影響，普遍存在環(huán)剛度低、結(jié)構(gòu)分層、耐熱性和防火性能差等質(zhì)量缺陷，再加上HDPE原料成本偏高導(dǎo)致波紋管產(chǎn)品價(jià)格也居高不下，我國進(jìn)入經(jīng)濟(jì)新常態(tài)以來，建筑市場(chǎng)復(fù)蘇乏力，進(jìn)一步導(dǎo)致HDPE預(yù)應(yīng)力塑料波紋管明顯缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
硬聚氯乙烯管（UPVC管）由聚氯乙烯樹脂與穩(wěn)定劑、潤滑劑等配合后用熱壓法擠壓成型，是最早得到開發(fā)應(yīng)用的塑料管材，UPVC管具有抗腐蝕能力強(qiáng)、易于粘接、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，但其質(zhì)地堅(jiān)硬，抗沖擊性差，無法滿足預(yù)應(yīng)力混凝土使用要求。
中國專利CN201310524625.3公開了一種預(yù)應(yīng)力混凝土用波紋管，采用高密度聚乙烯、白礦油、色母粒、3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、葵二酸二辛酯、丙烯醇、三氯異氰尿酸、八鉬酸銨、三氧化二銻、硅酸鉀、大理石粉等原料，通過添加復(fù)合填料，改善了聚乙烯波紋管質(zhì)量輕、在混凝土施工中易上浮的缺陷，還具有很好的拉伸強(qiáng)度和環(huán)剛度。其工藝是先制備復(fù)合填料，復(fù)合填料由葉臘石、凹凸棒土、玉石、聚二甲基硅氧烷、雙咪唑烷基脲、桉樹油及氧化聚乙烯蠟組成，先將葉臘石、凹凸棒土與玉石混合，球磨均勻，加入氧化聚乙烯蠟，在80～120℃下保溫?cái)嚢?～6分鐘，降低溫度為40～50℃，加入聚二甲基硅氧烷，600～1000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢璺稚?0～13分鐘，依次加入雙咪唑烷基脲、桉樹油，充分球磨，造粒，粒徑為2～4μm，最終制得所述的復(fù)合填料。最后將上述各原料混合，在120～140℃溫度下進(jìn)行攪拌，攪拌均勻后自動(dòng)冷卻，經(jīng)振動(dòng)篩過后，自動(dòng)上料，由雙螺桿擠出機(jī)經(jīng)高溫高壓擠出，經(jīng)成型機(jī)將產(chǎn)品拉出后，由切割機(jī)定長切割，送入擴(kuò)口機(jī)，擴(kuò)口完成后得到預(yù)應(yīng)力混凝土用波紋管目標(biāo)產(chǎn)品。產(chǎn)品經(jīng)性能測(cè)試，其沖擊性能（TIR）≤10%；環(huán)剛度（KN/m2）13.26；環(huán)柔性：試樣圓滑，無破裂，兩壁無脫開，無反向彎曲；烘箱實(shí)驗(yàn)（110℃，30min）：無分層，無開裂、無氣泡。上述產(chǎn)品雖然取得良好效果，并達(dá)到國家規(guī)范及工程要求，但其選材眾多、復(fù)合填料制作復(fù)雜、高溫混合的生產(chǎn)工藝造成波紋管材制作工藝繁雜、能源消耗大，而三氯異氰尿酸則是一種極強(qiáng)的氧化劑和氯化劑，對(duì)操作人員健康及環(huán)境安全有顯著危害，還給預(yù)應(yīng)力筋及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)帶來腐蝕隱患。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是基于PVC材料技術(shù)，通過產(chǎn)品配方創(chuàng)新、生產(chǎn)工藝簡化，提供一種PVC預(yù)應(yīng)力混凝土用塑料波紋管，解決現(xiàn)有塑料波紋管存在的問題。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來解決問題的：一種PVC預(yù)應(yīng)力混凝土用塑料波紋管，其原料組成及重量份為：高密度聚氯乙烯樹脂（PVC）45～55份，氯化聚乙烯（CPE）7～9份，ACR改性劑1.8～2.2份，復(fù)合穩(wěn)定劑2～3份，輕質(zhì)碳酸鈣30～35份，石蠟0.2～0.5份，硬脂酸0.2～0.5份、炭黑0.5～1.0份。
PVC預(yù)應(yīng)力混凝土用塑料波紋管的原料組成及重量份優(yōu)化為：高密度聚氯乙烯樹脂48～52份，氯化聚乙烯8份，ACR改性劑2份，復(fù)合穩(wěn)定劑2.4～2.8份，輕質(zhì)碳酸鈣32～35份，石蠟0.3～0.4份，硬脂酸0.3～0.4份、炭黑0.6～0.8份。
進(jìn)一步地，PVC預(yù)應(yīng)力混凝土用塑料波紋管的原料組成及重量份還可以進(jìn)一步優(yōu)化為：高密度聚氯乙烯樹脂50份，氯化聚乙烯8份，ACR改性劑2份，復(fù)合穩(wěn)定劑2.6份，輕質(zhì)碳酸鈣33份，石蠟0.3份，硬脂酸0.3份、炭黑0.6份。
所述高密度聚氯乙烯樹脂，其密度范圍為0.94g/cm3～0.97g/cm3，高密度聚氯乙烯樹脂優(yōu)選粉末狀產(chǎn)品。
所述復(fù)合穩(wěn)定劑為多種材料的混合物，其中稀土（鑭、鈰、鐠）氧化物占比10～15%，鄰苯二甲酸二異壬酯（DINP）占比10～15%，DOP占比45～55%，硬脂酸鋇占比10～20%，復(fù)合穩(wěn)定劑可顯著提高穩(wěn)定效果，它對(duì)發(fā)泡劑有活化作用。
上述PVC預(yù)應(yīng)力混凝土用塑料波紋管的生產(chǎn)方法如下：先按照產(chǎn)品配方依次稱取高密度聚氯乙烯樹脂、氯化聚乙烯、ACR改性劑、復(fù)合穩(wěn)定劑、輕質(zhì)碳酸鈣、石蠟、硬脂酸及炭黑，常溫下在混料釜中高速混合均勻后，采用雙螺桿擠出機(jī)擠出，經(jīng)模具成型、冷卻、牽引、計(jì)長、裁剪后制成。
其中擠出機(jī)各段加工溫度設(shè)計(jì)如下：
一區(qū)：150℃，二區(qū)155℃，三區(qū)：160℃，四區(qū)165℃，五區(qū)：165℃，六區(qū)170℃，機(jī)頭175℃。
制得的PVC塑料波紋管優(yōu)選為螺旋式波紋管，螺旋式相對(duì)于竹節(jié)式，可以用大一規(guī)格管子作接頭，螺旋聯(lián)接方便、無廢管、無須添加任何設(shè)備接頭，而且接頭牢固、可靠、平滑，利于鋼絞線穿束，接頭在鋪設(shè)、砼振搗中不易損壞，不容易造成漏漿堵塞孔道。
本發(fā)明優(yōu)選氯化聚乙烯（CPE）與改性劑ACR搭配及最佳配比確定，在確保PVC管材環(huán)剛度的同時(shí)，顯著提高其抗沖擊性。本發(fā)明優(yōu)選石蠟為主的石蠟-硬脂酸體系作為外潤滑劑，其不僅性價(jià)比高，關(guān)鍵是與上述改性劑體系搭配更加合理，有效解決使用改性劑造成熔體粘度大導(dǎo)致本發(fā)明薄壁PVC塑料波紋管生產(chǎn)困難的問題。
本發(fā)明產(chǎn)品與現(xiàn)有HDPE產(chǎn)品一起送交通部國家道路及橋梁質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)檢驗(yàn)中心檢測(cè)，相同規(guī)格、不同厚度的力學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果表明（見表1），本發(fā)明PVC波紋管2mm壁厚的產(chǎn)品完全能滿足JT/T 529-2004《預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁用塑料波紋管》中3mm HDPE波紋管要求的技術(shù)要求，不僅顯著超過2mmHDPE波紋管產(chǎn)品，在局部橫向荷載、環(huán)剛度性能指標(biāo)則更加優(yōu)于3mm HDPE波紋管產(chǎn)品。
本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明產(chǎn)品選材科學(xué)簡單、安全，生產(chǎn)工藝簡便易行且節(jié)能降耗；本發(fā)明制備的波紋管產(chǎn)品性能突出，經(jīng)國家權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測(cè)，本發(fā)明2mm壁厚的產(chǎn)品即可滿足現(xiàn)有3mm壁厚產(chǎn)品的使用要求，且局部橫向荷載、環(huán)剛度技術(shù)指標(biāo)顯著提高；本產(chǎn)品不僅制造成本低，還同時(shí)具有節(jié)材、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，具有良好的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力及應(yīng)用推廣前景。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及對(duì)比實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
實(shí)施例：
其原料組成及重量份為：
粉末狀高密度聚氯乙烯樹脂50份，氯化聚乙烯8份，ACR改性劑2份，復(fù)合穩(wěn)定劑2.6份，輕質(zhì)碳酸鈣33份，石蠟0.3份，硬脂酸0.3份、炭黑0.6份。
其中，復(fù)合穩(wěn)定劑由稀鑭氧化物占比10%，DINP占比15%，DOP占比55%，硬脂酸鋇占比20%組成。
將所有原料按配方要求計(jì)量放進(jìn)高速混合機(jī)進(jìn)行混合均勻，投到料斗中，通過輸送管將料送到螺桿擠出機(jī)壓延機(jī)組的料筒中進(jìn)行擠出成型，其中擠出機(jī)各段加工溫度設(shè)計(jì)如下：
一區(qū)：150℃，二區(qū)155℃，三區(qū)：160℃，四區(qū)165℃，五區(qū)：165℃，六區(qū)170℃，機(jī)頭175℃。
采用雙螺桿擠出機(jī)擠出后，根據(jù)所需產(chǎn)品的尺寸規(guī)格相對(duì)應(yīng)的模具成型，采用自來水噴灑冷卻，牽引機(jī)牽引速度采用2m/min，定長后裁剪完畢即可。
按照上述方法制備的PVC波紋管與現(xiàn)有HDPE產(chǎn)品一起送交通部國家道路及橋梁質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)檢驗(yàn)中心，相同規(guī)格、不同厚度的力學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果表明，本發(fā)明PVC波紋管2mm壁厚的產(chǎn)品完全能滿足JT/T 529-2004《預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁用塑料波紋管》中3mm HDPE波紋管要求的技術(shù)要求，不僅顯著超過2mmHDPE波紋管產(chǎn)品，在局部橫向荷載、環(huán)剛度性能指標(biāo)則更加優(yōu)于3mm HDPE波紋管產(chǎn)品。
表1 PVC波紋管與HDPE波紋管力學(xué)性能對(duì)比