浅谈芯模振动生产工艺的发展

浅谈芯模振动制管生产工艺特点

镇江华通特种管道有限公司

姜义芳

关键词：生产速度快，劳动强度低，节能效益佳，抗压强度高，抗渗性能好。

摘要：芯模振动制管在欧美、日本等世界先进发达国家是一种替代离心、悬辊等

制管等生产工艺的一种先进生产工艺技术。它具有生产速度快，劳动强度低，节

能效益佳，抗压强度高，抗渗性能好，节能、环保，节约原材料，自动化程度高，

利于加工制造等工艺技术特点。特别适宜大工程、大口径、顶进施工和急办工程

对管材的需求，现从置模作业方式、生产工艺、产品质量特点、生产成本、设备

投资、工艺难题、原理、特点、优缺点等十二个方面分别列表就离心、悬辊、芯

模振动制管三种生产工艺方法进行技术经济方案分析对比和说明。

表混凝土和钢筋混凝土排水管生产工艺分析对比

生产工艺离心悬辊芯模振动

（一）

置模方式

管模平卧在离心机上旋转管模平卧套制于辊轴上旋转内外模垂直立于地坑内的底托（盘）上（二）

作用力

离心力、振动力辊压力、离心力、振动力振动力

（三）混凝土性质生产方法塑性混凝土、湿法生产工

艺、离心制管称离心管

干硬性混凝土、干法生产工

艺、辊压成型称悬辊管

采用干硬性混凝土、干法生产工艺、芯

模振动成型称芯模振动管

（四）混凝土强度产品质量离心产生的混凝土内外分

层结构比匀质混凝土强度

低；湿法生产工艺混凝土

强度比干法生产工艺混凝

土强度低。

采用干硬性混凝土，靠辊压

力密实成型，混凝土强度较

高。

密实振动能量来自于大激振力整体中

央振子，内芯模高频整体振动有利于混

凝土自由流动而互相填充空隙，混凝土

结构致密、强度高、抗渗性能好。

（五）生产效率劳动强度对于承插口管，需两次以

上喂料成型，中途需停车

排浆，不利于快速生产。

管道生产悬辊碾压一次成

型，生产效率较高，接近离

心工艺的2倍。

机械化、自动化程度较高的新工艺，工

人劳动强度低，生产效率高于悬辊管

2-3倍，可确保大工程以及应急工程对

管材的需求。

（六）生产成本设备投资生产同强度管道的材料费

用、辅材费用、人工工资、

机械费用均高于悬辊和芯

模振动工艺，一次性设备

投资均高于悬辊工艺50%

左右。

生产成本低于离心工艺，高

于芯模振动工艺10%以上，

一次性设备投资比离心工艺

节省50%左右，也小于芯模

振动工艺的设备投资。

生产成本低于离心工艺和悬辊工艺，可

瞬时脱模，无需蒸汽养护，并可节约能

源，制管每立方米混凝土用电量仅为悬

辊制管的1/3，可节约用电13.6度，降

低能耗10元以上，但设备一次性投资

较多。

生产工艺离心悬辊芯模振动

（七）安全操作文明生产高速离心过程中产生的钢

模跳动，若处理不当，会

出现飞车现象；离心成型

时有废浆废液排出，不利

于文明生产，且噪音较大。

管模套置于辊轴，可避免离

心工艺的“飞车”现象, 干

法生产虽无废浆废液排出，

辊压时落在挡圈上的粒料

被碾压飞出，造成尘土飞

扬，环境污染。

地下封闭立式成型，地面控制，彻底改

变离心悬辊工艺地面卧式生产的种种

不利因素，生产环境、工作环境得到大

大改善，利于安全和文明生产。

（八）外观质量外观漂亮，内壁光洁，管

子尺寸，尤其是内径容易

控制，但合缝处易跑浆跑

水。

承插口、企口管的承口处仅

靠侧压力挤压成型，混凝土

密实效果较差。

成型后立即脱去内外模，管子内外壁易

产生粗糙拉痕，表面有微小气孔，光洁

度不如离心管悬辊管。

(九) 工艺难题内壁干缩裂缝；

粘皮尤为严重；

合缝跑浆跑水。

（1）管子钢筋骨架移位变

形及辊压损坏；

（2）内壁塌落、外壁沉降

是大口径悬辊管普遍存在

的质量问题；

（3）内壁超厚是实现辊压

混凝土密实的必要条件，也

是悬辊管普遍存在的质量

通病。

基本上不存在工艺难题，但也有自身的

工艺缺点，由于成型后立即脱去内外

模，没有模具和端盘的约束会很容易造

成端面插口变形，同时管子内外壁易产

生粗糙拉痕，光洁度不如离心管悬辊

管。

（十）工艺原理管模平卧在离心机上。管

模慢速运转时，投入管模

中的混凝土混合料受到离

心力的作用沿四周均匀分

布；管模高速运转时，混

合物在离心力作用下沿径

向产生不同速度沉降，同

时排出混凝土中的空气和

多余水分，从而形成密实

的筒状混凝土结构。

管模平卧套制于辊轴上，喂

入管模内的混凝土混合料

在离心力的作用下均匀分

布于内壁，当混凝土的厚度

超过管模挡圈时，受到辊压

力的作用，混凝土逐渐密

实，同时辊轴与混凝土料团

接触不平引起的振动也有

助于混凝土密实。

内外模垂直竖立于地坑内的底托（盘）

上，浇入管模的混凝土混合料受到内模

高频振子产生的强大振动力的作用液

化并充满模型，排出空气，逐渐密实，

管子的上部配有定型环，由液压力轻微

振动碾压，密实成型。

（十一）工艺特点（1）混凝土所受到的作用

力，主要是离心力，其次

是振动力；

（2）采用塑性混凝土、湿

法生产工艺，离心成型时，

有废浆废液排出；

（3）结构分层是离心混凝

土的结构特点；

（4）对于承插口管，需两

次以上喂料成型，中途需

停车排浆，成型时间长，

不利于快速生产。

（1）辊压与喂料同时进行，

成型时间短，生产效率高；

（2）使用干硬性混凝土，

管壁密实，管体承受外压荷

载强度较高；

（3）混凝土浪费少，无废

水泥浆排放，不污染环境；

（4）制管时产生的高频噪

音强度较低；

（5）操作技术难度较大，

控制不好易造成抗渗性能

不佳和管内壁不光滑及管

壁超厚等质量问题。

（1）成型主机安置在地下，为立式生

产，钢模为整体内芯模与整体外模以及

边模（两端模）结合在一起的封闭结构；

（2）采用干硬性混凝土、干法生产工

艺，成型过程边喂料、边振动，振动能

量来自于大激振力整体中央振子，振动

充分均匀，混凝土结构致密、强度高、

抗渗性能好；（3）成型后可立即脱去内

外模，每种口径只需一套模具；

（4）不需蒸汽养护，可罩上塑料薄膜，

利用水泥水化热保湿保温养护；

（5）可生产箱式涵洞、异形管件和预

制窨井。