夾砂玻璃鋼管是一種由玻璃纖維增強(qiáng)塑料(FRP)與石英砂復(fù)合制成的管道產(chǎn)品,其獨(dú)特之處在于管壁結(jié)構(gòu)中均勻分布的夾砂層。這種特殊構(gòu)造使其兼具玻璃鋼的輕質(zhì)高強(qiáng)特性(密度1.8-2.1g/cm3)與砂粒帶來的剛度提升,在抗壓強(qiáng)度(可達(dá)16MPa)和環(huán)剛度(SN5000-10000N/m2)方面表現(xiàn)尤為突出。需要特別注意的是,夾砂層采用特定粒徑的石英砂(通常0.2-1.2mm)與樹脂混合固化,形成類似鋼筋混凝土的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。
該管材的生產(chǎn)工藝采用離心澆鑄或纏繞成型技術(shù),內(nèi)襯層使用耐腐蝕性優(yōu)異的表面氈(厚度0.3-0.5mm),中間為連續(xù)玻璃纖維纏繞層(含30%-40%樹脂含量),外層則是摻入60%-70%石英砂的結(jié)構(gòu)層。這種分層設(shè)計(jì)使其在市政給排水(工作壓力0.6-1.6MPa)、化工防腐(耐pH值1-14)等領(lǐng)域具有明顯優(yōu)勢,特別是需要承受土壓和車輛載荷的地下管網(wǎng)工程,其使用壽命可達(dá)50年以上。
與傳統(tǒng)鋼管或混凝土管相比,夾砂玻璃鋼管的重量僅相當(dāng)于鋼管的1/4(DN800管段約45kg/m),但環(huán)向拉伸強(qiáng)度可達(dá)到300MPa以上。其內(nèi)壁光滑(粗糙系數(shù)0.0084)帶來的水力特性優(yōu)勢尤為顯著,在相同流量下可減小20%管徑。需要注意的是,在低溫環(huán)境(-30℃以下)使用時(shí)需選擇特殊配方的樹脂體系,而紫外線敏感的特性也要求露天敷設(shè)時(shí)采取防護(hù)措施。
這種管材的安裝便捷性主要體現(xiàn)在承插式連接(橡膠圈密封)和法蘭連接兩種方式,單根管段標(biāo)準(zhǔn)長度通常為6m或12m。在腐蝕性土壤環(huán)境(電阻率<500Ω·m)中,其無需額外防腐處理的特性可節(jié)省30%-50%的工程成本。目前最新發(fā)展趨勢是加入碳納米管改性樹脂,使抗沖擊性能提升40%以上,這使夾砂玻璃鋼管在礦山尾礦輸送(固體含量≤60%)等苛刻工況中的應(yīng)用成為可能。