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钢筋混凝土管

公用事业——我们并不总是考虑在我们脚下运行的东西,比如分流水和下水道系统。但是,使用适当的雨水下水道和涵洞对于保持我们城市的正常运转、清洁和安全至关重要。

无论是处理大量的废物,容纳突然发生的径流和洪水,还是将水输送到农业部门灌溉作物,公用事业都是城市混凝土表面下的静脉。

最常用的管道类型之一是钢筋混凝土管,或RCP。

几个世纪以来,钢筋混凝土一直是管道和输水系统的常用材料。

混凝土本身被用作建筑材料的历史甚至更久——事实上,已经有几千年了。RCP是一种可持续的产品,经证明使用寿命超过100年。这就是为什么它经常是说明者和构建者选择的产品。

RCP是一种用于引导地下液体或水流动的管道。

这些管道通常用于道路和场地开发,因为它们的设计目的是输送大量的液体,并能够承受环境压力。

钢筋混凝土管(RCP)

  • 强度
  • 可靠性

这种管道是理想的基础设施项目,如雨水下水道管道-RCP可以处理大量的径流、洪水或风暴潮,安全地将其从城市或工业部门转移。

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由于其天生的弹性,RCP即使在破坏性事件和压力源中也保持强大。RCP具有令人印象深刻的耐用性、可持续性和经过验证的100年使用寿命,允许装置在许多年内保持功能和有效。
这意味着居民和道路使用者不会因不必要的基础设施修复或管道更换而受到干扰。

在哪里使用RCP ?

RCP是任何公用事业项目的首选,因为它是最坚固和最耐用的建筑材料之一。

由于RCP的使用寿命通常超过100年,因此混凝土管的用途包括所有类型的大型项目,例如:

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涵洞

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大规模灌溉

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卫生下水道

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风暴下水道

全国各地的承包商、工程师和运输部门都可以依靠RCP作为管道中最耐用的选择,使用寿命超过一个世纪。多年来,他们可以信任RCP的结构、刚性、弹性和可靠性。

什么是RCP?

RCP是由混凝土材料建造的,顾名思义。更具体地说,混凝土材料往往是,

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在本地采购
对于每个生产地点

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使用
聚合

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有粘结性的
材料

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国内
钢筋

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同样环保
材料可能

RCP具有弹性和可持续性,与塑料等其他管道材料相比,其碳足迹更轻,对环境的负面影响最小。

RCP的寿命是多少?

混凝土管道已被证明具有令人难以置信的长寿命-您可以期望RCP至少使用100年。

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由于RCP固有的强度、持久性、可持续性和对环境因素的恢复力,它将持续到未来。

RCP可以处理大量液体和外部负载,因此RCP的长寿命意味着对环境和道路用户的破坏更少,因为管道不需要像其他管道材料那样频繁更换或维修。RCP即使在破坏性事件中也具有弹性,可以抵抗许多不同类型的压力源。

毫不奇怪,混凝土并不是一项新发明。数千年前,像埃及人和罗马人这样的古代文化就开始使用混凝土。因此,难怪我们已经学会了依靠混凝土产品来满足许多建筑需求和关键的基础设施项目。

混凝土的起源

我们现在所说的混凝土最早的应用记录之一可以追溯到公元前2世纪左右的罗马帝国。他们开始混合火山灰、石灰和骨料,创造出第一个真正有效的混凝土Opus Caementicium。

volcanic-ash-image 火山灰
加号
lime-image 石灰
加号
aggregates-image 聚合
等号

作品Caementicium第一种真正有效的混凝土

从这种原始的混凝土混合物中,罗马人能够混合出一种被称为Pozzulana的变体,这种变体在淹没在海水中时表现得非常好。
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该撒利亚Maritima

已知最早的例子水下混凝土技术

Pozzuolana用于建造凯撒利亚马里蒂马海港是已知的水下混凝土技术的最早例子。

原始混凝土管道系统

第一次在地下应用管道和涵洞来管理水和下水道的流动也归功于罗马人。当古罗马人口过多,无法建造地面下水道系统时,人们开始建造一个巨大的地下混凝土涵洞和管道系统,排水当地沼泽,将罗马的废物运走,并将其带入台伯河。

泄殖腔最大值

罗马的主要下水道系统

因此,Cloacae Maxima(被称为“最大的下水道”)在公元前300年左右建成,作为罗马的主要下水道系统。

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向城市供水的11条渡槽也被用来帮助冲洗系统,并安装了单独的管道,将淡水引导到各个公共喷泉。

今天,这些罗马混凝土杰作的一部分仍然矗立在那里,并在使用中——阴沟马克西马的一部分是可见的,凯撒利亚马里蒂玛的水下混凝土壁垒也是如此。

大约两千年后,这些混凝土结构仍然坚固,即使持续暴露在水和液体侵蚀中。

具体用途的演变

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1793

约翰·斯米顿发现了一种更有效的生产水泥用水力石灰的方法

在更现代的时代,1793年取得了重大突破,约翰·斯米顿发现了一种更有效的方法来生产水泥用的水力石灰,使用含有石灰石的粘土。

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1824

水泥的发明

约瑟夫·阿斯丁发明了波特兰水泥。

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1902

第一套公寓建成

第一座钢筋混凝土公寓楼是在巴黎建造的。

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1936

大型混凝土工程数量增加

1936年,胡佛大坝和大古力大坝也加入了大型混凝土工程的行列。

混凝土管的首次使用

1842
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有记载的最早使用混凝土管

但美国现代混凝土下水道系统的第一次出现是在19世纪中期。在纽约州的莫霍克,有记载的最早使用混凝土管道是在1842年安装的下水道系统。在整个19世纪下半叶,其他东海岸城市相继开始安装混凝土管道,其中许多管道至今仍在使用。

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1867
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约瑟夫·莫尼耶创造了钢丝加强混凝土,并获得了他的第一个铁增强混凝土专利

19世纪60年代,一位名叫约瑟夫·莫尼埃(Joseph Monier)的法国园丁兼发明家在试验建造一种更坚固的花盆以承受植物根的压力时,发明了钢丝加固混凝土。他在1867年的巴黎博览会上展示了他的发明,并于1867年7月16日获得了他的第一个铁钢筋混凝土专利。

1878
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在接下来的几年里,更多的专利接踵而至

随后获得了更多专利,包括1868年的铁钢筋混凝土管和盆,1869年用于façades建筑的铁钢筋混凝土面板,以及1878年的钢筋混凝土梁。

1896
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混凝土管的其他发展突破包括第一个钢筋混凝土管

混凝土管的其他发展突破包括第一个钢筋混凝土管,并入

  • 1896年的法国
  • 1905年的美国
  • 1910年的澳大利亚

当然,这些早期的RCP实例与我们今天使用的有很大不同。通过露天沟渠建造大型钢筋混凝土下水道的早期过程,混凝土直接在现场浇筑并现场固化。

1930
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混凝土管材铸造方法的由来

后来,在20世纪30年代,随着更坚固的机动车辆在工业部门越来越普遍,钢筋混凝土管道不再在工地浇铸和固化,而是从地区浇铸工厂运输到现场。

在现代施工方法中,虽然RCP仍然用于许多相同的应用,如排水和下水道系统,但该过程更加简化。由于混凝土是当今市场上最耐用和坚固的建筑材料,RCP可以在无数的基础设施和排水项目中找到。

在城市规划中的应用

城市下水道系统是任何大都市的基本规划方面之一。污水在任何社区都是一种有保障的废物,城市规划者必须考虑到这一点,以确保城市的卫生和居民的安全。

因为RCP以坚固、高关节性能和弹性而闻名;将排水和径流管理委托给本产品是雨水下水道和建筑应用的最佳选择。

RCP是输送液体的理想选择,它在破坏性事件和外部压力下仍然保持强大,持续几十年到100多年,在适当的条件下甚至可以使用更长时间。

100 +

由于这种寿命和弹性,保持道路和基础设施的完整性,而不需要不必要的检修和维修。

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雨水排水沟是城市规划中的另一个关键因素,应该设计成在紧急情况下处理适当的排水流速,特别是当城市处于记录在案的洪水、飓风或季风区时。

城市排水系统的建设是必不可少的充分适应允许坡速和明渠水力学处理任何多余的水流动。

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RCP允许大水流,最小的侵蚀和对土壤支撑的依赖,使其成为风暴排水的理想选择。

建筑应用

除了在城市内运输非饮用水外,RCP还用于将非饮用水长距离运输到地下。

由于RCP可以安装在沟渠或路堤条件下,它在建筑中具有令人难以置信的广泛应用。

当无法进行明切作业时,它甚至可以通过顶进或微隧道进行安装。

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例如,涵洞是道路施工考虑的重要组成部分,放置在水需要在人造结构下流动的区域。

它们必须承受来自顶部建筑的沉重压力负载,内部大量的水流,以及来自周围土壤和其他材料的压力,因此RCP是这些设施的理想选择。

灌溉应用

由于能够快速有效地输送大量的水,RCP为农业环境提供了领先的解决方案。

埋地RCP的安装有助于灌溉工作和环境管理应用,而不是使用地面管道,必须处理凹凸不平的纹理土壤。

由于其寿命超过100年,RCP地埋管是灌溉农业的一个很好的选择,将持续无休止的作物轮作及其相关径流。

此外,地埋管不存在明渠灌溉系统或地面管道可能面临的冻结、堵塞或巷道干扰等环境问题。

既然已经讨论了RCP的应用和使用,让我们研究混凝土管的更实际的方面。当涉及到RCP时,处理、安装以及管道本身的实际接头和直径等物理方面对管道系统的强度、效率和寿命至关重要。

RCP测量:尺寸和用途

项目一般RCP规范如下:

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标准RCP

直径(D) = 12 "至144 "

12”到144”直径是典型的污水输送,暴雨排水和涵洞系统。其他应用包括灌溉系统和处理厂管道。

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椭圆RCP

直径(D) = 15 "至144 "

15“到144”圆当量直径椭圆管是空间限制,间隙限制,或当管道系统需要更大的流动能力的浅条件下的最佳选择。椭圆RCP具有几何的扁平椭圆形状,可以定向为具有水平或垂直主轴。

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拱管

直径(D) = 15 "至84 "

15“到84”圆形等效直径,尺寸可达144“等效直径在一些地方,拱形管是类似于椭圆管的使用,包括各种雨水应用。该管道形状为拱形,适用于有限的覆盖条件,并在低流量时提高水力能力。

安装RCP

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当安装RCP部分时,需要2名工人,1名工头和一名反铲或起重机操作员。工人们安全地管理管道,并在起重机或挖土机的协助下,将管道降至适当的位置。

两个

工人

一个

工头

一个

反铲/吊车司机

新段的龙头端通常插入先前安装的管道的钟形端。正确安全地放置和连接RCP的各个部分是至关重要的。

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一个适当安装的管道系统将能够承受外部压力、环境因素和腐蚀,使管道寿命更长,可以毫无问题地使用几十年。

RCP和混凝土接头

混凝土管道系统的任何接头都需要能够承受压力、结构压力、可能的侵蚀和环境问题,以及其他考虑因素。在封闭系统中,节理对限制流入和入渗起着重要作用。RCP系统中一些最常用的接头包括:

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这些类型的混凝土管接头每个都有独特的优点,包括固有的强度,灵活性,土密性和抗泄漏性。

混凝土接缝设计用于控制密封材料或垫圈的定位和压缩,允许接缝的刚性性质来控制密封、弯道和连接处的水力特性。此外,接头挠度允许管道接头的灵活性达到规定的最小角度挠度,以形成长半径或返回坡度。即使在规格限制范围内存在较大的角度偏转,对接头的压力也是可以承受的,并由管道材料本身支撑。

管理标准

ASTM国际

RCP中使用的接头的测试和检查完全符合ASTM国际规定的国家标准。

美国州公路和运输官员协会

管道及其位置影响道路,参考AASHTO(美国州公路和运输官员协会)的国家标准。

这些管理机构利用工厂测试来验证关节强度,包括真空、水、空气和暴露。

接头性能特点

混凝土管接头根据ASTM国际标准制造,提供适合项目的接头设计,包括以下性能特征:

  • 安装简易
  • 处理剪切或垂直位移的强度
  • 管道连续性和流畅的流动没有中断。
  • 抗地下水或回填材料的渗透
  • 防污水或雨水的渗漏

为什么选择混凝土管?

几十年来,混凝土管一直是承包商、城市规划者、工程师和交通部门的首选。

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RCP不仅是一种令人难以置信的多功能管道材料,而且其经过验证的长寿命也意味着任何大规模安装都将可靠地保持在原位,并节省不必要的维修或更换成本。

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RCP设计基本上可以应用于任何项目,广泛的应用使它成为首选。

RCP固有的弹性和可持续性的其他好处包括当地采购的材料、加固材料和管道,可以抵抗破坏性事件。这些优点使RCP安装可以持续使用100多年,几乎没有问题。

任何建筑材料或产品的主要考虑因素之一是,在需要更换之前,它能使用多长时间。

这适用于讨论成本效率、维护费用和整个更换的麻烦。但许多资料证实钢筋混凝土管道的坚固性和寿命周期成本效益,可以长寿100岁以上。那么,影响RCP耐久性和使用寿命的具体因素是什么呢?

RCP会持续多久?

如前所述,RCP有许多因素使其成为持久的产品。但是,一旦安装了RCP,您可以期望它的具体寿命估计是多少呢?

美国陆军工兵部队证实了使用寿命长达100年对于钢筋混凝土管道,并记录了许多安装的实例,甚至超过这些参数。根据美国环境保护署的数据,混凝土管道至少可以使用100年,而非常大的管道预计可以使用几个世纪。

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100年

使用寿命由
美国陆军工兵部队

因此,在其弹性和抗环境因素之间,RCP的估计材料使用寿命超过了替代材料。

管道材料使用寿命

在测量管道寿命时,无论使用何种材料,“可服务性”都是关键考虑因素——定义为产品能够发挥预期作用的时间。

例如,在道路下面运行的下水道或涵洞的可用性必须被视为输水的管道和支撑上面道路工作的结构。

加拿大交通部的重力管道设计指南(GPDG)列出了以下材料降解产物磨损的因素:

  • 磨损
  • pH值
  • 裂纹缓慢增长
  • 水土电阻率
  • 钢铁的电化学腐蚀
  • 酸、氯或硫酸盐腐蚀

最终,这些因素是管道生命周期分析(LCA)的决定因素,LCA指的是结构、系统或材料在需要更换之前能够提供足够服务的年数。

了解影响管道估计寿命的因素对确定RCP的寿命很重要,由于混凝土管道的自然强度和抗许多环境压力和腐蚀的能力,混凝土管道具有最佳的使用寿命之一至少100年的使用寿命。

因为管道和建筑行业总是在创新和追求最新的制造技术,所以你总是可以期待RCP的增强。让我们来看看RCP生产中的一些最新发展。

RCP结构的创新

就未来的RCP趋势而言,已经有了植入合成纤维的实验为了最大限度地减少对钢筋的需求,减少了在罕见情况下可能发生的任何潜在的钢铁腐蚀问题。

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幸运的是,您可以通过美国混凝土管道协会等网站了解混凝土管道的最新新闻和创新“最新消息”栏目。

混凝土管
  • 结构强度显著混凝土管是刚性的,具有显著的结构强度。
  • 安装后具有双负载限流能力RCP的承载能力在安装后可提高一倍以上,这是由于垫层支撑管道所获得的好处。
  • RCP结构强度可调RCP的结构强度可以通过几种方式进行调整,通过改变壁厚,混凝土强度,以及钢筋材料的数量和形状。
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由于RCP不容易受到这种损坏,并且在安装时具有如此高的结构完整性,因此RCP是各种安装和基础设施项目的更通用、可靠和长期的选择,其服务持续至少100年。

RCP是一种用于无数工业项目和建筑应用的标准管道材料。钢筋混凝土管道用于卫生系统,雨水下水道,灌溉,涵洞,水管理,和处理厂通道,是现代城市规划和工业工作的支柱。RCP具有不可否认的、已被证实的优点,包括其固有的强度、耐久性、耐腐蚀性、成本效益和易于安装。

RCP的一个主要考虑因素是它超过100年的令人难以置信的寿命。

在建筑和工业应用中选择RCP是成本、环境和寿命的最佳选择。

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