在RFCP（鋼筋纖維混凝土管）研制開發的過程中，為了使該產品在防滲性能、承載能力、使用壽命等方面超過 RCP（鋼筋混凝土管）的技術經濟指標，較好地滿足用戶對普通輸送水、排污管網的防滲、工程耐壓及頂管等多方面的技術性能要求，我們選擇了纖維混凝土技術方案。

RFCP的研發依存于RCP的應用實踐，但RCP的抗裂、抗滲、抗沖擊能力有限，使普通混凝土排水管不能滿足一些工程特定的質量要求。

纖維混凝土在港口、碼頭、橋梁、大型結構件、地下基礎結構等建筑工程中應用比較廣泛。傳統的纖維混凝土大多以鋼纖維做介質，雖然有較好的質量保證，但由于其工程造價較高，限制了其應用。而用化學纖維做介質，既可以保持纖維混凝土的技術性能，又能有效地降低工程造價，從而擴大了纖維混凝土的使用范圍和應用領域。經過實驗，引入化學纖維（合成纖維）混凝土技術，為RCP添加次要的加筋材料，形成纖維助筋與鋼筋骨架主筋組成的復合結構，有效地提高了混凝土的韌性，形成了一類新型產品－－RFCP。其復合結構具體為，鋼筋骨架按GB/T11836-2009《混凝土和鋼筋混凝土排水管》要求配制，構成管材的主筋；高強度化學纖維選用聚丙烯腈纖維，按CECS38-2004《纖維混凝土結構技術規程》要求配制纖維混凝土，形成管材助筋。配制纖維混凝土時，把水泥、砂、石、水按1:（1.5～2.5）:（2.5～3.5）:（0.4~0.5）的質量比配制，混凝土纖維摻量為0.5～1.0kg/m3，混凝土強度為C30。將纖維提前用水分散，纖維混凝土應攪拌均勻，一般可將攪拌時間延長一倍。聚丙烯腈纖維的幾何參數及性能指標見表1和表2。

纖度/dtex	直徑/um	長度/mm	色澤	每kg纖維根數/億根
1.9	15	6/12	光亮、淡黃/白色	8.76/4.38

延伸率/%	密度	強度	弱性模量	抗酸性	抗堿性	耐溫性	抗水解性	含水率/%
14～20	1.18	>910	17.1	良好	良好	良好	良好	2（最大）

注：聚丙烯腈纖維在短時間內可以耐240℃高溫而不被熔化。

1. 懸輥制管機制備大口徑RFCP

水泥制管機在中國已有40多年的歷史，技術也相對較為成熟，且具有投資少、產量大、易掌握等優點，但一般生產管材口徑不宜超過Φ2000mm。本公司采用現有設備，在只改變產品原材料組成結構的前提下，按常規的方法試生產Φ2400mm口徑RFCP，結果表明，制備的RFCP管材的各項性能指標均達到理想的效果。

此外，為了生產大口徑管材，特對水泥制管機的結構進行了創新設計，開發制造了巨型水泥制管機。 這種水泥制管機體積和質量較大，更重要的是對懸輥軸進行了改進，設計采用空腹（軸筒）、肋筋結 構、鑄造成型、合金材料，最大軸筒可設計到Φ800mm（目前實際應用達到Φ426mm）。同時，為適應管材產品單重提高慣性加大的情況，把懸輥床機架由單邊支撐改為雙邊支撐。由此完成了從產品設計—工藝—設備全過程的創新，現在公司已完全具備用懸輥法制管工藝生產Φ3000～Φ3600mm口徑管材的能力，單根管材重達20t。

2. RFCP管材的性能

2.1 RFCP管材的性能測試

通過對Φ1500mm和Φ3000mm兩種大口徑RFCP管材和RCP管材進行實驗對比，發現RFCP管材的質量有了較大的改善，特別是其抗滲能力和抗裂能力有了較明顯的提高。

2.1.1 抗裂性能、內水壓試驗及承載能力結果分析

對RFCP管材做常規的外壓和內水壓測試，具體測試方法如下。

外壓試驗和內水壓試驗都參照GB/T11836-2009要求進行測試。從混凝土抗壓強度、外觀質量和尺寸檢驗合格的管材中，按備檢規格各抽取一根管材，分別進行外壓和內水壓試驗。外壓試驗時，將管材分別置于試驗架上，通過千斤頂加壓，從壓力表上讀取裂縫荷載和破壞荷載數值。內水壓試驗時，將待測管材分別置于試驗臺上，做好密封后，按標準要求加壓，記錄內水壓力值。具體試驗結果如表3所示。

技術指標	規格/mm	RFCP	RCP（標準）	提高率/%
Ⅱ級裂縫荷載/(KN/m)	Φ1500	149	99	50.5
	Φ3000	267	198	34.8
Ⅱ級裂縫荷載/(KN/m)	Φ1500	225	150	50.0
	Φ3000	405	300	35.0
Ⅱ級內水壓力/MPa	Φ1500	0.15	0.10	50.0
	Φ3000	0.15	0.10	50.0

對比分析RFCP管材的測試結果（平均值）與GB/T11836-2009中RCP管材的標準值，由表3可得，由于RFCP管材的韌性增強，使該類管材的抗裂性比RCP管材提高了35%～50%，同時，RFCP管材的抗滲性能比RCP管材提高了50%。

此外，由表3可知，當裂縫荷載與破壞荷載提高35%～50%時，綜合考慮管材口徑、鋪設條件、埋置深度等諸多因素的影響，估計RFCP管材比RCP管材的承載能力可提高20%左右。RFCP管材承載能力的提高可有效增加管網的抗變形能力。

2.1.2 抗沖擊性能試驗結果分析

抗沖擊性能測試委托高強度纖維提供商測試，結果見表4。加入纖維（1kg/m3）和不加纖維的混凝土的抗沖擊次數平均值分別為112次和69次，經推算可得，RFCP管材的抗沖擊性能最低可以提高 40%左右，平均提高60%左右。

編號	纖維混凝土破壞時的沖擊數/次	普通混凝土破壞時的沖擊數/次	性能提高/%
1	101	68	49
2	120	71	69
3	112	74	51
4	117	72	63
5	114	64	78
6	107	66	62
均值	112	69	62

2.1.3 耐久性試驗結果分析

耐久性和抗疲勞試驗委托高強度纖維提供商測試，根據所提供的檢測結果可知，在應力水平為1時，加入纖維（1kg/m3）的混凝土比未加入纖維的混凝土的壽命提高了1倍以上，綜合考慮鋼筋、砂、碎石等諸多因素對管材的影響，估計RFCP管材的使用壽命可以提高30%以上。

RFCP管材不僅外觀質量好，內在質量也得到了有效的改善，基本上無裂縫，而且其生產過程中從未出現過坍塌和變形現象。此外，由于RFCP管材質量穩定，基本無滲漏，所以，能更好地適用于排污、涵洞、無壓輸送水等工程。

2.2 RFCP管材的創新點和優勢

RFCP管材的創新點和優勢可以歸納如下：

（1）PFCP是用纖維助筋技術與鋼筋骨架技術組成管材的復合結構，產生一個新類別的產品。

（2）改進了制造水泥混凝土管的工藝方法，開創了懸輥法制管工藝生產大口徑水泥管的路徑。

（3）提高了水泥管的防滲性能、減少了產品的裂縫（基本無裂縫）、降低了管網滲漏對周邊環境的污染，使產品達到了綠色環保的要求。

（4）由于特殊的產品構造，理論上講，RFCP管材還可以在Φ300～Φ600mm范圍或更大的管徑范圍內進行無筋化使用。

（5）RFCP管材性價比較高，按不同的纖維和鋼筋配比，可將產品成本增加的范圍控制在2%～4%以內，而按目前水泥管材的銷售市場估算，收入可提高10%～20%，且其質量可明顯提高。

3. RFCP管材的推廣應用

本公司考察了新疆烏蘇地區的一項投資為23億的大型引水工程，即在沙漠戈壁上貫穿150km的明渠。該項工程特點是自然引流、無壓、流量不大。采用明渠不僅投資大，水的蒸發損失率高達30%，而且易造成水質污染。如果改用RFCP修建此工程，則具有較強的優勢：（1）全覆蓋，水流從管道中通過，不再裸露，完全避免了污染；（2）幾乎杜絕了水分的蒸發損失；（3）工程投資造價可減少一半左右；（4）工期可縮短一半以上；（5）工程質量更有把握；（6）減少了土地占用率。

由于RFCP管材的以上優點，當地政府已有意向在此項目中采用RFCP管材。此項目如得以順利進行，將是RFCP管材的第一次大型工程應用實例，不僅開辟了新技術的應用領域，也是對RFCP管材的一個重要的肯定和推廣。

4. 結語

通過對比可知，RFCP比RCP管材具有更高的性價比。RFCP管材能否在市場上開創出一片新天地，成為適銷對路產品，還主要取決于投資成本、技術性能等方面的適用性。通過本文介紹，希望大家能更多的了解RFCP管材，以便擴大其應用范圍，給施工單位帶來更多的便利和更大的經濟效益。