一种用于检测竹复合压力管表面吸水率的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于竹复合压力管技术领域，更具体地，涉及一种用于检测竹复合压力管 表面吸水率的方法。
【背景技术】
[0002] 竹复合压力管是以竹材为基体材料，以热固性树脂为胶粘剂，采用缠绕工艺制成 的管道，其长期埋设于地下，或应用于水下，可以输送或者储藏液体性的物质，因此其表面 的吸水特性必须要达到一定的条件才满足其稳定和长久地发挥作用，以防止其在役期间由 于水分对内部竹篾层的侵蚀使其发生故障损伤等，影响其安全性和使用寿命。
[0003]目前由于竹复合压力管是新兴的产品，还极少有相关的产品在市场售卖，也鲜少 有现有技术对其吸水性能专门进行研究。
[0004] 现有技术中对硬质纤维板的表面吸水率的测试方法主要是制备待检测的试样，监 测试样表面与水接触过程中的质量变化，记录每个试样浸水前和浸水后质量，并且由之间 的关系计算出吸水率。
[0005] 但是对于竹复合压力管而言，由于竹复合压力管材料的特殊性，其材料并不全部 为纤维，在制备过程中采用了缠绕的力学设计，并且在缠绕的过程中与树脂等材料粘合被 制作成为管状，因此，其吸水率测试方法与常见的硬质纤维板的吸水率的测试方法并不相 同，在测试过程中应该如何完成取样，由此准确高效地获取竹复合压力管的表面吸水特性 是亟待解决的问题。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的实施例提供了一种用于检测竹复 合压力管表面吸水率的方法，该方法包括如下步骤：
[0007] (1)对竹复合压力管处理选取若干试样块，所述试样块尺寸为长度范围100~ 150mm,宽度范围100~150mm ；
[0008] (2)对所述步骤（1)中产生的试样块的四个侧面进行防水处理，使得所述试样块 仅对应所述竹复合压力管的管内壁和管外壁的两面能与水接触；
[0009] (3)称量经过所述步骤（2)处理的所述试样块并记录数据记为浸水前试样块的质 量；
[0010] (4)将所述试样块同时浸入水中浸泡24h~96h后取出，吸滤掉所述试样块表面粘 附的水分，分别称量所述试样块的质量记为浸水后试样块的质量；
[0011] (5)由如下公式计算所述每个试样块的表面吸水率：
[0012]
[0013] 取所有所述试样块的表面吸水率的算术平均值作为所述竹复合压力管的表面吸 水率。
[0014] 进一步地，所述试样块的处理选取方式为将所述竹复合压力管五等分，沿第一方 向顺次排列，在第一等分、第三等分、第五等分上沿所述竹复合压力管轴向切取试样块。
[0015] 进一步地，所述试样块的处理选取方式为将所述竹复合压力管均分为若干分段， 将所述各分段分别进行五等分，沿第一方向顺次排列，在第一等分、第三等分、第五等分上 沿所述竹复合压力管轴向切取试样块。
[0016] 进一步地，所述竹复合压力管的表面吸水率< 1 %确定为合格。
[0017] 进一步地，所述步骤（2)中的防水处理为在所述每个试样块的四个侧面包覆防水 层。
[0018] 进一步地，所述防水层的厚度为1~I. 5mm。
[0019] 进一步地，所述防水层的材料与所述待检测的竹复合压力管的内衬层或外防护层 的材料相同，并且包覆完成后固化。
[0020] 进一步地，所述试样块由透水的网状物包裹牵引浸入水中，以确保所述试样块充 分与水接触。
[0021] 进一步地，在称量经过所述步骤（2)处理的所述试样块之前，先将所述试样块一 起放在相对湿度为60%~70%、温度18~22°C的条件下平衡处理至质量恒定，当所有的所 述试样块在间隔为24h的连续两次称量的结果差别不超过试样块质量的0. 1 %时，则定义 所述试样块达到了质量恒定。
[0022] 进一步地，所述试样块形状为长与宽数值相等的正方形。
[0023] 总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有 益效果：
[0024] (1)提出了一种针对新型竹复合压力管的表面吸水率的检测方法，该检测方法针 对竹纤维与树脂复合缠绕形成的压力管，提出了取样、试样块处理和吸水率检测测试的步 骤，能够准确高效地检测出竹复合压力管的表面吸水率；
[0025] (2)对竹复合压力管的试样块选取方式进行了合理的规划，能够通过该种取样方 式采集的数据反映整管的表面吸水率特性；
[0026] (3)对试样块提出了合理有效的防水处理方式，由于竹纤维材料的强吸水性，在截 取试样块的过程中会有竹纤维层在试样块的侧面暴露，需对试样块的四个侧面进行防水处 理，能够显著地提高吸水率测试的真实性和有效性；
[0027] (4)结合试样块密度小的特性，提出了有效地处理试样块使之能充分进入水中的 方法，提高了试样块充分与水接触的几率，进一步地提高了吸水率检测的准确度和有效性。
【具体实施方式】
[0028] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明 进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于 限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之 间未构成冲突就可以相互组合。
[0029] 按照本发明使用的竹复合压力管的表面吸水率的检测方法，检测的基本原理是采 用取样的手段，检测试件浸水前后质量之差与试件浸水前质量的百分比来完成检测。
[0030] 竹复合压力管是一种全新产品，具有较高的强度、刚度，质量轻，对石油资源的依 赖程度较低，生产成本低廉，生产效率高，增强材料为环保、低能耗的可再生资源，增强层 中采用非石油制品的粘结剂，可节约石油资源，对于农业资源的开发利用和增强农民收入 具有积极意义。
[0031] 竹复合压力管是指以竹材为增强材料，以树脂为粘结剂，经过缠绕方式加工成型 的生物基管道，其基本的技术原理是将竹纤维的轴向拉伸强度使用至最大化，并在管道结 构中形成无应力缺陷分布，从而使管材达到承压要求。
[0032] 本发明所涉及的竹复合压力管沿管径方向，由内到外依次为内衬层、增强层和外 防护层，三者用粘结剂粘接一体。内衬层由采用防腐性能优异或符合食品安全的树脂和 竹纤维无纺布、竹针织毡制成，形成防渗且内壁光滑的内衬层，增强层由竹篾和氨基树脂制 成；外防护层采用防水防腐较好的树脂和防辐射填料制成。
[0033] 制作工艺如下：
[0034] (1)在经过抛光的钢制或玻璃钢直管模具上包覆一层脱模薄膜，用防腐性能优异 的树脂和竹纤维无纺布和竹针织毡，在管模具上制作内衬层；
[0035] (2)待内衬层固化后，把竹篾装在缠绕机上，通过机械化的缠绕排列整齐地铺设在 直管模具上，在缠绕的同时加入已经配方好的氨基树脂，缠绕到指定厚度，形成内增强层；
[0036] (3)缠绕完毕后，对管道进行加热固化，树脂交联固化后，成为坚硬一体的热固型 复合管道；
[0037] (4)在管道外面涂刷一层防水防腐较好的树脂及防辐射填料，形成管道的外防护 层。
[0038] 由于其在使用过程中的一个关键用途是做水的输送，例如海水、自来水等，因此， 对其吸水性能的研究是保障其使用寿命和安全性的关键，按照本发明的检测方法，具体包 括如下步骤：
[0039] (1)吸水率检测中的试样的制备
[0040] (1-1)对同一竹复合压力管进行取样处理，取样处理的时候可以在管道的左右及 中间三个部分进行取样，具体为将管道进行五等分，沿一个方向在第一等分、第三等分、第 五等分上选取试样块，或者为了得到更加精确的管道的吸水率数据，可直接将管道进行截 取处理，平均等分成若干段，再在若干子段分别进行左右两端及中间部分的取样，由此获得 更多的试样块；在取样的操作中，在每个取样的部分沿管轴的方向切取长为100~150mm， 宽为100~150mm的试样块来进行检测，其中，该试样块优选为长和宽数值相等，呈正方形 的效果为最好；
[0041] (1-2)试样块的四周防水处理，将由步骤（1-1)中获得的试样块每块的四周以防 水性材料进行封边，由于竹复合压力管缠绕工艺的特殊性，在横截面上的一些部分会呈现 为竹材料层，竹材料的吸水性是很强的，会影响管道表面吸水率的测试结果的准确性，因为 在压力管道的使用过程中，横截面并不直接与水接触，而是内衬层和外防护层的吸水性会 对管道的使用寿命造成影响，其中该周边防水层的制作厚度在1~1.5_范围内，该防水 层的材料应当与内衬层或者是外防护层的材料相同，保证防水层材料不会影响吸水率测试 结果，使该试样块接触水的部分完全表现为与竹复合压力管的内衬层和外防护层相同的材 质，具体可为树脂、涂料或者是采用浸有竹纤维毡或者是其它表面毡的材料进行缠绕封边。
[0042] 在试样块四个侧面防水的处理完毕后，目测防水处理效果，将没有处理好的试样 块再处理，或直接筛除。确保最终待测试样块防水良好、密封性较好的试样块进行试验。
[0043] (2)试样块的称重
[0044] 在做好封边的处理之后，即可进行试样块的称重，在称重之前，需在相对湿度为 65±5%，相对温度为20±2°C的环境下处理至质量恒定，并且要求所有的试样块在间隔为 24h的连续两次称量的结果差别不超过试样块质量的0. 1%时，即认为待进行吸水率检测 的试样块达到了质量恒定；
[0045] (3)试样块浸水
[0046] 设置实验容器，其中实验容器盛放待实验用水，其中实验用水根据竹复合压力管 道的耐酸耐碱性选择相应的试验PH值，其中实验的温度在室温20~25°C即可，并且由于试 样块的密度较小，放置于实验容器中时会上浮于水中，解决的方法可以在容器底部设置固 定部件，用透水的网状物包裹