ANSI/AWWA C205:4 英寸直径钢质输水管涂层(2024 版)
ANSI/AWWA C205-24
公称直径4英寸(100mm)及以上输水钢管用车间施工水泥砂浆防护内衬与外涂层
美国国 家标准
(替代ANSI/AWWA C205-18)
生效日期:2024年12月1日
首版经董事会批准日期:1941年6月26日
本版本批准日期:2024年6月8日
经美国国 家标准学会批准日期:2024年6月10日
美国自来水厂协会(AWWA)
美国国 家标准学会(ANSI)
自1881年起制定标准
AWWA标准说明
本文件为美国自来水厂协会(AWWA)标准,而非技术规范。AWWA标准规定了最 低要求,不包含技术规范中通常涵盖的全部工程与管理信息。AWWA标准通常包含多项可选条款,需由标准使用者进行评估。除非使用者明确指定每项可选功能,否则产品或服务未被完整定义。
AWWA发布本标准,不构成对任何产品或产品类型的认可,亦不对任何产品进行检测、认证或批准。AWWA标准的使用完全自愿。本标准不替代、优先于或取代任何政府主管部门发布的适用法律、法规或规范。AWWA标准旨在代表供水行业的共识,即所述产品可提供令人满意的使用性能。
当AWWA对本标准进行修订或废止时,相关正式公告将发布于《AWWA期刊》的正式公告板块。相关措施自《AWWA期刊》发布正式公告当月的次月1日起生效。
美国国 家标准说明
美国国 家标准意味着与本标准范围和条款实质相关的各方已达成共识。美国国 家标准旨在作为指南,为制造商、消费者和公众提供协助。美国国 家标准的存在,绝不以任何形式阻止任何人(无论其是否批准本标准)生产、销售、采购或使用不符合本标准的产品、工艺或规程。
美国国 家标准需定期复审,提醒使用者获取最 新版本。鼓励依据美国国 家标准生产产品的厂商,自行承担责任,在广告、宣传材料、标签或吊牌中声明产品符合特定美国国 家标准的要求。
警示声明
本标准封面标注的美国国 家标准学会(ANSI)批准日期,标志着ANSI审批流程的完成。本美国国 家标准可随时进行修订或废止。ANSI规程要求,自ANSI批准之日起不超过5年,必须对本标准进行复审确认、修订或废止。
标准采购方可致信美国国 家标准学会(地址:纽约州纽约市美洲大道1180号10楼,邮编10036)、致电(212) 642-4900,或发送邮件至info@ansi.org,获取所有标准的最 新信息。
版权声明
版权所有©2024,美国自来水厂协会,美国印刷。
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印刷版ISBN-13:978-1-64717-207-7
电子版ISBN-13:978-1-61300-732-7
数字对象标识符(DOI):http://dx.doi.org/10.12999/AWWA.C205.24
编制人员
ANSI/AWWA C205标准修订工作组(钢管制造商技术咨询委员会SWPMTAC)
主席:亨利·H·巴尔达基扬
副主席:D.W.邓克
• H.H. 巴尔达基扬,顾问(加利福尼亚州格伦代尔)
• R.J. 卡德,制造顾问(佐治亚州舒格希尔)
• D.A. 德尚特,德尚特基础设施服务公司(科罗拉多州奥罗拉)
• D.W. 邓克,汤普森管道集团(加利福尼亚州里亚尔托)
• J. 福尼,Jifco有限公司(加利福尼亚州利弗莫尔)
• B.D. 凯尔,西北管道公司(犹他州盐湖城)
• J.L. 卢卡,美国螺旋焊管公司(南卡罗来纳州哥伦比亚)
• L. 麦金尼,Womble Company公司(得克萨斯州休斯顿)
• R.D. 米尔克,西北管道公司(北卡罗来纳州罗利)
• B. 辛普森,美国螺旋焊管公司(阿拉巴马州伯明翰)
• C.J. 沃尔什,W. Walsh Company公司(马萨诸塞州阿特尔伯勒)
AWWA钢管标准委员会(本标准审核与批准机构)
主席:小约翰·H·班贝
副主席:罗伯特·J·卡德
秘书:约翰·L·卢卡
通用利益委员
• S.A. 阿尔瑙特(候补),斯坦泰克公司(得克萨斯州普莱诺)
• 小约翰·H·班贝,班贝工程服务公司(科罗拉多州阿瓦达)
• R.J. 卡德,洛克伍德-安德鲁斯-纽纳姆有限公司(佐治亚州苏万尼)
• R.L. 吉布森,弗里兹-尼科尔斯有限公司(得克萨斯州沃斯堡)
• M.D. 戈塞特,HDR工程有限公司(科罗拉多州丹佛)
• M.B. 霍斯利(候补),霍斯利工程有限责任公司(堪萨斯州欧弗兰帕克)
• R. 伊萨,AECOM公司(得克萨斯州麦金尼)
• C.H. 柯比(候补),洛克伍德-安德鲁斯-纽纳姆有限公司(得克萨斯州休斯顿)
• R.A. 库法斯,挪威腐蚀与检测服务有限公司(加拿大不列颠哥伦比亚省阿伯茨福德)
• A.S. 莫恩(候补),弗里兹-尼科尔斯有限公司(得克萨斯州达拉斯)
• D.L. 麦克弗森(候补),HDR工程有限公司(北卡罗来纳州夏洛特)
• A. 默多克,雅各布斯工程公司(犹他州霍拉迪)
• R. 奥尔特加,奥罗拉技术服务公司(得克萨斯州休斯顿)
• E.S. 拉尔夫(联络人,无投票权),AWWA标准工程师联络人(科罗拉多州丹佛)
• A.E. 罗默(候补),AECOM公司(加利福尼亚州亨廷顿海滩)
• J.R. 斯诺,斯坦泰克公司(科罗拉多州科罗拉多斯普林斯)
• A.M. 斯坦顿,博威工程公司(加利福尼亚州帕萨迪纳)
• W.R. 惠登,伍尔珀特公司(佛罗里达州奥兰多)
生产商委员
• H.R. 巴尔达基扬,顾问(加利福尼亚州格伦代尔)
• D.A. 德尚特,德尚特基础设施服务公司(科罗拉多州奥罗拉)
• D.W. 邓克,汤普森管道集团(加利福尼亚州里亚尔托)
• B.D. 凯尔,西北管道公司(犹他州盐湖城)
• J.L. 卢卡,美国螺旋焊管公司(南卡罗来纳州哥伦比亚)
• R. 米尔克(候补),西北管道公司(北卡罗来纳州罗利)
• L. 普林斯卢,唯特利公司(宾夕法尼亚州伊斯顿)
• B.E. 里普利(候补),唯特利公司(南卡罗来纳州列克星敦)
• G.F. 鲁赫蒂(候补),LAN有限公司(佛罗里达州蓬塔戈尔达)
• B.P. 辛普森(候补),美国铸铁管公司(阿拉巴马州伯明翰)
• R. 吴(候补),汤普森管道集团(得克萨斯州大草原城)
用户委员
• L. 亚当斯,美国垦务局(科罗拉多州丹佛)
• G.A. 安徒生,纽约市供水局(纽约州小颈)
• B. 程,大温哥华水务局(加拿大不列颠哥伦比亚省本拿比)
• B. 方丹,圣地亚哥县水务局(加利福尼亚州圣地亚哥)
• J. 福克斯,坦帕湾水务局(佛罗里达州克利尔沃特)
• J. 加西亚(候补),南加州大都会水务局(加利福尼亚州拉文)
• S. 哈坦,塔兰特地区水务局(得克萨斯州沃斯堡)
• M. 洛比克,斯普林菲尔德给排水委员会(马萨诸塞州阿加瓦姆)
• T. 彭,南加州大都会水务局(加利福尼亚州洛杉矶)
• G. 拉蒙(联络人,无投票权),标准委员会联络人(阿肯色州小石城)
• V. 斯库特尔尼库,洛杉矶水电局(加利福尼亚州洛杉矶)
• J. 谢(候补),洛杉矶水电局(加利福尼亚州洛杉矶)
• M. 特尼(候补),丹佛水务局(科罗拉多州丹佛)
目录
章节 | 页码 |
前言 | |
Ⅰ 引言 | i |
Ⅰ.A 背景 | i |
Ⅰ.B 发展历程 | i |
Ⅰ.C 验收认可 | i |
Ⅱ 特殊事项 | i |
Ⅱ.A 软质侵蚀性水质 | i |
Ⅱ.B 间歇运行工况 | i |
Ⅱ.C 水流流速 | i |
Ⅱ.D 应变限值 | i |
Ⅱ.E 回填后焊接 | i |
Ⅱ.F 水泥砂浆内衬厚度 | i |
Ⅲ 本标准的使用 | i |
Ⅲ.A 采购方可选条款与替代方案 | i |
Ⅲ.B 标准的修改 | i |
Ⅳ 主要修订内容 | ii |
Ⅴ 意见反馈 | iv |
标准正文 | |
1 总则 | 1 |
1.1 范围 | 1 |
1.2 目的 | 2 |
1.3 适用性 | 2 |
2 规范性引用文件 | 2 |
3 术语和定义 | 4 |
4 技术要求 | 4 |
4.1 一般要求 | 4 |
4.2 材料 | 6 |
4.3 表面处理 | 8 |
4.4 水泥砂浆内衬 | 8 |
4.5 水泥砂浆外涂层 | 12 |
4.6 水泥砂浆罩面层 | 16 |
4.7 现场接头 | 19 |
5 检验验证 | 20 |
5.1 内衬用水泥砂浆的取样与测试 | 20 |
5.2 外涂层用水泥砂浆的测试 | 21 |
5.3 生产厂家设备的校准 | 22 |
5.4 采购方的检验与测试 | 22 |
5.5 拒收依据 | 23 |
6 交付 | 23 |
6.1 一般要求 | 23 |
6.2 塑料端盖 | 23 |
6.3 合规声明 | 23 |
前言
本前言仅为参考信息,不构成ANSI/AWWA C205标准的正式内容。
Ⅰ 引言
Ⅰ.A 背景
内衬与外涂水泥砂浆的钢管于19世纪末首 次在美国投入使用,在首版国 家标准编制时,部分首批投用的管道已服役近百年。但直到20世纪20年代,工厂预制水泥砂浆内衬的实用施工方法才得以研发问世。
首批工厂预制内衬的施工方式为:将管道垂直竖立,在管道内部放入前端系有绳索的锥形塞,在塞体上方倒入足量水泥砂浆,随后将塞体沿管道向上提拉,完成内衬施工。随着内衬施工工艺的不断改进,工厂预制水泥砂浆内衬的离心法施工工艺逐步发展成熟。
内衬与外涂水泥砂浆的钢管,兼具钢材的物理强度与水泥砂浆的防护性能。离心法施工的内衬形成光滑致密的表面,可防止管道结瘤,同时通过水泥的碱性环境使钢材钝化,实现防腐保护。在正常运行工况下,管道设计寿命内,光滑的内壁可保持高流量系数。此外,水泥砂浆外涂层质地坚硬、经久耐用,可形成碱性环境,抑制钢材的氧化与腐蚀。
Ⅰ.B 发展历程
本标准首版编号为7A.7-41《公称直径30英寸及以上输水钢管水泥砂浆防护涂层标准规范》,于1941年6月26日经AWWA董事会批准发布。在此之前,草案初稿已于1940年1月发布于《美国自来水厂协会期刊》,公开征求意见。
首版标准中包含水泥砂浆内衬现场施工的相关章节,该章节经董事会决议,于1951年6月30日起废止。在AWWA C602《公称直径4英寸(100mm)及以上输水管道原位水泥砂浆内衬》标准发布前,7A.7(AWWA C205)的第9、10、11次印刷版本中,仍保留了该已废止的章节。
1962年发布的版本为重大修订版,将适用范围扩展至公称直径4英寸(100mm)及以上的管道。后续本标准分别于1971年、1980年、1985年、1989年、1995年、2000年、2007年、2012年、2018年完成修订,本版本于2024年6月8日批准发布。
Ⅰ.C 验收认可
1985年5月,美国环境保护署(USEPA)与以美国国 家卫生基金会(NSF)为首的联盟签订合作协议,旨在制定自愿性的第三方共识标准,以及饮用水直接和间接添加剂的认证体系。该初始联盟的其他成员包括水研究基金会(原AwwaRF)与州卫生与环境管理者协会(COSHEM),AWWA与州饮用水管理者协会(ASDWA)后续加入该联盟。
在美国,饮用水接触产品的监管权限归属于各州,地方机构可制定比州级要求更严格的规定。为评估产品及产品中饮用水添加剂的健康影响,各州及地方机构可参考以下依据:
1. 州或地方机构的专项政策;
2. NSF主导制定的四项标准:NSF/ANSI/CAN 60《饮用水处理化学品-健康效应》、NSF/ANSI/CAN 61《饮用水系统组件-健康效应》、NSF/ANSI/CAN 372《饮用水系统组件-铅含量》、NSF/ANSI/CAN 600《饮用水中化学品的健康效应评估与准则》;
3. 其他参考依据,包括AWWA标准、食品化学品法典、饮用水化学品法典,以及州或地方机构认定适用的其他标准。
多家认证机构可依据NSF/ANSI/CAN 61开展产品认证工作,各州及地方机构有权在其管辖范围内认可或备案认证机构,不同辖区的认证机构备案要求存在差异。
NSF/ANSI/CAN 600(原收录于NSF/ANSI/CAN 60与61的附录A《毒理学评审与评估规程》),未对USEPA未制定最终最大污染物限值(MCL)的物质规定最大允许浓度(MAL)。非管控污染物清单中物质的最大允许浓度,基于毒性测试指南(非致癌物)与风险表征方法(致癌物)制定。不同认证机构执行NSF/ANSI/CAN 600规程的具体方式可能存在差异。
ANSI/AWWA C205未对添加剂要求作出规定。因此,本标准使用者应咨询具有管辖权的州或地方机构,以明确以下事项:
1. 添加剂相关要求,包括适用的标准;
2. 声称可提供饮用水接触产品认证的机构,其认证资质的有效性;
3. 产品认证的最 新相关信息。
Ⅱ 特殊事项
提请水泥砂浆内衬与外涂层采购方注意以下事项:
Ⅱ.A 软质侵蚀性水质
软质侵蚀性水质,以及与高氯含量水的长期接触,可能会对水泥砂浆内衬造成损害。如预计管道将处于此类环境,需开展进一步研究,以确定此类内衬的适用性。
Ⅱ.B 间歇运行工况
水泥砂浆内衬最适用于持续充水运行的管道。当内衬水泥砂浆的管道长期处于空置状态运行时,必须采取特殊防护措施,防止水泥砂浆内衬过度干燥。
Ⅱ.C 水流流速
水泥砂浆内衬在正常流速范围内性能表现最 佳。当水流流速超过约20英尺/秒(6.1米/秒)时,需开展专项研究,以确定此类内衬材料的适用性。
Ⅱ.D 应变限值
应采取措施,限制内压作用下,内衬与外涂水泥砂浆的输水钢管钢筒产生的最大应变(或应力),以确保系统的长期设计使用寿命。
Ⅱ.E 回填后焊接
回填后焊接指的是以下施工顺序:完成搭接焊接头组对、焊接外部焊缝(如需)、施工外防腐层、管道回填,随后在后续阶段焊接内部接头(内部焊接安全且具备实操性的工况下)。回填后对现场接头内部进行焊接,可能会损坏工厂预制与现场施工的绝缘防腐层,或影响其使用性能。
在指定或批准回填后焊接工艺前,应咨询生产厂家,获取该工序推荐使用的产品、安装与回填规程。应采购方要求,生产厂家应提供测试数据或工程历史数据,证明焊接完成后,外防腐层仍符合本标准要求。
Ⅱ.F 水泥砂浆内衬厚度
规范施工的水泥砂浆,其厚度必然存在一定偏差。只要平均厚度未超出本标准表1规定的厚度公差范围,局部区域的内衬厚度可略低于最小值或略高于最大值。
Ⅲ 本标准的使用
AWWA标准使用者有责任确认标准所述产品适用于其拟定的特定应用场景。
Ⅲ.A 采购方可选条款与替代方案
依据本标准条款采购输水钢管水泥砂浆防护内衬与外涂层时,采购方应明确以下事项(含适用的具体细节):
1. 采用的标准,即最 新修订版ANSI/AWWA C205《公称直径4英寸(100mm)及以上输水钢管用车间施工水泥砂浆防护内衬与外涂层》;
2. 是否要求符合NSF/ANSI/CAN 61《饮用水系统组件-健康效应》标准;
3. 仅需内防腐内衬、仅需外防腐涂层,或同时需要内衬与外涂层;
4. 管道总米数、内衬后内径、管节长度、钢管壁厚、接头类型,以及管件相关信息;
5. 联邦、州、省、地区及地方要求的具体细节(见4.1.3节);
6. 增强钢丝是否需采用镀锌材质(见4.2.1.1节);
7. 如需限定单一类型,需明确要求的焊接钢丝网增强材料类型(见4.2.1.2节);
8. 所需水泥类型(见4.2.2.1节);
9. 内衬的可选要求或限制(如有),例如内衬厚度、厚度公差、内衬预留段长度(见4.4.3节);
10. 外涂层的可选要求或限制(如有),例如底涂层类型(见4.5.1节)、涂层预留段长度(见4.5.3节)、砂浆涂层厚度(见4.5.3节)、最小厚度(见4.5.3节)、增强材料类型(见4.5.5节)、养护方法(见4.5.9节);
11. 是否需要施工水泥砂浆罩面层(见4.6节),以及是否允许单次施工水泥砂浆罩面层(见4.6.5.1节、4.6.5.2节、4.6.6.1节);
12. 宽度在1/32英寸(1.6mm)至1/8英寸(3.2mm)之间的水泥砂浆罩面层裂缝是否需要修补(见4.6.8.2节);
13. 是否需要对内衬用水泥砂浆开展额外测试(见5.1.1节);
14. 是否需要提供合规声明(见6.3节)。
Ⅲ.B 标准的修改
对本标准中的条款、定义或术语的任何修改,均需由采购方明确规定。
Ⅳ 主要修订内容
本版本对标准的主要修订内容如下:
1. 更新了前言中Ⅰ.C节「验收认可」,采用标准委员会最 新的标准文本,补充了对NSF/ANSI/CAN 372与NSF/ANSI/CAN 600的引用;
2. 依据美国混凝土学会ACI CT-20《混凝土术语》,在第3节「术语和定义」中新增10项定义,同时补充了饮用水、再生水、污水的定义;
3. 更新了4.1.3节「合规性」,采用标准委员会最 新的标准文本,补充了NSF 61合规性的相关内容;
4. 删除了4.2.7节「底漆」相关内容;
5. 在4.4.3节「厚度」中,补充了厚度测量的额外指引;
6. 更新了表1,补充了公称直径72英寸以上管道的公差分类;
7. 对多个章节进行了结构重组,将相关内容调整至对应章节;
8. 新增4.4.5.3.1节,明确机械法内衬施工的砂浆浇筑温度要求;
9. 在4.4.5.4节「表面修整」中,补充了浮浆的定义与说明;
10. 修订了4.4.5.6节「内衬端部处理」相关内容;
11. 更新了4.4.7节「内衬质量」与4.4.8节「内衬修补」,完善了缺陷与裂缝的描述,补充了验收与修补判定的清晰指引;
12. 更新了5.1.1节「取样与测试频率」与5.1.2节「水泥砂浆测试试块」,与ASTM标准要求保持一致。
Ⅴ 意见反馈
如对本标准有任何意见或问题,可致电AWWA工程与技术服务部303.794.7711,致信该部门(地址:科罗拉多州丹佛市西昆西大街6666号,邮编80235-3098),或发送邮件至standards@awwa.org。
标准正文
第1节 总则
1.1 范围
本标准规定了输水钢管及管件用车间施工水泥砂浆防护内衬与外涂层的材料、施工与养护要求,以及内衬与外涂水泥砂浆的输水钢管及管件的现场接头施工要求。
1.1.1 管道内衬施工方法
管道内壁应采用离心旋转法施工水泥砂浆内衬,或采用可达到同等效果的其他方法施工。
1.1.2 管件内衬施工方法
对于斜接管、弯头、弯管、异径管及其他无法采用旋转法施工的异形管段,其水泥砂浆内衬应采用机械浇筑、气动浇筑或手工施工方式完成,表面修整为光滑致密的状态。
1.1.3 外防腐涂层
管道与异形件的外壁应采用机械浇筑、气动浇筑或可达到同等效果的其他方法,施工带增强材料的水泥砂浆外涂层。
1.1.4 现场施工
水泥砂浆内衬的现场施工,应参照ANSI/AWWA C602《公称直径4英寸(100mm)及以上输水管道原位水泥砂浆内衬》标准执行。
1.1.5 设计考量
焊接钢管、水泥砂浆内衬与外涂层的设计相关考量,应参照AWWA手册M11《钢管-设计与安装指南》执行。
1.2 目的
本标准旨在规定输水钢管车间施工水泥砂浆内衬与外涂层的最 低要求,包括材料、施工、检验、装卸与现场接头相关要求。
1.3 适用性
本标准或其部分章节,可在采购文件中引用,用于内衬或外涂水泥砂浆的输水钢管及管件的采购与验收。本标准可作为内衬或外涂水泥砂浆的输水钢管及管件的材料要求、材料测试、水泥砂浆施工、检验、装卸与现场接头的施工指南。仅当采购方引用本文件时,本标准条款方生效。
第2节 规范性引用文件
本标准引用了以下文件。其最 新版本在本标准规定范围内,构成本标准的组成部分。如出现内容冲突,以本标准要求为准。
• AASHTO T260 《混凝土与混凝土原材料中氯离子的取样与测试标准方法》
• ACI CT-20 《美国混凝土学会混凝土术语》
• ANSI/AWWA C602 《公称直径4英寸(100mm)及以上输水管道原位水泥砂浆内衬》
• ASTM A1064/A1064M 《混凝土用光圆和变形碳素钢丝及焊接钢筋网标准规范》
• ASTM C31/C31M 《现场制作与养护混凝土测试试样标准实施规程》
• ASTM C33/C33M 《混凝土骨料标准规范》
• ASTM C35 《石膏灰泥用无机骨料标准规范》
• ASTM C39/C39M 《圆柱形混凝土试样抗压强度标准测试方法》
• ASTM C94/C94M 《商品混凝土标准规范》
• ASTM C150/C150M 《硅酸盐水泥标准规范》
• ASTM C309 《混凝土养护用液膜形成化合物标准规范》
• ASTM C494/C494M 《混凝土用化学外加剂标准规范》
• ASTM C497 《混凝土管、检查井模块或瓦管标准测试方法》
• ASTM C511 《水硬性水泥和混凝土测试用拌合间、湿养护箱、湿养护室和储水槽标准规范》
• ASTM C595/C595M 《混合水硬性水泥标准规范》
• ASTM C881/C881M 《混凝土用环氧树脂基粘结体系标准规范》
• ASTM C1152/C1152M 《砂浆和混凝土中酸溶性氯离子标准测试方法》
• ASTM C1077 《建筑用混凝土和混凝土骨料测试机构的标准实施规程与测试机构评定准则》
• AWWA手册M11 《钢管-设计与安装指南》
第3节 术语和定义
本标准适用以下术语定义:
1. 加速养护:通过营造高温高湿环境,使水泥砂浆表面持续保持湿润状态的养护过程。
2. 自愈合:砂浆中静止的裂缝在潮湿或浸水环境下,通过碳酸钙生成实现填充与封闭的自然过程。
3. 起泡:在修整作业完成过程中或完成后不久(管道旋转施工后),新浇筑的胶凝混合料表面出现的薄层不规则凸起。
4. 承建方:负责管道敷设或安装工程的施工与材料供应的单位。
5. 游离水:水泥砂浆拌合用水中,超出混合料吸附水量的总水分含量。
6. 发丝裂缝:混凝土表面宽度极小、肉眼几乎不可见的裂缝。
7. 浮浆:旋转施工过程中,胶凝材料与骨料细粉被带至表面形成的薄弱层,是离心法施工砂浆内衬的天然副产物,不影响内衬使用性能。
8. 生产厂家:生产、加工或制造材料与产品的单位。
9. 机械浇筑:通过将水泥砂浆高速喷射至待施工表面,或采用其他可达到同等效果的机械操作系统,完成水泥砂浆施工的过程。
10. 湿养护:通过在管道端部覆盖塑料膜或湿麻布,或在外涂层表面洒水,使水泥砂浆表面持续保持湿润状态的养护过程。
11. 砂量过多:区域内砂子含量超出保证和易性与合格修整效果所需用量的状态。
12. 气动浇筑:利用压缩空气将水泥砂浆喷射至待施工表面,完成水泥砂浆施工的过程。
13. 饮用水:安全、适用于饮用与烹饪的水。
14. 采购方:采购相关材料或待实施工程的个人、公司或组织。
15. 回弹料:水泥砂浆外涂层施工过程中,未粘附在管道上的水泥砂浆。
16. 再生水:经处理后可实现有益回用的污水。
17. 砂囊:砂浆中细骨料含量极高、几乎不含水泥的区域。
18. 剥落:受撞击、风化作用、压力或主体内部膨胀影响,从材料表面脱落的薄片状碎片。
19. 流挂:砂浆发生的沉降变形,通常由变形区域含水量过高导致。
20. 旋转施工:将水泥砂浆浇筑至管道内壁,通过使管道绕纵轴旋转产生的离心力,对水泥砂浆进行压实,直至砂浆充分固结、可将管道从设备中取出的内衬施工过程。
21. 供应商:提供材料或服务的单位,供应商可为生产厂家,也可非生产厂家。
22. 表面气孔:混凝土浇筑与压实过程中,表面气泡被困住形成的小型规则或不规则空腔。
23. 污水:住宅、商业建筑、工业厂房、公共机构排出的液体与水载废弃物的混合体,以及可能混入的地下水、地表水与雨水。
24. 湿膨胀:固化后的砂浆置于潮湿或浸水环境中发生的体积膨胀。
第4节 技术要求
4.1 一般要求
4.1.1 设备
水泥砂浆施工所用设备,以及内衬、外涂层或内外防腐完成后的管道运输设备,应能保障作业人员遵循本标准规程,实现本标准规定的施工效果。
4.1.2 材料与施工工艺
生产厂家供应的材料应为全新材料,质量符合规定要求。施工作业应由各工种熟练技术人员以专业、规范的方式完成。
4.1.3 合规性
材料应符合《安全饮用水法》,以及联邦、州、省、地区或其他主管部门针对饮用水、污水、再生水系统发布的适用法规要求。
如采购方要求合规性,与饮用水接触的材料应通过NSF/ANSI/CAN 61认证,满足NSF/ANSI/CAN 600的健康效应要求。
4.1.4 生产厂家管控
在内衬与外涂层施工、养护的全周期内,应对管节进行妥善支撑与装卸,防止水泥砂浆受损。如需移动管节,必须采取防护措施避免损伤。内衬或涂层的任何破损部位,均应彻底清除并重新施工。
4.2 材料
4.2.1 增强材料
4.2.1.1 钢丝
增强钢丝的最小规格应为W0.5(0.080英寸[2mm]),性能应符合ASTM A1064/A1064M要求。除非采购方另有规定,增强钢丝无需镀锌。
4.2.1.2 焊接钢丝网
增强材料应采用网孔规格2×4英寸、钢丝规格W0.5×W0.5的焊接钢丝网,钢丝性能应符合ASTM A1064/A1064M要求。除非采购方另有规定,焊接钢丝网可采用波纹型或平型。
4.2.1.3 带状网
带状网应采用18号钢丝编织的1英寸×1英寸(25mm×25mm)网孔网片,或17号钢丝编织的1.5英寸×1.5英寸(38mm×38mm)网孔网片。钢丝性能应符合ASTM A1064/A1064M的物理与化学要求,网片不得采用波纹型。
4.2.2 水泥
4.2.2.1 类型
砂浆用水泥应符合ASTM C150/C150M的Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅴ型要求,或ASTM C595/C595M的IL型、IL(MS)型、IL(HS)型要求。取样与测试应符合上述ASTM标准的专项规定。当经验表明骨料源存在碱活性时,水泥的最大碱含量应控制在0.60%。
4.2.2.2 检验
应在内衬与外涂层施工现场,配备完善的设施,用于水泥的标识、检验与取样。采购方有权对水泥进行检验并取样测试。
4.2.2.3 储存
水泥应储存在防风雨、干燥、通风良好的库房内。
4.2.2.4 不合格水泥
含有结块的水泥应予以拒收,并立即清出施工现场。
4.2.2.5 温度
水泥温度超过150°F(66℃)时,不得使用,需冷却至该温度以下方可投入使用。
4.2.3 细骨料(砂子)
4.2.3.1 一般要求
水泥砂浆用细骨料应为天然砂,或碎石/砾石破碎制砂,性能应符合ASTM C33/C33M要求。
4.2.3.2 级配
生产厂家可调整骨料级配,但调整后的砂浆测试结果必须满足第5节规定的要求。
4.2.3.3 内衬用细骨料
当水泥砂浆内衬厚度≤3/8英寸(9.5mm)时,细骨料应100%通过美国4号标准筛;当水泥砂浆内衬标称厚度≥1/2英寸(13mm)时,细骨料应100%通过3/8英寸网孔筛。上述限值不受级配调整影响。
4.2.4 拌合用水
4.2.4.1 一般要求
水泥砂浆拌合与内衬/涂层养护用水,应符合ASTM C94/C94M的适用要求。拌合用水可采用淡水或混凝土生产循环用水,不得含有害含量的油、酸、强碱、盐类或有机物。
4.2.5 外加剂
水泥砂浆中可添加符合ASTM C494/C494M要求的减水剂、调凝外加剂,外加剂不得含有害含量的氯化物。如采购方有要求,应向采购方告知所用外加剂的类型与掺量。
4.2.6 养护剂
水泥砂浆内衬与外涂层养护所用养护剂,应符合ASTM C309要求。
4.3 表面处理
4.3.1 表面清理
水泥砂浆内衬与外涂层的待施工表面,应清理干净,去除油污、油脂、松散异物及其他可能影响水泥砂浆粘结的杂质。
4.4 水泥砂浆内衬
4.4.1 一般要求
水泥砂浆应由水泥、细骨料与水充分拌合而成,和易性适配施工要求,可形成致密、坚硬、光滑、均质的内衬层。
4.4.2 砂浆配合比
内衬用水泥砂浆的配合比应为:水泥1份,细骨料重量比不超过3份。拌合用水量仅需保证新拌砂浆具备适配的施工性能,内衬砂浆拌合料的游离水含量不得超过每94磅(43kg)水泥对应7加仑(28.4L)。
按照ASTM C1152/C1152M或AASHTO T260测定,内衬砂浆拌合料的酸溶性氯离子(Cl⁻)含量,以水泥重量百分比计,不得超过0.15%。
4.4.3 厚度
除接头、管壁不连续部位或局部区域外,水泥砂浆内衬厚度应均匀。内衬厚度应符合表1规定,或按采购方指定要求执行。
内衬厚度要求应通过机械端部挡圈控制,并在砂浆初凝前,在不受管端结构影响的管端2英尺范围内,通过实体测量验证厚度。
表1 水泥砂浆内衬厚度
公称管径 | 标称内衬厚度 | 厚度公差 | |||
英寸 | 毫米 | 英寸 | 毫米 | 英寸 | 毫米 |
4-10 | 100-250 | 1/4 | 6 | -1/32,+1/8 | -2,+3 |
11-23 | 275-575 | 5/32 | 4 | -1/32,+1/8 | -2,+3 |
24-36 | 600-900 | 3/8 | 9.5 | -1/32,+1/8 | -2,+3 |
37-72 | 925-1800 | 1/2 | 13 | -1/32,+3/32 | -2,+2.5 |
>72 | >1800 | 1/2 | 13 | -1/32,+1/4 | -2,+6 |
4.4.4 拌合
水泥砂浆应按批次拌合,每批次的水泥与细骨料用量应通过重量计量。进入搅拌机的水量,应通过可调装置自动计量,或采用其他可精 准计量的方式,确保加水量准确。
4.4.5 机械法内衬施工
4.4.5.1 设备
直管段应采用专用旋转离心机进行内衬施工,该设备专为管道绕纵轴旋转、在钢管内壁离心法浇筑水泥砂浆内衬设计制造。管道旋转离心法内衬施工为首 选方法,管径限值可咨询生产厂家。对于无法采用离心法施工的大口径管道,采购方应与生产厂家协商,确定替代内衬施工方法。
4.4.5.2 支撑
为防止旋转过程中管道发生变形或振动,应根据设备要求,为每节管道配备适配的外部或内部支撑进行加固。
4.4.5.3 浇筑
采用旋转离心机施工内衬时,完成单节管道内衬所需的全部砂浆应一次性连续浇筑完成。
4.4.5.3.1 浇筑温度
砂浆浇筑时,管道周边环境最 低温度应为35°F(2℃),且处于升温状态。砂浆浇筑时,新拌砂浆温度不得低于40°F(4℃),钢筒表面温度不得高于95°F(35℃)。
4.4.5.4 表面修整
水泥砂浆均匀分布至规定厚度后,应提高旋转速度,使砂浆形成致密结构与光滑表面。成品砂浆内衬表面的浮浆,是离心法浇筑砂浆的天然副产物,不影响内衬使用性能。
4.4.5.5 多余水分
应采取措施,通过吹风或管道倾斜的方式,排出多余水分。
4.4.5.6 内衬端部处理
管节端部的内衬应与管道纵轴垂直平齐,内衬预留段长度应符合生产厂家针对所用接头类型的推荐要求。
4.4.6 异形件内衬施工
4.4.6.1 一般要求
对于斜接管、弯头、弯管、异径管及其他无法采用旋转法施工的异形管段,其水泥砂浆内衬应采用机械浇筑、气动浇筑或手工施工方式完成。
4.4.6.2 增强材料
公称直径大于24英寸(610mm)的管件,其内壁应铺设焊接钢丝网或带状网增强材料,并通过卡箍、钢丝点焊等方式,沿管道间隔固定。采用2英寸×4英寸(50mm×100mm)网片时,2英寸(50mm)间距的钢丝应沿管件环向布置。
4.4.6.3 厚度
内衬厚度应与直管段旋转法施工内衬的要求一致,可通过渐变过渡或圆角处理,与相邻管段形成平滑衔接。
4.4.6.4 手工施工
手工施工用水泥砂浆的原材料、砂灰比应与机械法内衬用砂浆一致,可采用符合ASTM C35要求的抹灰砂替代符合ASTM C33/C33M要求的细骨料,也可采用比机械法内衬砂浆更富水泥的配合比。
砂浆浇筑前,可根据需要对施工区域进行湿润处理。手工施工应遵循4.4.5.3.1节的浇筑温度要求。
4.4.7 内衬质量
4.4.7.1 一般要求
内衬应质地致密,表面整体光滑平整。
4.4.7.2 内衬收缩
养护完成后,砂浆内衬与钢筒之间的收缩、干燥收缩,以及收缩引发的后续裂缝,是砂浆内衬的固有特性。管道通水后,砂浆内衬会发生湿膨胀,体积增大,可弥补绝大部分干燥收缩与裂缝间隙。
4.4.7.3 缺陷
砂囊、直径超过3/8英寸(9.5mm)且深度超过规定内衬厚度1/2的表面气孔、砂量过多区域、起泡、流挂、浮浆层以下的剥落,以及撞击引发的裂缝,均属于缺陷,应彻底清除并修补。
4.4.8 内衬修补
4.4.8.1 内衬裂缝修补
宽度不超过1/32英寸(1.6mm)的裂缝,或宽度不超过1/8英寸(3.2mm)且连续长度不超过12英寸(305mm)的裂缝,无需修补。
宽度超过1/32英寸(1.6mm)的裂缝,如能向采购方证明裂缝在持续浸水条件下可实现自愈合,无需修补。自愈合性能可通过任何能使管道内衬持续保持湿润的方法验证,试验所用管道应与拟供应管道具有代表性,湿润用水应与管道输送水的化学性质相近。
除此之外,宽度超过1/32英寸(1.6mm)且连续长度达到12英寸(305mm)及以上、宽度不超过1/8英寸(3.2mm)的裂缝,应通过刮抹水泥净浆、涂刷纯水泥浆,或采用符合ASTM C881/C881M要求的环氧粘结剂填充裂缝的方式进行修补。
宽度超过1/8英寸(3.2mm)的裂缝,应采用水泥净浆填充,或按照4.4.6.4节要求手工填塞砂浆修补。
4.4.8.2 其他内衬修补
内衬缺陷应按照4.4.6.4节要求进行修补。
内衬清除后的补做区域、斜接管、管端、出水口,以及为制作管件在内衬上开设的切口,其内衬施工应按照4.4.6节要求完成。修补区域纵向宽度不超过12英寸(300mm)时,无需设置增强材料;纵向宽度超过6英寸(150mm)且未设置增强材料的修补区域,应在钢材与内衬相邻界面涂刷符合ASTM C881/C881M要求的粘结剂。
4.4.9 内衬养护
4.4.9.1 一般要求
旋转施工完成后,可立即将管节移至养护区域,搬运过程中应采取防护措施,避免内衬受损。
生产厂家可选择加速养护法、湿养护法,或两种方法结合的方式对内衬进行养护。加速养护与湿养护可按5又1/3小时湿养护等效于1小时加速养护的比例换算使用。
无论采用何种方式,总养护周期应等效于96小时湿养护;外涂层施工前,最短养护周期应等效于24小时湿养护。在最短养护周期完成前,内衬应持续保持湿润状态。
4.4.9.2 湿养护
仅当养护周期内环境最 低温度持续高于40°F(4℃)时,方可采用湿养护法;温度低于50°F(10℃)的时段,不计入有效养护时长。
管节运抵养护区域后、内衬施工完成后30分钟内,应在管道端部覆盖塑料膜或湿麻布;如设计要求施工水泥砂浆外涂层,外涂层施工前的最短湿养护周期为24小时。如未设计水泥砂浆外涂层,内衬应经过96小时湿养护后方可发运。
养护周期内,除安装洒水装置、铺设增强材料与外涂层、改用加速养护的情况外,管节端部应始终用塑料端盖封闭。如养护阶段安装了塑料端盖,可按照6.2节要求,直接用于发运至施工现场。生产厂家应采取严格措施,避免内衬干燥开裂。
4.4.9.3 加速养护
管节运抵养护区域后、内衬施工完成后30分钟内,可启动加速养护。砂浆最终浇筑完成后4小时内,或水泥初凝前(以较晚发生者为准),不得通过加热使管道内环境温度超过95°F(35℃)。
随后,应将管道内的环境蒸汽温度维持在90°F(32℃)至125°F(52℃)之间,相对湿度不低于85%,最短养护周期为6小时,期满后如设计要求可施工外涂层。发运前,加速养护总时长应不低于18小时。
4.4.9.4 替代养护方法
经采购方许可,可采用替代养护方法,前提是生产厂家所用方法可使内衬固化效果达到4.4.9.2节与4.4.9.3节的等效要求。
4.5 水泥砂浆外涂层
4.5.1 一般要求
如采购方有规定,钢管外部应采用带增强材料的水泥砂浆外涂层进行防护,施工于管节与异形件的外壁。如管道已完成水泥砂浆内衬施工,外涂层施工前必须经过4.4.9节规定的养护时长。
4.5.2 砂浆配合比
机械浇筑法施工的水泥砂浆,配合比应为硅酸盐水泥1份,细骨料重量比不超过3份,拌合用水量应严格控制,混合料含水量不得低于混合料总干重的7%。
气动浇筑法施工的水泥砂浆,配合比应为硅酸盐水泥1份,细骨料重量比或体积比不超过3份,拌合用水量应严格控制,混合料含水量不得低于混合料总干重的7%。
按照ASTM C1152/C1152M或AASHTO T260测定,砂浆拌合料的酸溶性氯离子(Cl⁻)含量,以水泥重量百分比计,不得超过0.15%。
不超过混合料总重量1/4的回弹料,仅可替代细骨料使用,1小时内未使用的回弹料应全部废弃。
4.5.3 厚度
除接头或管道不连续部位外,水泥砂浆外涂层厚度应均匀,最小厚度应为3/4英寸(19mm),采购方另有规定的除外。
涂层端部应平整,与管道纵轴垂直平齐,涂层预留段长度应符合生产厂家针对所用接头类型的推荐要求。涂层厚度超过1又1/4英寸(32mm)时,需针对安装挠度控制采取专项措施。
4.5.4 设备
直管与异形管段的水泥砂浆外涂层,应采用气动、机械浇筑法,或其他可达到同等效果的方法施工。
4.5.5 增强材料
4.5.5.1 一般要求
除非采购方另有规定,管节外涂层的增强材料可采用螺旋钢丝、焊接钢丝网或钢丝网(带状网),性能应符合4.2.1节规定。
增强材料应无油污、油脂及其他可能降低涂层与增强材料粘结力的杂质,表面氧化但无点蚀的增强材料可使用。增强材料应铺设于涂层厚度的中间1/3区域。
4.5.5.2 螺旋钢丝
钢丝的端部与接头应通过焊接或采购方认可的其他方式固定。钢丝增强材料可在水泥砂浆涂层施工过程中,以适度张力螺旋缠绕施工,钢丝最大间距为12英寸(305mm)。
4.5.5.3 焊接钢丝网
网片接头应通过焊接或采购方认可的其他方式处理,环向与纵向接头搭接长度应不小于1个网孔。采用2英寸×4英寸(50mm×100mm)网片时,2英寸(50mm)间距的钢丝应沿管道环向布置。
4.5.5.4 带状网
钢丝的端部与接头应采用采购方认可的方式固定。采用1英寸×1英寸(25mm×25mm)18号钢丝网时,螺旋搭接长度应为1英寸(25mm),接头搭接长度应为3英寸(76mm);采用1.5英寸×1.5英寸(38mm×38mm)17号钢丝网时,螺旋搭接长度应为1.5英寸(38mm),接头搭接长度应为4.5英寸(114mm)。
4.5.5.5 特殊增强要求
当水泥砂浆外涂层设计厚度超过1又1/4英寸(32mm)时,厚度每额外增加1/2英寸(13mm),需增设一层增强材料。
4.5.6 水泥砂浆外涂层施工
4.5.6.1 施工
水泥砂浆外涂层应通过机械或气动浇筑法,分一道或多道连续施工至规定厚度。砂浆待施工表面应无油污、油脂、灰尘、冰及其他异物,应预留增强钢丝接头的施工余量。
如分多道施工,首道与末道施工的间隔时间不得超过2小时。水泥砂浆应高速喷射至管道外壁,或采用等效方法施工,形成符合规定厚度、粘结牢固、质地坚硬的涂层。
管道从涂层施工设备移出前,应采用无损检测方法,在每节管道的多个位置检测水泥砂浆涂层厚度。
4.5.6.2 拌合用水
混合料拌合用水应通过可调湿度计量系统控制,混合料取样的含水量不得低于总干重的7%。
4.5.6.3 浇筑温度
砂浆浇筑时,管道周边环境最 低温度应为35°F(2℃),且处于升温状态。砂浆浇筑时,新拌砂浆温度不得低于40°F(4℃),钢筒表面温度不得高于95°F(35℃)。
4.5.6.4 支撑
如需,应对管道进行充分加固,采用内部支撑或环箍,防止装卸与涂层施工过程中管道受损,同时保护已完成的水泥砂浆内衬。
4.5.6.5 中断施工
如需暂停管道某段的涂层施工,中断处应做成直角台阶。新料浇筑前,应仔细清理并湿润接触面,确保新老砂浆粘结牢固,同时应采取措施,避免已施工完成的砂浆碎裂、受损,以及预埋增强材料移位。
采用螺旋钢丝增强材料时,未施工涂层段的钢丝端部,应通过焊接或其他合适方式固定在管体上。
4.5.7 异形件外涂层施工
4.5.7.1 增强材料
不适合采用螺旋钢丝增强的管道弯管与其他异形件,其外涂层应采用焊接钢丝网或带状网增强,网片性能应符合4.2.1.2节或4.2.1.3节要求。网片应铺设于管道待涂表面,可采用自凸网片、凸点卡箍或等效方法,使网片与管体之间保持间距。环向增强条带的端部搭接,应符合4.5.5.3节或4.5.5.4节规定。
4.5.7.2 施工
涂层施工应符合4.5.6.1节要求,可采用手工施工替代机械或气动浇筑。
4.5.7.3 厚度
涂层厚度应与直管段要求一致,可通过渐变过渡或圆角处理,与相邻管段形成平滑衔接。
4.5.8 缺陷涂层处理
4.5.8.1 砂囊与疏松区域
所有砂囊与疏松区域应彻底清除,采用水泥2份、细骨料1份重量比的水泥砂浆,通过气动浇筑或手工施工方式修补。
4.5.8.2 涂层裂缝
施工过程中应采取措施,最大限度减少水泥砂浆涂层出现裂缝。发丝裂缝无需修补,更宽裂缝的修补需求应由采购方评估管道环境后确定,如需修补,由生产厂家完成。修补方法包括向裂缝内刷涂或抹入纯水泥浆、通过额外湿养护实现裂缝自愈合,或两种方法结合使用。
注:应避免采用大面积凿除或开槽的修补方式,此类操作会加深、延长原有裂缝,可能破坏涂层与管体之间的粘结力。
4.5.9 外涂层养护
4.5.9.1 一般要求
砂浆初凝后,水泥砂浆外涂层应采用湿养护法或加速养护法养护;除非采购方另有规定,可在涂层施工完成后立即涂刷成膜材料进行养护。湿养护与加速养护可按5又1/3小时湿养护等效于1小时加速养护的比例换算使用。
4.5.9.2 湿养护
当洒水不会对涂层造成损伤时,应立即启动湿养护,通过间歇或持续洒水,使涂层持续保持湿润状态,养护周期不少于4天。
仅当养护周期内环境最 低温度持续高于40°F(4℃)时,方可采用湿养护法;温度低于50°F(10℃)的时段,不计入有效养护时长。
4.5.9.3 加速养护
涂层施工完成后或6小时内,可启动管道与异形件的加速养护。水泥初凝前或浇筑完成后4小时内(以较晚发生者为准),不得通过加热使管道温度超过95°F(35℃)。随后,应将环境温度维持在90°F(32℃)至125°F(52℃)之间,相对湿度不低于85%,养护周期不少于18小时。
4.5.9.4 成膜养护
成膜养护应通过涂刷材料将涂层完全包裹,锁住施工完成的水泥砂浆中的水分。采用液态成膜养护剂时,其性能应符合ASTM C309要求。
4.5.9.5 额外补水
养护完成后,存放于生产厂家厂区的管道,其水泥砂浆外涂层应按需间歇洒水,防止干燥,直至发运至施工现场。
4.6 水泥砂浆罩面层
4.6.1 一般要求
如采购方有规定,应在指定的绝缘防腐层外侧,施工带增强材料的水泥砂浆罩面层。水泥砂浆罩面层的养护温度,不得超过被覆盖绝缘防腐层的最高允许温度。
4.6.2 水泥砂浆
水泥砂浆性能应符合4.5.2节要求。
4.6.3 厚度
除接头或管道不连续部位外,水泥砂浆罩面层厚度应均匀,最小厚度应为3/4英寸(19mm),采购方另有规定的除外。
罩面层端部应平整,与管道纵轴垂直平齐,涂层预留段长度应符合采购方针对所用接头类型的规定。
4.6.4 设备
设备性能应符合4.5.4节要求。
4.6.5 增强材料
4.6.5.1 一般要求
管节罩面层的增强材料可采用螺旋钢丝、焊接钢丝网或钢丝网(带状网),性能应符合4.2.1节要求。增强材料应无油污、油脂及其他可能降低涂层与增强材料粘结力的杂质,表面氧化但无点蚀的增强材料可使用。
采用焊接钢丝网或网片时,应先在绝缘底涂层上施工约3/8英寸(9.5mm)厚的砂浆层,随后铺设增强材料,再施工最终约3/8英寸(9.5mm)厚的砂浆层,使砂浆总厚度最小达到3/4英寸(19mm)。
采用螺旋钢丝增强材料时,应通过单次或多次砂浆施工,将钢丝铺设于总涂层厚度的中间1/3区域,同时应验证钢丝与钢筒之间无接触导通。增强材料不得固定在钢管上,也不得与钢管接触。
4.6.5.2 螺旋钢丝
钢丝接头应采用采购方认可的合适方式处理,钢丝增强材料应在轻微张力下螺旋缠绕施工。钢丝端部应在首层砂浆施工后,搭接绑扎固定于罩面层厚度的中间1/3区域;如4.6.5.1节要求可满足,也可在单次砂浆施工过程中固定。钢丝最大间距为1英寸(25mm)。
4.6.5.3 焊接钢丝网
网片接头应采用采购方认可的合适方式处理,网片应铺设于首层砂浆之上,环向与纵向接头搭接长度应不小于1个网孔。采用2英寸×4英寸(50mm×100mm)网片时,2英寸(50mm)间距的钢丝应沿管道环向布置。
4.6.5.4 钢丝网
网片接头应采用采购方认可的合适方式处理,网片应铺设于首层砂浆之上,环向与纵向接头搭接长度应不小于2英寸(50mm)。
4.6.6 水泥砂浆罩面层施工
4.6.6.1 施工
水泥砂浆罩面层应通过机械或气动浇筑法,分一道或多道连续施工至规定厚度,首道与末道施工的间隔时间不得超过2小时。
分两次施工时,首层水泥砂浆厚度约为3/8英寸(9.5mm),铺设增强材料后,再施工第二层约3/8英寸(9.5mm)厚的水泥砂浆,覆盖钢丝、焊接钢丝网或钢丝网,使砂浆总厚度最小达到3/4英寸(19mm)。
水泥砂浆应高速喷射至管道外壁,或采用等效方法施工,形成符合规定厚度、质地坚硬的涂层。管道从涂层施工设备移出前,应在每种管径的管道上检测水泥砂浆涂层厚度。
4.6.6.2 拌合用水
拌合用水要求应符合4.5.6.2节规定。
4.6.6.3 浇筑温度
浇筑温度要求应符合4.5.6.3节规定。
4.6.6.4 支撑
支撑要求应符合4.5.6.4节规定。
4.6.6.5 中断施工
中断施工要求应符合4.5.6.5节规定,水泥砂浆施工应符合4.6.6.1节要求。
4.6.7 异形件罩面层施工
4.6.7.1 增强材料
增强材料要求应符合4.5.7.1节规定,增强材料应铺设于厚度约3/8英寸(9.5mm)的首层水泥砂浆之上。
4.6.7.2 施工
施工要求应符合4.6.6.1节规定,可采用手工施工替代机械或气动浇筑。
4.6.7.3 厚度
厚度要求应符合4.5.7.3节规定。
4.6.8 缺陷罩面层处理
4.6.8.1 砂囊与疏松区域
砂囊与疏松区域的处理应符合4.5.8.1节规定。
4.6.8.2 罩面层裂缝
施工过程中应采取措施,最大限度减少水泥砂浆罩面层出现裂缝。宽度不超过1/32英寸(1.6mm)的裂缝,或(采购方许可时)罩面层未纳入管道设计的情况下,宽度不超过1/8英寸(3.2mm)的裂缝,无需修补。更宽裂缝的修补需求应由采购方确定,修补方法包括向裂缝内刷涂或抹入纯水泥浆、通过额外湿养护实现裂缝自愈合,或两种方法结合使用。
4.6.9 罩面层养护
罩面层养护应符合4.5.9节规定。
4.7 现场接头
4.7.1 一般要求
本节规定了现场接头水泥砂浆施工的材料要求与推荐施工规程。
4.7.2 内部现场接头
4.7.2.1 材料
接头用水泥砂浆配合比应为:硅酸盐水泥1份,细骨料重量比或体积比不超过2份,干料拌合后加水湿润,和易性满足填塞、抹压要求且不碎裂。细骨料级配应符合ASTM C33/C33M要求,或采用符合ASTM C35要求的抹灰砂。拌合用水应洁净,不得含有害含量的有机物、碱、盐类及其他杂质。
4.7.2.2 施工
内衬水泥砂浆管道的内部接头,应填充水泥砂浆,通过抹压或等效方法修整,表面光滑平整,与管道内壁齐平。
接头水泥砂浆浇筑前,应仔细清理内衬接触面,去除油污,随后充分湿润,确保内衬与接头砂浆之间粘结良好。砂浆养护至少24小时后,管道方可投入使用。
4.7.2.2.1 公称直径22英寸(550mm)及以上管道
管道垫层与回填土压实至管顶以上至少1英尺(0.3m)后,方可对公称直径22英寸(550mm)及以上管道的内部接头凹槽进行湿润处理,随后用干硬性水泥砂浆填充、勾缝。完工后的接头应光滑平整,与相邻管道表面齐平。水泥砂浆内部接头勾缝作业,应与管道铺设作业间隔至少两个接头。
4.7.2.2.2 公称直径小于22英寸(550mm)的管道
接头组对前,应在承口内部台肩处抹涂干硬性砂浆。应采用专用工具(例如包裹麻布的专用橡胶球),实现以下功能:(1)在对中后的插口顶推到位时,为水泥砂浆提供背撑,使其挤压密实;(2)在管道调直、调坡、下一个承口抹浆、下一个插口对中的过程中,将水泥砂浆固定在已组对接头内。专用工具在管道内牵引过程中,应刮除多余砂浆,使管节之间形成光滑连续的表面。
4.7.3 外部现场接头
4.7.3.1 材料
灌浆料配合比应为:硅酸盐水泥1份,细骨料重量比或体积比不超过2份,加水充分拌合至稠奶油状。细骨料级配应符合ASTM C33/C33M或ASTM C35要求,且100%通过美国16号标准筛。
4.7.3.2 施工
外部现场接头应施工水泥砂浆保护层,采用适配的不透水绷带或护套跨接接头,确保水泥砂浆无渗漏。
灌浆前,应用水冲洗水泥砂浆填充腔,使灌浆料接触的接头表面在灌浆时处于湿润状态。应仅从接头一侧灌注灌浆料,直至灌浆料在另一侧至少达到管道水平中线位置;同时用钢丝、柔性振捣棒振捣,使灌浆料沿管道一侧向下、绕过管底、沿另一侧向上,完全填满接头凹槽。持续灌注与振捣,一次性完成整个接头凹槽的填充,确保无空隙残留。
管道顶部外露的灌浆料表面,应涂刷密封剂,或覆盖麻布、湿土进行养护。
第5节 检验验证
5.1 内衬用水泥砂浆的取样与测试
管道内衬施工用新拌水泥砂浆,应按5.1.1节规定的频率取样,并按5.1.2节或5.1.3节规定制作抗压测试试块。
5.1.1 取样与测试频率
测试试块用水泥砂浆样品,应从生产拌合料中制取;也可在生产拌合料中减少拌合用水量,使坍落度达到1-3英寸(25-75mm)后制取。每个拌合站、每个工作班次,应每天制作至少一组(2个)标准测试试块。
5.1.2 水泥砂浆测试试块
测试试块制作应符合ASTM C31/C31M要求,验收测试用试块规格应为6英寸×12英寸(150mm×300mm)或4英寸×8英寸(100mm×200mm)。
5.1.3 离心法测试试块
生产厂家可选择采用离心法旋转成型试块,替代水泥砂浆测试试块。试块应绕纵轴旋转,旋转速度与时长应模拟管道内衬砂浆的压实效果,旋转成型的试块壁厚约为试块直径的1/4。抗压强度计算应采用空心试块的净截面积。
5.1.4 测试试块养护
水泥砂浆测试试块的初始养护方式应与管道一致,初始养护完成后,试块应存放于标准湿养护室(符合ASTM C511要求)或饱和石灰水中,直至28天龄期,或测试时间(以较早者为准)。生产厂家可选择在试块完成全养护后至测试前,将其存放于与所代表的内衬水泥砂浆管道相近的环境中。
5.1.5 测试
测试方法应符合ASTM C39/C39M要求。生产厂家试验室完成的试块测试,不适用ASTM C1077的认证要求。如采购方有要求,生产厂家应提交经认证的测试报告。
5.1.6 水泥砂浆内衬强度
水泥砂浆测试试块28天龄期,或测试/发运时(龄期不足28天时)的最小抗压强度应达到4500psi(31MPa)。
同一配合比砂浆的连续10组强度测试结果的平均值,应不低于规定强度值;强度测试结果低于规定值的比例不得超过20%,且任何单组试块测试结果不得低于规定强度值的80%。
5.2 外涂层用水泥砂浆的测试
按4.5节要求施工的外涂层,应制作固化后的水泥砂浆涂层试样,开展吸水率测试。
5.2.1 吸水率测试
每个工作班次,均应对固化后的水泥砂浆涂层试样开展吸水率测试,试样养护方式应与管道一致。每个测试值应为同一工作日、同一工作班次至少3个试样的平均值,测试方法应符合ASTM C497方法A。
连续10个班次测试的平均吸水率不得超过10%,且单个试样吸水率不得超过12%。
每个班次应每日开展测试,直至连续10个测试值均不超过10%,确认符合吸水率要求后,可改为每个班次每周测试1次。当任一吸水率测试结果超过10%时,应恢复每个班次每日测试,直至连续10个测试值均不超过10%,重新确认符合要求。
5.3 生产厂家设备的校准
用于影响质量的相关活动的仪器、仪表及其他测试计量设备,其量程、类型与精度应能验证产品是否符合规定要求。应制定有效规程,确保设备依据可溯源至国 家基准的标准进行校准与认证,仪表必须针对所属设备进行校准与认证。
5.4 采购方的检验与测试
5.4.1 生产厂家厂区检验
生产厂家供应的材料与完成的施工作业,应接受采购方在生产厂家厂区内的检验。检验期间,采购方有权自由进入生产厂家厂区,以确保产品符合本标准要求,生产厂家应为检验工作提供必要的合理协助。
5.4.2 材料认证
如采购方文件有要求,生产厂家应提供认证文件,证明所用钢丝、焊接钢丝网、带状网、水泥、细骨料、养护剂(如使用)均已按适用的ASTM规范测试,且符合要求。
5.4.3 责任划分
采购方的检验,或采购方未开展检验,均不免除承建方或生产厂家按照本标准供应材料、完成施工作业的责任。
5.4.4 测试
采购方对材料样品开展的测试应及时进行,如样品测试未达到要求,应立即通知生产厂家,受测试结果影响的材料应单独存放,等待最终处置。
5.4.5 不合格通知
发现存在缺陷或不符合本标准要求的材料与管道,可按照本标准规定进行修补,不合格材料与管道应在合理期限内清出施工现场。
5.5 拒收依据
不符合本标准与采购方文件要求的材料,可予以拒收。修补、更换与复测应按照采购方文件与本标准规定执行。
第6节 交付
6.1 一般要求
装卸、运输、卸货全过程中,应采取防护措施,避免成品管道的任何部件受损。管道与异形件应妥善加固、支撑,保证足够的承压面积,防止涂层受损;同时应进行固定,避免运输过程中管道移位、变形。
6.2 塑料端盖
内衬水泥砂浆的管道端部,应牢固安装塑料端盖,保护内衬层,端盖应保持安装状态直至管道安装。如管道安装前拆除了端盖,应采取措施使水泥砂浆内衬持续保持湿润。
6.3 合规声明
6.3.1 材料合规声明
采购方可要求生产厂家提供合规声明,证明所供应的材料符合本标准所有适用要求。
6.3.2 施工合规声明
采购方可要求施工方提供合规声明,证明所完成的施工作业符合本标准所有适用要求。
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