用于鑄管的腐蝕防護的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種防腐蝕的、可延展的鑄管，一種用于制造鑄管的方法以及一種用于制造防腐蝕的可延展的鑄管的特定組成的用途。
【背景技術(shù)】
[0002]可延展的、構(gòu)造成套筒的鑄管(在這里指的是由鑄鐵構(gòu)成的管)長期以來例如用于飲用水和廢水管路。由于這種鑄管在其應(yīng)用中在大多情況下被敷設(shè)在地下并且進而持續(xù)與起腐蝕作用的環(huán)境(也就是潮濕的土壤)保持接觸以及由于鑄管在使用時與潛在的起腐蝕作用的材料(在飲用水的情況下為含氧的水，在礦泉水的情況下可能有酸性的水以及在廢水的情況下有必要時還包含其他起腐蝕作用的成分(例如生物來源))發(fā)生接觸，可延展的管必須為了延長其壽命而設(shè)有腐蝕防護部。
[0003]當前，在專業(yè)領(lǐng)域主要應(yīng)用兩種方法來提供針對可延展的管的腐蝕防護。第一種方法基于:管在第一步驟中涂有電化學活性的層(通常由鋅構(gòu)成)，在第二步驟中涂有第二防護層(例如由瀝青或合成樹脂構(gòu)成，其中，合成樹脂例如由環(huán)氧樹脂還有聚氨酯構(gòu)成)。這種用于腐蝕防護的方法的改動方案在于，所述管在并未事先鍍鋅的情況下涂覆有瀝青層或聚合物層，這種瀝青層或聚合物層可以由上面提到的材料或者也由聚乙烯等構(gòu)成。
[0004]這種方法雖然具有能夠以非常薄的層來實現(xiàn)腐蝕防護的優(yōu)點(這一方面在管的增重以及后續(xù)加工方面，特別是在使用縱向力鎖合的密封和連接系統(tǒng)時是有利的)，但還具有如下缺點:這樣實現(xiàn)的層針對機械負荷(例如撞擊還有切割類型的損傷)表現(xiàn)出相對低的耐受度，從而在加工這種管時需要多加小心，因為即便是在相對較小的區(qū)域中腐蝕防護部發(fā)生的損傷也可能導致管在比預(yù)期壽命明顯更短的時間內(nèi)被腐蝕進而泄漏或爆裂。另夕卜，這種管的缺點是，在制造時可能隨之產(chǎn)生溶劑排放。用聚合物進行的涂覆在事先沒有鍍鋅的情況下還具有如下缺點:為了施加耐久的腐蝕防護部，管在其制造之后進行噴砂處理或者以適當?shù)男问交瘜W酸洗，或者以其他方式進行復雜的預(yù)處理，這使得所述方法較為復雜并且進而也很昂貴。
[0005]用于在可延展的鑄管上提供腐蝕防護部的第二方法在于:施加水泥砂漿的層，其中，特別是在水泥砂漿與鑄管之間的外側(cè)上還可以施加電化學活性的層。
[0006]盡管所述方法產(chǎn)生了比聚合物覆層的具有明顯更高的機械負載能力的覆層，但是這種方法的缺陷在于:在此所需的層鑒于水泥砂漿的所需的機械穩(wěn)定性還有多孔性而相對較厚，并且例如在應(yīng)用插接套筒連接件時，在管的端部上涂層必須被再次去掉，這又明顯提高了加工花費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，鑒于上述內(nèi)容，所希望的是:提供一種方法，憑借其能夠?qū)⒖裳诱沟蔫T管以起腐蝕防護作用的層來包圍，該層具有比以基于聚合物的方法所實現(xiàn)的情況更佳的機械穩(wěn)定性，而同時又使得該層具有相比于利用當前已知的傳統(tǒng)的水泥砂漿方法的情況下更薄的層。
[0008]在此，令人驚訝地表明:在應(yīng)用基于鈣鋁水泥的以乳膠改性的水泥砂漿時，能夠形成附著在可延展的鑄管上的、起腐蝕防護作用的層，這種層特別在實踐中是無裂紋而且少空隙的，從而這種層能夠以比傳統(tǒng)的水泥砂漿的情況下明顯更低的厚度來涂覆。以基于鈣鋁水泥的、乳膠改性的水泥砂漿為基礎(chǔ)的覆層還表現(xiàn)出在可延展的鑄管表面上(特別是在由于鑄造方法而產(chǎn)生的氧化皮層上)出色的附著能力，從而這種覆層也可以在未經(jīng)其他加工的情況下就能夠施加到可延展的鑄管上并且在那里表現(xiàn)出出色的附著能力?；谌槟z改性的水泥砂漿的覆層還表現(xiàn)出對于鍍鋅表面出色的附著能力。這樣制造的層還表現(xiàn)出出色的機械性能，特別是很高的彈性、抗沖擊性以及抗裂性，從而這種管也很好地耐受(如在敷設(shè)管時所施加的)常見的負荷。另外，已經(jīng)表明:這樣制造的覆層表現(xiàn)出較高的熱穩(wěn)定性并且能夠耐受最高至150°C的溫度。
[0009]最后還要說的是:利用基于鈣鋁水泥的、乳膠改性的水泥砂漿能夠獲得如下的起腐蝕防護作用的覆層，這種覆層足夠薄，使得在不去掉起腐蝕作用的層情況下就能夠與插接套筒一起應(yīng)用，從而這種管在敷設(shè)時也證明能簡單加工。
[0010]由此，本發(fā)明一方面涉及一種如下的可延展的鑄管，這種鑄管在內(nèi)和/或外殼面的至少一部分上具有由乳膠改性的水泥砂漿制成的覆層，其中，乳膠改性的水泥砂漿是基于鈣鋁水泥的水泥砂漿，這種水泥砂漿按照干水泥的質(zhì)量百分數(shù)計，成分如下:
[0011]至少5質(zhì)量％的CaAl2O4
[0012]至少5 質(zhì)量％ 的 Ca3Al2O6
[0013]至少一種無機填料
[0014]必要時，另外一種或多種鋁酸鹽，以及
[0015]必要時，輔料、雜質(zhì)相和非晶態(tài)成分。
[0016]本發(fā)明另一方面涉及一種用于制造被涂覆的可延展的鑄管的方法，這種方法具有如下步驟:
[0017]提供可延展的鑄管，以及
[0018]以乳膠改性的水泥砂漿涂覆可延展的鑄管的內(nèi)和/或外殼面的至少一部分，
[0019]其中，乳膠改性的水泥砂漿是基于鈣鋁水泥的水泥砂漿，這種水泥砂漿按照干水泥的質(zhì)量百分數(shù)計，成分如下:
[0020]至少5質(zhì)量％的CaAl2O4
[0021]至少5 質(zhì)量％ 的 Ca3Al2O6
[0022]至少一種無機填料
[0023]必要時，另外一種或多種鋁酸鹽，以及
[0024]必要時，輔料、雜質(zhì)相和非晶態(tài)成分。
[0025]由此，本發(fā)明另一方面涉及一種將乳膠改性的水泥砂漿用于涂覆可延展的鑄管的用途，其中，乳膠改性的水泥砂漿是基于鈣鋁水泥的水泥砂漿，這種水泥砂漿按照干水泥的質(zhì)量百分數(shù)計，成分如下:
[0026]至少5質(zhì)量％的CaAl2O4
[0027]至少5 質(zhì)量％ 的 Ca3Al206
[0028]至少一種無機填料
[0029]必要時，另外一種或多種鋁酸鹽，以及
[0030]必要時，輔料、雜質(zhì)相和非晶態(tài)成分。
[0031]在用于本發(fā)明的鑄管中，可以是指各種本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的鑄管。在此情況下，可以是指直接鑄造而得的管，還有經(jīng)繼續(xù)加工的管，例如經(jīng)酸洗或噴砂的管，或者是指已設(shè)有電化學活性的層的管。
[0032]“乳膠”這一表達在本發(fā)明范圍內(nèi)表示聚合物顆粒在水中的膠狀懸浮液或分散體。通常，乳膠包含約50質(zhì)量％的、例如呈球形的聚合物顆粒，尺寸范圍在0.01 μ m至約I μπι。用在乳膠中的聚合物可以是彈性體的而且為熱塑性的聚合物，其中，一般優(yōu)選的是彈性體的聚合物。用在乳膠中的聚合物既可以是天然來源的，也可以是合成來源的。針對在本發(fā)明范圍內(nèi)適合用于制造乳膠的聚合物的示例包括如下物質(zhì)(但不限于此):聚丙烯酸酯、基于丁二烯的聚合物和共聚物(諸如苯乙烯-丁二烯共聚物或丁二烯-丙烯酸酯共聚物)、基于苯乙烯的聚合物和共聚物(諸如苯乙烯-丙烯酸酯共聚物)、聚異戊二烯橡膠以及聚氯丁二烯橡膠。在本發(fā)明的一些實施方式中，可以優(yōu)選的是:乳膠是基于聚異戊二烯橡膠或聚氯丁二烯橡膠的乳膠。
[0033]為了制造根據(jù)本發(fā)明所使用的水泥砂漿，所使用的干水泥與乳膠摻混，其中，必要時添入添加物質(zhì)。通常，包含在乳膠中的水實現(xiàn)了水泥砂漿的拌混，但也可行的是:加入額外的水。
[0034]無機填料的表述在本發(fā)明范圍內(nèi)表示如下的顆粒狀無機材料，這種無機材料適合作為用于水泥砂漿的輔料。通常，所述材料是指平均粒徑為500 μ m及更小(優(yōu)選為100 μ m及更小)的細粒材料。但例如也可行的是:填料呈短纖維、例如玻璃纖維或碳纖維(也稱須晶)形式存在。無機填料可以是合成的或天然的材料，例如礦物填料。針對適當填料的示例包括如下物質(zhì)(但不限于此):石英；玄武巖；花崗巖；長石；基于鋁的填料(例如基于氧化鋁或鋁硅酸鹽的填料)；粘土或粘土礦物(例如高嶺土、溫石棉、伊來石、蒙皂石、蛭石、綠泥石、蒙脫石、貝德石(Beidelllit)、綠脫石、皂石或者皂土)；基于硅、鈦或硼的氧化物的填料；以及基于鋯的氧化物及硅酸鹽的填料。在一些實施方式中，可以優(yōu)選的是:無機填料是基于娃(特別是基于S12)的填料?；赟12的填料可以是指基于非晶態(tài)S1 2的填料(例如基于硅藻土的填料)或者是指基于晶態(tài)S12，例如石英。
[0035]基于鈣鋁水泥的水泥砂漿可以是已經(jīng)完成拌混的產(chǎn)品，或者是專門制成的混合物。在一些實施方式中，高鋁水泥作為原料用于在本發(fā)明中使用的基于鈣鋁水泥的水泥砂楽■是有利的。
[0036]相對于上面提到的內(nèi)含物質(zhì)附加地，用于本發(fā)明的水泥砂漿可以具有其他普遍公知的輔助物質(zhì)和附加物質(zhì)。對此的示例包括如下物質(zhì)(但不限于此):即消泡劑、表面活性劑(例如用于使乳膠穩(wěn)定的表面活性劑)、增附劑、起增強作用的纖維或者聚合物和聚合物顆粒。
[0037]為了施加乳膠改性的水泥砂漿，能夠使用各種本領(lǐng)域公知的方法。針對所述方法的示例包括(但不限于此):噴涂方法、鑄造方法(特別是離心鑄造法)以及擠出方法。必要時，接著水泥砂漿的施加步驟的還可以有如下步驟:在該步驟中，可延展的鑄管被至少部分地用無紡布材料帶或者織物帶(特別是聚合物織物帶)纏繞。在一些實施方式中，可以優(yōu)選的是:水泥砂楽通過應(yīng)用寬縫噴嘴的擠出方法來施加。也可以有利的是:水泥砂楽通過噴涂方法來施加，這種噴涂方法被稱為無空氣噴涂法。
[0038]“具有”或者“具有…的”的表述在本發(fā)明中表示開放的列舉，并且除了提到的組分或步驟之外，不排除其他組分或步驟。
[0039]“由…組成”或者“由…組成的”的表述在本發(fā)明中表示封閉的列舉，并且除了提到的組分或步驟之外，排除其他組分或步驟。
[0040]“基本上由…組成”或者“基本上由…組成的”的表述在本發(fā)明中表示部分封閉的列舉，并且表示如下的組成，該組成除了提到的組分之外，僅還具有在物質(zhì)上不改變組成性質(zhì)的或者以物質(zhì)上不改變組成性質(zhì)的數(shù)量存在的其他組分。
[0041]當在本發(fā)明的范圍內(nèi)介紹組成時，用到“具有”或者“具有…的”的表述時，這在表達上包括如下的組成，其由所提到的組分組成或者基本上由所提到的組分組成。