玻璃钢夹砂管道夹砂层主要是由高达90%颗粒增强材料石英砂填料和树脂复合而成,其主要作用是能承受截面剪力,同时能与结构层(承载层)完好地粘结在一起,使管壁结构能发挥整体作用,从而增加玻璃钢管道的刚度,提高玻璃钢管道抵抗变形的能力,同时降低玻璃钢管道的成本。 原有的夹砂层增强材料石英砂填料集料级配偏细,导致石英砂表面积大,树脂浸透困难,需要的树脂量也较多,成本难以降下来。 (1) 为了改善这种状况,使粗集料(4mm～0.707mm)能够形成骨架结构,本课题通过振实试验和容重方法研究了不同粒径粗集料混合后的空隙率。并以此为基础,确定了粗集料的级配,使振实后的粗集料能够达到最大的密实度,同时应用理论计算对试验结果进行验证通过振实试验和容重方法研究了不同粒径粗集料混合后的空隙率。并以此为基础,确定了粗集料的级配,使振实后的粗集料能够达到最大的密实度,同时应用理论计算对试验结果进行验证; (2) 利用数学建模及间断级配实验,找出粗集料与细集料的合理配比: (3) 研究了颗粒/树脂复合材料的增强增韧机理、石英砂抗开裂机理;根据浸润机理,对石英砂集料级配实验给出一定的理论基础,对其降低树脂含量的可能性做出了分析,给出了配比的依据和原则; (4) 通过树脂石英砂浇铸体的力学性能测试,获得树脂石英砂浇铸体的力学性能与石英砂颗粒粗细合理配比的关系,找到较优级配,保证夹砂层强度不降低。 结论:对颗粒增强复合材料(树脂和石英砂复合材料)进行了集料级配研究,并通过实验来观测树脂夹砂层试样在不同级配下的表面状况及其力学性能。结果表明:选择颗粒较大石英砂和颗粒较小石英砂作适当配比,能够得到较优级配方案,使树脂含量从原有的20～25%降低到12～14%,从而降低成本,提高经济效益,同时保证夹砂层弯曲强度不降低。