一种超高性能混凝土电杆及其生产方法技术

本发明专利技术涉及混凝土电杆技术领域，具体涉及一种超高性能混凝土电杆及其生产方法，包括以下重量份数的原料：水泥700～900份；S95磨细矿渣粉200～300份；硅灰50～100份；机制砂800～1000份；辉绿岩碎石500～750份；高效减水剂20～35份；水140～160份；聚丙烯纤维1.2～4份。该方法采用卧式离心成型的方式，使超高性能混凝土电杆一次离心成型，工艺简易流畅，效率高，制备得到的电杆强度高、重量轻，具有高抗压、抗弯曲、高耐久性、耐疲劳性、耐冲磨、耐化学腐蚀等特点，抗渗，绝缘性能好，整体刚度好受力挠度变形小。

【技术实现步骤摘要】
一种超高性能混凝土电杆及其生产方法
本专利技术涉及混凝土电杆
，具体涉及一种超高性能混凝土电杆及其生产方法。
技术介绍
电杆是电输送的桥梁，让电运输到各个地方，是电网中不可缺少的设施，在电网改造和移动通讯建设中具有重要应用。传统的电杆为木制电杆，由于木制电杆寿命较短、强度不够且材料越来越稀缺，而逐渐被混凝土电杆和铁质电杆所取代。钢筋混凝土结构的电杆，其造价低廉、施工及安装技术成熟，在国内各电压等级的输电线路上被广泛采用。但是，配置有钢筋骨架的普通混凝土电线杆存在一定的局限性：(1)混凝土为脆性材料，抗拉强度低，容易开裂变形，耐久性差、抵御自然灾害能力差；(2)混凝土单位密度承载力低，混凝土电杆自重较大，不利于运输、施工；(3)在自然环境下，混凝土内部钢筋易腐蚀，缩短使用寿命，特别是盐、碱腐蚀严重地区以及酸雾重度地区，且在施工中运输及组立安装困难。目前，我国大多数电线杆多为配置有钢筋骨架的普通混凝土制成，少部分采用木制电线杆，并开始逐步采用超高性能混凝土的电杆。超高性能混凝土，简称UHPC(Ultra-HighPerformanceConcrete)，是一种具有比普通混凝土强度更高、韧性更优、耐久性更好的新型水泥基复合材料，它解决了结构工程向高度更高、跨度更大、荷载更重的方向发展的要求，同时适应了时代发展的要求，使混凝土性能得到了更大的提升，是过去三十年中最具创造性的水泥基工程材料，实现工程材料性能的大跨越。我国从20世纪70年代就已经开始研究超高强混凝土，超高性能混凝土（UHPC）作为一种新型高性能混凝土具有超高的力学性能和优异的耐久性能。与普通混凝土相比，超高性能混凝具有一系列优越的物理和力学性质：(1)强度和重量的比值增大，这是超高性能混凝土具有优越经济性的重要标志，也是它具有广阔应用发展前景的重要标志；(2)具有较高的抗拉、抗弯极限强度；(3)具有卓越的抗冲击性能，与普通混凝土相比，超高性能混凝土的冲击韧性指标可以提高50～100倍，甚至更高，因此，超高性能混凝土用于承受冲击荷载、疲劳荷载的结构，其优越性十分明显；(4)变形性能明显改善，超高性能混凝土的抗拉弹性模量提高较多，超高性能混凝土的收缩率也降低10％～30％；(5)抗裂和抗疲劳性能显著提高，由于纤维在混凝土中的阻裂机制，超高性能混凝土比普通混凝土具有更好的软化后性能和抗裂疲劳性能；(6)具有优良的抗剪性能，超高性能混凝土中的钢纤维在梁的受力过程中可以降低腹板的剪切变形，并有效地控制剪切裂纹的开展，提高腹板的抗剪强度。超高性能混凝土中钢纤维的掺入在很大程度上提高了混凝土的延性，由于超高性能混凝土的使用使得混凝土电杆具有极其广阔的发展前景。但钢纤维在沿海地区以及污染严重的环境下会发生腐蚀，从而会进一步导致混凝土电杆内部钢筋的腐蚀，严重影响混凝土电杆的使用寿命和承载能力。而且由于钢纤维的密度较大，电杆的离心成型过程中，钢纤维逐渐向电杆的外层迁移，导致电杆内部成分不均匀，使得电杆的力学性能大大降低，强度低、稳定性差。据了解，目前市场上生产超高性能混凝土电杆的厂家不多，有些厂家在生产时采用立式振动成型的方式，此成型方式要求电杆模具配套外钢模和内芯锥形模使用，增加电杆装模和脱模难度，工艺复杂，难度加大；除模具使用繁杂外，还要求厂房高度（约30米）来适合钢模由横向翻转竖向（梢部在上，根部在底）进行灌料，灌料振实之后还需要竖立静停6小时左右才可以把竖向钢模翻转横向之后放入蒸养池蒸养；从振动成型到蒸养阶段，增加大量的人力和物力的投入，严重影响生产效率，导致成本增高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足而提供的一种超高性能混凝土电杆及其生产方法，该方法采用卧式离心成型的方式，使超高性能混凝土电杆一次离心成型，工艺简易流畅，效率高，而且本专利技术采用聚丙烯纤维作为原料，能有效的避免了钢纤维所带来的易腐蚀等不足，制备得到的电杆强度高、重量轻，耐腐蚀，耐久性、抗渗，绝缘性能好，整体刚度好受力挠度变形小。为实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种超高性能混凝土电杆，包括以下重量份数的原料：水泥700～900份；S95磨细矿渣粉200～300份；硅灰50～100份；机制砂800～1000份；辉绿岩碎石500～750份；高效减水剂20～35份；水140～160份；聚丙烯纤维1.2～4份。上述的超高性能混凝土电杆中，所用的各原料的性能要求如下：1）所用的水泥为P.O52.5普通硅酸盐水泥，符合GB175《通用硅酸盐水泥》的规定。2）S95磨细矿渣粉：比表面积400m2/kg～500m2/kg。矿渣是钢铁厂的废渣，将其利用起来可以变废为宝，利于环保。混凝土掺入磨细矿渣粉可改善混凝土中的孔结构，使孔径得以细化和均化，提高混凝土的抗渗性、抗冻融性和耐久性。3）硅灰：SiO2含量＞90%，烧失量＜5%，比表面积大于20×103m2/kg。4）机制砂：采用中粗砂，细度模数2.6～3.1，满足GB/T14684《建设用砂》机制砂2区要求。使用机制砂替代天然河沙或石英砂，除降低成本外，也可减少因河沙开采对河床结构的破坏，保护自然环境。5）辉绿岩碎石：碎石粒径3-6mm，压碎指标值≤5%。在超高性能混凝土电杆生产中，相对于用细砂或石英砂等无粗骨料的超高性能混凝土，加入粗骨料拌制超高性能混凝土不仅降低材料的消耗，更有利于电杆离心成型，并减少电杆离心后余浆量的排放。电杆生产总体成本相对较低。6）高效减水剂：聚羧酸高效减水剂，减水率不低于25%，含气量不大于6%。7）水：采用饮用水，水质应符合JGJ63的规定。8）聚丙烯纤维：纤维直径0.018～0.048mm，长度12～18mm，其抗拉强度不低于556MPa。所述的超高性能混凝土电杆的生产方法，包括以下步骤：(1)钢材检验：主筋钢材采用φH4.8～φH12螺旋肋高强钢丝或HRB400螺纹钢；箍筋采用φ6～φ10Q235线材或冷拔钢丝；螺旋筋采用φ3～6mm冷拔钢丝或线材；钢板圈采用δ=6～16mm的Q235B或Q345钢板；接地母、脚钉母采用Q235圆钢；(2)骨架制作:按电杆图纸要求制作钢筋骨架，钢筋下料前，清除浮锈及油污，其中预应力钢丝下料长度相对误差不大于钢筋长度的1.5/10000；(3)超高性能混凝土的制备：①按原料配比，在搅拌称量系统内设置好的配方参数进行自动称量各配方材料用量，聚丙烯纤维则人工称量准备好；②将准备好的水泥、S95磨细矿渣粉、硅灰、机制砂和辉绿岩碎石加入搅拌机进行搅拌1～2min，后加入聚丙烯纤维继续搅拌均匀；③聚丙烯纤维均匀分散后加入配方量的水和高效减水剂进行搅拌至混凝土具流动性；（注：聚丙烯纤维须在加水和减水剂之前加入混合干料搅拌均匀，有利于聚丙烯纤维快速分散均匀，提高搅拌效率。）④将搅拌均匀的拌合物倒运至电杆喂料设备，准备进行电杆泵送喂料；泵送要求混凝土坍落度为100-200mm，每班组要求制作3组试块用于脱模、7天和28天强度检测；...

【技术保护点】
1.一种超高性能混凝土电杆，其特征在于，包括以下重量份数的原料：/n水泥 700～900份；S95磨细矿渣粉200～300份；硅灰50～100份； 机制砂 800～1000份；辉绿岩碎石 500～750份；高效减水剂 20～35份；水 140～160份；聚丙烯纤维 1.2～4份。/n

【技术特征摘要】
1.一种超高性能混凝土电杆，其特征在于，包括以下重量份数的原料：
水泥700～900份；S95磨细矿渣粉200～300份；硅灰50～100份；机制砂800～1000份；辉绿岩碎石500～750份；高效减水剂20～35份；水140～160份；聚丙烯纤维1.2～4份。


2.根据权利要求1所述的超高性能混凝土电杆，其特征在于，所述的水泥为P.052.5普通硅酸盐水泥，所述的S95磨细矿渣粉的比表面积为400m2/kg～500m2/kg。


3.根据权利要求1所述的超高性能混凝土电杆，其特征在于，所述的硅灰为SiO2含量＞90%，烧失量＜5%，比表面积大于20×103m2/kg的硅灰。


4.根据权利要求1所述的超高性能混凝土电杆，其特征在于，所述的机制砂采用中粗砂，细度模数2.6～3.1，满足GB/T14684《建设用砂》机制砂2区要求。


5.根据权利要求1所述的超高性能混凝土电杆，其特征在于，所述的辉绿岩碎石的粒径为3-6mm，压碎指标值≤5%。


6.根据权利要求1所述的超高性能混凝土电杆，其特征在于，所述的高效减水剂为聚羧酸高效减水剂，减水率不低于25%，含气量不大于6%。


7.根据权利要求1所述的超高性能混凝土电杆，其特征在于，所述的聚丙烯纤维的纤维直径为0.018～0.048mm，长度12～18mm，其抗拉强度不低于556MPa。


8.根据权利要求1所述的超高性能混凝土电杆的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)钢材检验：主筋钢材采用φH4.8～φH12螺旋肋高强钢丝或HRB400螺纹钢；箍筋采用φ6～φ10Q235线材或冷拔钢丝；螺旋筋采用φ3～6mm冷拔钢丝或线材；钢板圈采用δ=6～16mm的Q235B或Q345钢板；接地母、脚钉母采用Q235圆钢；
(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄家德，陆川，赵磊，覃元雷，韦国成，朱鹏，杨秉鑫，蒙克宾，廖斌，杨周，
申请(专利权)人：广西电力线路器材厂有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广西;45