CN107915442A - 一种山区用轻质量化水泥基复合电杆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种输电线路用的电杆，提供了一种山区用轻质量化水泥基复合电杆及其制备方法，水泥基复合电杆由高强纤维混凝土和预应力钢丝与玻璃纤维螺旋筋绑扎成的复合钢筋笼组成，高强纤维混凝土，按重量份计，包括以下组分：普通硅酸盐水泥600~800份、芳纶纤维15~25份、水洗海砂1200~1500份、硅微粉100~200份、高性能减水剂8~12份、水102~160份；所述复合钢筋笼，由φ≥3mm预应力钢丝和φ≥2mm的耐高温玻璃纤维螺旋筋组成；本发明的有益效果是：本发明提供的轻质量化水泥基复合电杆具有高强度、重量轻，重量仅为传统混凝土电杆的1/3~1/2，可由4~8人直接搬运，并在山区等交通不便的地方进行快速安装，特别适合在山区等交通不发达的偏远地区推广使用。

Description

一种山区用轻质量化水泥基复合电杆及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种输电线路用的电杆，提供了一种山区用轻质量化水泥基复合电杆及其制备方法。
背景技术
电杆是电网中不可缺少的设施，电杆一般采用普通混凝土和骨架浇筑而成，混凝土电杆重量大，运输有一定的难度，特别是一些山区，道路状况不佳，大型车辆难以进入，电杆运输存在很大困难。
中国专利库中公开了一种轻质高强陶粒混凝土及混凝土电杆（CN201310353198.7）。轻质高强陶粒混凝土由包括以下质量分配比的原料制成：硅酸盐水泥380~420份；硅灰45~53份；矿渣粉75~85份；粒径为0.16~4.75mm的石粉砂560~620份；粒径为5~20mm的页岩陶粒650~715份；减水率大于30%的高效减水剂2.8~3.4份；水115~126份；聚丙烯纤维0.4~0.6份。混凝土电杆使用上述轻质高强陶粒混凝土均匀分布于钢筋网上制成。本发明轻质高强环形陶粒混凝土电杆，材料来源广泛、大掺量矿物废料；重量轻、抗碳化性好，抗冻融性好、抗压强度高，抗裂强度好。
关于研制强度高、质量轻、方便运输和安装的电杆是一个重要课题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种山区用轻质量化水泥基复合电杆及其制备方法，水泥基复合电杆由高强纤维混凝土和预应力钢丝与玻璃纤维螺旋筋绑扎成的复合钢筋笼组成，高强纤维混凝土，包括以下组分：普通硅酸盐水泥、芳纶纤维、水洗海砂、硅微粉、高性能减水剂、水；所述复合钢筋笼，由φ≥3mm预应力钢丝和φ≥2mm的耐高温玻璃纤维螺旋筋组成。
为了实现上述目的，本发明采用以下方案
根据本发明的第一方面，提供一种山区用轻质量化水泥基复合电杆，由高强纤维混凝土和预应力钢丝与玻璃纤维螺旋筋绑扎成的复合钢筋笼组成，高强纤维混凝土，按重量份计，包括以下组分：普通硅酸盐水泥600~800份，芳纶纤维15~25份、水洗海砂1200~1500份、硅微粉100~200份、高性能减水剂8~12份、水102~160份；所述复合钢筋笼，由φ≥3mm预应力钢丝和φ≥2mm的耐高温玻璃纤维螺旋筋组成。
优选地，所述高强纤维混凝土抗压强度≥130MPa，抗折强度≥15MPa。
优选地，所述水泥基复合电杆壁厚均匀，厚度为15mm~25mm，重量仅为同级别的传统混凝土电杆的1/3~1/2。
优选地，所述水泥基复合电杆的复合钢筋笼，由由φ≥3mm预应力钢丝和φ≥2mm的耐高温玻璃纤维螺旋筋组成，采用玻璃纤维螺旋筋，其重量仅为钢筋的1/4，整个钢筋笼重量比传统预应力钢筋笼轻，钢筋笼厚度为7~10mm。
优选地，所述芳纶纤维长度为6~20mm，强度为3.6Gpa，伸长模量131Gpa，断裂伸长率2.8%-3.5%，具有极高的强度，重量比拉伸是钢丝的5-6倍，模量为钢丝的2-3倍。
优选地，所述水洗海砂为配级砂，氯离子含量≤0.02%，二氧化硅含量≥97%，硫化物及硫酸盐含量≤0.5%，包括细砂（0.16~0.32mm）、中砂（0.32~0.63mm）和粗砂（0.63~1.25mm），所述配级石英砂中粗砂：中砂：细砂比例为（3~5）:(2~3):(1~2)。
优选地，所述高效减水剂为粉末型聚羧酸减水剂，减水率大于等于30%。
根据本发明的第二方面，提供一种山区用轻质量化水泥基复合电杆的制备方法，其包括以下步骤：
A、采用传统离心工艺生产：
（1）按照设计图纸制作复合钢筋笼；
（2）按照高强纤维混凝土的配方称取各组分；
（3）将称取好的各组分粉料加入搅拌机中干拌3min，加入水，混合搅拌3min，缓慢加入芳纶纤维，搅拌5分钟至搅拌均匀；
（4）将上述高强纤维混凝土根据电杆所需用量，精确称量并通过输送泵进行精确布料，采用离心工艺密实成型，静停1~2小时，置于蒸汽养护窑内养护，以每小时12℃的升温速率升温至40±3℃，养护24小时；以每小时降温速度小于15℃降温至不大于室温20℃以内，脱模；再次置于蒸汽养护窑内养护，以每小时12℃的升温速率升温至70±3℃，养护48小时；以每小时降温速度小于15℃降温至不大于室温20℃以内，离开养护窑进行自然养护，并保持表面润湿7天以上。
B、采用新型内外双模立式离心工艺
（1）按照设计图纸制作复合钢筋笼，并置于内模上进行模具装配；
（2）按照高强纤维混凝土的配方称取各组分；
（3）将称取好的各组分粉料加入搅拌机中干拌3min，加入水，混合搅拌3min，缓慢加入芳纶纤维，搅拌5分钟至搅拌均匀；
（4）通过挤压法，将高强纤维混凝土从模具底部挤入，直至布满内外模之间的型腔，密闭，进行立式离心工艺密实成型，静停1~2小时，置于蒸汽养护窑内养护，以每小时12℃的升温速率升温至40±3℃，养护24小时；以每小时降温速度小于15℃降温至不大于室温20℃以内，通过特殊工艺将内模顶出，然后采用同样方式将电杆顶出；再次置于蒸汽养护窑内养护，以每小时12℃的升温速率升温至70±3℃，养护48小时；以每小时降温速度小于15℃降温至不大于室温20℃以内，离开养护窑进行自然养护，并保持表面润湿7天以上。
优选地，所述一种山区用轻质量化水泥基复合电杆的制备方法，采用新型内外双模立式离心工艺
（1）按照设计图纸制作复合钢筋笼，并置于内模上进行模具装配；
（2）按照高强纤维混凝土的配方称取各组分；
（3）将称取好的各组分粉料加入搅拌机中干拌3min，加入水，混合搅拌3min，缓慢加入芳纶纤维，搅拌5分钟至搅拌均匀；
（4）通过挤压法，将高强纤维混凝土从模具底部挤入，直至布满内外模之间的型腔，密闭，进行立式离心工艺密实成型，静停1~2小时，置于蒸汽养护窑内养护，以每小时12℃的升温速率升温至40±3℃，养护24小时；以每小时降温速度小于15℃降温至不大于室温20℃以内，通过特殊工艺将内模顶出，然后采用同样方式将电杆顶出；再次置于蒸汽养护窑内养护，以每小时12℃的升温速率升温至70±3℃，养护48小时；以每小时降温速度小于15℃降温至不大于室温20℃以内，离开养护窑进行自然养护，并保持表面润湿7天以上。
本发明的有益效果是：本发明提供的轻质量化水泥基复合电杆具有高强度、重量轻，重量仅为传统混凝土电杆的1/3~1/2，可由4~8人直接搬运，并在山区等交通不便的地方进行快速安装，特别适合在山区等交通不发达的偏远地区推广使用。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本申请中的技术方案，下面将结合实施例来对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
实施例1
一种山区用轻质量化水泥基复合电杆，由高强纤维混凝土和预应力钢丝与玻璃纤维螺旋筋绑扎成的复合钢筋笼组成，高强纤维混凝土，按重量份计，包括以下组分：普通硅酸盐水泥600份，芳纶纤维15份、水洗海砂1200份、硅微粉100份、高性能减水剂8份、水102份；所述复合钢筋笼，由φ为3mm的预应力钢丝和φ为2mm的耐高温玻璃纤维螺旋筋组成。。
该轻质量化水泥基复合电杆的制备方法如下：
（1）按照设计图纸制作复合钢筋笼；
（2）按照高强纤维混凝土的配方称取各组分；
（3）将称取好的各组分粉料加入搅拌机中干拌3min，加入水，混合搅拌3min，缓慢加入芳纶纤维，搅拌5分钟至搅拌均匀；
（4）将上述高强纤维混凝土根据电杆所需用量，精确称量并通过输送泵进行精确布料，采用离心工艺密实成型，静停2小时，置于蒸汽养护窑内养护，以每小时12℃的升温速率升温至40±3℃，养护24小时；以每小时降温速度12℃降温至30℃，脱模；再次置于蒸汽养护窑内养护，以每小时12℃的升温速率升温至70±3℃，养护48小时；以每小时降温速度12℃降温至30℃，离开养护窑进行自然养护，并保持表面润湿7天以上。
实施例2
一种山区用轻质量化水泥基复合电杆，由高强纤维混凝土和预应力钢丝与玻璃纤维螺旋筋绑扎成的复合钢筋笼组成，高强纤维混凝土，按重量份计，包括以下组分：普通硅酸盐水泥800份，芳纶纤维25份、水洗海砂1500份、硅微粉200份、高性能减水剂12份、水160份；所述复合钢筋笼，由φ为4mm的预应力钢丝和φ为3mm的耐高温玻璃纤维螺旋筋组成。
该轻质量化水泥基复合电杆的制备方法如下：
（1）按照设计图纸制作复合钢筋笼，并置于内模上进行模具装配；
（2）按照高强纤维混凝土的配方称取各组分；
（3）将称取好的各组分粉料加入搅拌机中干拌3min，加入水，混合搅拌3min，缓慢加入芳纶纤维，搅拌5分钟至搅拌均匀；
（4）通过挤压法，将高强纤维混凝土从模具底部挤入，直至布满内外模之间的型腔，密闭，进行立式离心工艺密实成型，静停1.5小时，置于蒸汽养护窑内养护，以每小时12℃的升温速率升温至40±3℃，养护24小时；以每小时降温速度14℃降温至32℃，通过特殊工艺将内模顶出，然后采用同样方式将电杆顶出；再次置于蒸汽养护窑内养护，以每小时12℃的升温速率升温至70±3℃，养护48小时；以每小时降温速度14℃降温至32℃，离开养护窑进行自然养护，并保持表面润湿7天以上。
实施例3
一种山区用轻质量化水泥基复合电杆，由高强纤维混凝土和预应力钢丝与玻璃纤维螺旋筋绑扎成的复合钢筋笼组成，高强纤维混凝土，按重量份计，包括以下组分：普通硅酸盐水泥700份，芳纶纤维20份、水洗海砂1350份、硅微粉150份、高性能减水剂10份、水130份；所述复合钢筋笼，由φ为5的mm的预应力钢丝和φ为4mm的耐高温玻璃纤维螺旋筋组成。
该轻质量化水泥基复合电杆的制备方法如下：
（1）按照设计图纸制作复合钢筋笼，并置于内模上进行模具装配；
（2）按照高强纤维混凝土的配方称取各组分；
（3）将称取好的各组分粉料加入搅拌机中干拌3min，加入水，混合搅拌3min，缓慢加入芳纶纤维，搅拌5分钟至搅拌均匀；
（4）通过挤压法，将高强纤维混凝土从模具底部挤入，直至布满内外模之间的型腔，密闭，进行立式离心工艺密实成型，静停1.8小时，置于蒸汽养护窑内养护，以每小时12℃的升温速率升温至40±3℃，养护24小时；以每小时降温速度13℃降温至28℃，通过特殊工艺将内模顶出，然后采用同样方式将电杆顶出；再次置于蒸汽养护窑内养护，以每小时12℃的升温速率升温至70±3℃，养护48小时；以每小时降温速度13℃降温至28℃，离开养护窑进行自然养护，并保持表面润湿7天以上。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种山区用轻质量化水泥基复合电杆，其特征在于：所述水泥基复合电杆由高强纤维混凝土和预应力钢丝与玻璃纤维螺旋筋绑扎成的复合钢筋笼组成，高强纤维混凝土，按重量份计，包括以下组分：普通硅酸盐水泥600~800份，芳纶纤维15~25份、水洗海砂1200~1500份、硅微粉100~200份、高性能减水剂8~12份、水102~160份；所述复合钢筋笼，由φ≥3mm预应力钢丝和φ≥2mm的耐高温玻璃纤维螺旋筋组成。
2.如权利要求1所述的水泥基复合电杆，其特征在于，所述高强纤维混凝土抗压强度≥130MPa，抗折强度≥15MPa。
3.如权利要求1所述的水泥基复合电杆，其特征在于，所述水泥基复合电杆壁厚均匀，厚度为15mm~25mm，重量仅为同级别的传统混凝土电杆的1/3~1/2。
4.如权利要求1所述的水泥基复合电杆，其特征在于，所述水泥基复合电杆的复合钢筋笼，由由φ≥3mm预应力钢丝和φ≥2mm的耐高温玻璃纤维螺旋筋组成，采用玻璃纤维螺旋筋，其重量仅为钢筋的1/4，整个钢筋笼重量比传统预应力钢筋笼轻，钢筋笼厚度为7~10mm。
5.如权利要求1所述的水泥基复合电杆，其特征在于，所述芳纶纤维长度为6~20mm，强度为3.6Gpa，伸长模量131Gpa，断裂伸长率2.8%-3.5%，具有极高的强度，重量比拉伸是钢丝的5-6倍，模量为钢丝的2-3倍。
6.如权利要求1所述的水泥基复合电杆，其特征在于，所述水洗海砂为配级砂，氯离子含量≤0.02%，二氧化硅含量≥97%，硫化物及硫酸盐含量≤0.5%，包括细砂（0.16~0.32mm）、中砂（0.32~0.63mm）和粗砂（0.63~1.25mm），所述配级石英砂中粗砂：中砂：细砂比例为（3~5）:(2~3):(1~2)。
7.一种山区用轻质量化水泥基复合电杆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、采用传统离心工艺生产：
（1）按照设计图纸制作复合钢筋笼；
（2）按照高强纤维混凝土的配方称取各组分；
（3）将称取好的各组分粉料加入搅拌机中干拌3min，加入水，混合搅拌3min，缓慢加入芳纶纤维，搅拌5分钟至搅拌均匀；
（4）将上述高强纤维混凝土根据电杆所需用量，精确称量并通过输送泵进行精确布料，采用离心工艺密实成型，静停1~2小时，置于蒸汽养护窑内养护，以每小时12℃的升温速率升温至40±3℃，养护24小时；以每小时降温速度小于15℃降温至不大于室温20℃以内，脱模；再次置于蒸汽养护窑内养护，以每小时12℃的升温速率升温至70±3℃，养护48小时；以每小时降温速度小于15℃降温至不大于室温20℃以内，离开养护窑进行自然养护，并保持表面润湿7天以上；
B、采用新型内外双模立式离心工艺
（1）按照设计图纸制作复合钢筋笼，并置于内模上进行模具装配；
（2）按照高强纤维混凝土的配方称取各组分；
（3）将称取好的各组分粉料加入搅拌机中干拌3min，加入水，混合搅拌3min，缓慢加入芳纶纤维，搅拌5分钟至搅拌均匀；
（4）通过挤压法，将高强纤维混凝土从模具底部挤入，直至布满内外模之间的型腔，密闭，进行立式离心工艺密实成型，静停1~2小时，置于蒸汽养护窑内养护，以每小时12℃的升温速率升温至40±3℃，养护24小时；以每小时降温速度小于15℃降温至不大于室温20℃以内，通过特殊工艺将内模顶出，然后采用同样方式将电杆顶出；再次置于蒸汽养护窑内养护，以每小时12℃的升温速率升温至70±3℃，养护48小时；以每小时降温速度小于15℃降温至不大于室温20℃以内，离开养护窑进行自然养护，并保持表面润湿7天以上。
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