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1、10申请公布号CN103225439A43申请公布日20130731CN103225439ACN103225439A21申请号201310048637322申请日20130207E04H12/12200601C04B28/04200601B28B21/3220060171申请人黄贺明地址511600广东省清远市佛冈县振兴中路318号公路大厦三楼72发明人黄贺明刘福财74专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102代理人邱奕才54发明名称一种绿色环保混凝土电杆57摘要本发明输电设备领域,具体涉及一种混凝土电杆,该电杆由混凝土均匀分布于钢筋网上制成,所述混凝土由如下质量分配比的原料制成平均粒。
2、径3060M的低碱硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥480550份;平均粒径018M、SIO2含量85的硅灰120140份;平均粒径1020M的级粉煤灰80110份;平均粒径1030M的S95级以上矿渣粉110140份;粒径为016163MM的石英砂510550份;粒径为514MM的石子860920份;减水率大于30的复合高效减水剂1418份;阻锈剂712份;水120140份;直径为018025MM、长度为1015MM的镀铜钢纤维70110份;聚丙烯纤维0815份;所述钢筋网由直径48MM107MM的预应力钢丝做主筋,直径30MM50MM的高强冷拔丝做环向结构筋编制而成。51INTCL权利要求书2页说。
3、明书10页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书10页10申请公布号CN103225439ACN103225439A1/2页21一种绿色环保混凝土电杆,由混凝土均匀分布于钢筋网上制成,其特征在于所述混凝土由如下质量分配比的原料制成平均粒径3060M的425等级低碱硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥480550份;平均粒径018M、SIO2含量85的硅灰120140份;平均粒径1020M的级粉煤灰80110份;平均粒径1030M的S95级以上矿渣粉110140份;粒径为016163MM的石英砂510550份;粒径为514MM的石子860920份;减水率大于30的复合高效减水。
4、剂1418份;阻锈剂712份;水120140份;直径为018025MM、长度为1015MM的镀铜钢纤维70110份;聚丙烯纤维0815份;所述钢筋网由直径48MM107MM的预应力钢丝做主筋,直径30MM50MM的高强冷拔丝做环向结构筋编制而成。2如权利要求1所述的混凝土电杆,其特征在于所述混凝土由如下质量分配比的原料制成平均粒径3060M的425等级低碱硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥500520份;平均粒径018M、SIO2含量85的硅灰125135份;平均粒径1020M的级粉煤灰90100份;平均粒径1030M的S95级以上矿渣粉120130份;粒径为016163MM的石英砂520530份;粒。
5、径为514MM的石子880900份;减水率大于30的复合高效减水剂155165份;阻锈剂910份;水125135份;直径为018025MM、长度为1015MM的镀铜钢纤维8595份;聚丙烯纤维1112份。3如权利要求1或2所述的混凝土电杆,其特征在于所述粉煤灰中的氧化钙含量为10。4如权利要求1或2所述的混凝土电杆,其特征在于所述石子的压碎指标小于10、针片状含量小于5、含泥量小于05。5如权利要求1或2所述的混凝土电杆,其特征在于所述钢筋网含有厚度为1015MM的保护层。6如权利要求1或2所述的混凝土电杆,其特征在于距离所述电杆两端15M以内的环向的高强冷拔丝的间距为3050毫米,其余段环向。
6、的高强冷拔丝的间距为100150毫米。7如权利要求1或2所述的混凝土电杆,其特征在于所述电杆的壁厚为3060毫米,结构为刚性体,电杆锥度为1/851/65,电杆长度为720米。8权利要求1所述混凝土电杆的制备方法,其特征在于包括以下步骤权利要求书CN103225439A2/2页3(1)将镀铜钢纤维、聚丙烯纤维和石英砂加入搅拌机搅拌23分钟至分散均匀;(2)向搅拌机中加入水泥、硅灰、粉煤灰及矿渣粉继续搅拌12分钟至均匀备用;(3)向上述备用材料中依次加入阻锈剂、复合减水剂和水继续搅拌23分钟至分散均匀;(4)加入石子搅拌12分钟后得到绿色碎石活性粉末混凝土;(5)将上述混凝土通过布料机均匀分布在。
7、装有钢筋网的电杆模具内,经过张拉工艺后,采用离心工艺密实成型,经过红外线养护后获得绿色环保混凝土电杆。9如权利要求8所述的制备方法,其特征在于所述离心工艺为转速120180RPM旋转12分钟,转速190300RPM旋转12分钟,转速290410RPM旋转45分钟,转速420650RPM旋转34分钟。10如权利要求8所述的制备方法,其特征在于所述远红外线养护为静停12小时后放入红外线养护窑中,养护温度为905,养护57小时。权利要求书CN103225439A1/10页4一种绿色环保混凝土电杆技术领域0001本发明涉及输电设备领域,具体涉及一种混凝土电杆。背景技术0002RPC(活性粉末混凝土)是。
8、由法国等西方国家在二十世纪90年代初开发出的一种超高强度、高韧性、高耐久性、体积稳定的新型混凝土材料,该材料现国外主要应用推广级别为200MPA级,性能抗压指标可达130200MPA,抗折强度可达1650MPA,弹性模量在45GPA以上,抗渗性能一般在P30以上,28天碳化检测为0,电通量小于40库伦。在国内RPC材料现已经在不断研究和发展,主要使用在铁路工程、桥梁预制上,在输电用混凝土电杆工程行业应用还是空白。目前输电混凝土电杆主要使用的是普通混凝土制作的预应力电杆、部分预应力电杆及普通混凝土电杆,电杆抗酸碱盐腐蚀性差、抗冻融性差、混凝土脆性大、温差大易产生收缩裂纹、自重大,运输施工费用高等。
9、缺点限制行业进一步发展。发明内容0003本发明的目的在于克服现有混凝土电杆的缺陷,提供一种绿色环保混凝土电杆,其具有超高强度、高抗裂性能、高耐久性、高抗渗性、低脆性,产品的配筋独特、工艺过程无废浆排除、同时采用独特远红外线养护,其性能满足在各种输电领域工程的应用。0004上述目的是通过以下技术手段加以实现的一种绿色环保混凝土电杆,由混凝土均匀分布于钢筋网上制成,所述混凝土由如下质量分配比的原料制成平均粒径3060M的425等级低碱硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥480550份;平均粒径018M、SIO2含量85的硅灰120140份;平均粒径1020M的级粉煤灰80110份;平均粒径1030M的S95。
10、级以上矿渣粉110140份;粒径为016163MM的石英砂510550份;粒径为514MM的石子860920份;减水率大于30的复合高效减水剂1418份;阻锈剂712份;水120140份;直径为018025MM、长度为1015MM的镀铜钢纤维70110份;聚丙烯纤维0815份;所述钢筋网由直径48MM107MM的预应力钢丝做主筋,直径30MM50MM的高强冷拔丝做环向结构筋编制而成。0005上述混凝土更优选由如下质量分配比的原料制成平均粒径3060M的425等级低碱硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥500520份;平均粒径018M、SIO2含量85的硅灰125135份;说明书CN103225439A2。
11、/10页5平均粒径1020M的级粉煤灰90100份;平均粒径1030M的S95级以上矿渣粉120130份;粒径为016163MM的石英砂520530份;粒径为514MM的石子880900份;减水率大于30的复合高效减水剂155165份;阻锈剂910份;水125135份;直径为018025MM、长度为1015MM的镀铜钢纤维8595份;聚丙烯纤维1112份。0006在本发明的混凝土配方中,采用了环保型碎石粉末混凝土材料,大幅度提高了产品的力学指标性能、改善了原有普通混凝土脆性和提高了混凝土耐久性性能,塌落度为58CM,确保电杆对各种环境和气候的适应性更好,使其应用范围更广泛。0007优选地,所述。
12、粉煤灰中的氧化钙含量为10。优选地,所述石子的压碎指标小于10、针片状含量小于5、含泥量小于05,且为连续级配一类石子。0008优选地,所述复合高效减水剂的主要成分为消泡剂、增效剂和高效减水剂;所述阻锈剂为三乙醇胺硼酸酯和有机硅类复合阻锈剂。0009优选地,所述钢筋网含有厚度为1015MM的保护层。0010优选地,距离所述电杆两端15M以内的环向的高强冷拔丝的间距为3050毫米,其余段环向的高强冷拔丝的间距为100150毫米。对受力点进行重点配筋大大提升了结构受力效果,减少2030的钢筋用量,节约大量钢材。0011上述电杆的壁厚为3060毫米,结构为刚性体,电杆锥度为1/851/65,电杆长度。
13、为720米。上述设计优化了外形结构设计,大幅度减轻了产品的自重,其自重为普通混凝土电杆自重的2/33/4,降低了运输、搬运等了施工成本。0012本发明还提供上述混凝土电杆的制备方法,包括以下步骤(1)将镀铜钢纤维、聚丙烯纤维和石英砂加入搅拌机搅拌23分钟至分散均匀;(2)向搅拌机中加入水泥、硅灰、粉煤灰及矿渣粉继续搅拌12分钟至均匀备用;(3)向上述备用材料中依次加入阻锈剂、复合减水剂和水继续搅拌23分钟至分散均匀(搅拌过程中的水依据实际工作度58CM的需要可以适当微调);(4)加入石子搅拌12分钟后得到绿色碎石活性粉末混凝土;(5)将上述混凝土通过布料机均匀分布在装有钢筋网的电杆模具内,经过。
14、张拉工艺后,采用离心工艺密实成型,经过远红外线养护后获得绿色环保混凝土电杆。0013优选地,上述离心工艺具体为低速旋转(转速120180RPM)12分钟,中低速旋转(转速190300RPM)12分钟,中速旋转(转速290410RPM)45分钟,高速旋转(转速420650RPM)34分钟。采用离心工艺生产,生产过程中不再有废浆、废液产生,产品更加环保。0014优选地,上述远红外线养护为静停12小时后放入红外线养护窑中,养护温度为905,养护57小时。0015与现有技术相比,本发明有以下有益效果(1)上述配方和制备过程制备的绿色环保混凝土电杆,混凝土抗压强度可达说明书CN103225439A3/1。
15、0页6100150MPA,抗折强度可达1625MPA,弹性模量在45GPA以上,抗渗性能在P30以上,28天碳化检测为0,电通量小于40库伦,抗冻融600次循环无重量损失,耐化学腐蚀性好,整体技术指标是普通混凝土产品的两倍到三倍,部分预应力电杆抗弯矩可达到500KNM,耐久性能设计可达100年且适用于各种特殊地质和气候,特别适合在海洋地区、内陆盐渍土、高寒地带、道路盐份高浓区,酸雨多发区等环境中使用低高压输电工程;(2)整体电杆重量是普通混凝土类电杆的2/33/4,重量大幅降低、节约大量材料,对电杆结构配筋网内部配筋结构设计进行了优化,对环向受力点集中配筋,在保证力学性能的基础上减少了钢筋含量。
16、的使用;(3)混凝土配方中采用了大量硅灰、矿粉和粉煤灰工业废渣粉,大大降低了制作产品的成本,并且离心工艺生产过程中,不再有废浆废液排除,节约了废液、废渣等污染处理费用;(4)本发明使普通部分预应力电杆和预应力电杆的使用范围增大,可做普通电杆、部分预应力电杆、预应力电杆,适用于低压农村电网、铁路电网,也适于用500KV以下高压电网,可取代铁塔。具体实施方式0016以下结合实施例对本发明的技术方案做进一步描述。所述材料性能由19015M100KNM部分预应力电杆测定。0017实施例1按照如下比例配备混凝土原材料平均粒径3060M的低碱硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥510份;平均粒径018M、SIO2含。
17、量85的硅灰130份;平均粒径1020M的级粉煤灰95份(氧化钙钙含量10);平均粒径1030M的S95级以上矿渣粉125份;粒径为016163MM的石英砂525份;粒径为514MM的石子890份(压碎指标小于10,针片状含量小于5,含泥量小于05);减水率大于30的复合高效减水剂16份;阻锈剂9份;水130份;直径为018025MM、长度为1015MM的镀铜钢纤维90份;聚丙烯纤维12份;钢筋网由直径107MM的预应力PC钢棒做主筋,直径40MM的高强冷拔丝钢筋做环向结构筋编制而成,保护层厚度12MM,电杆两端一米五内环向钢筋冷拔丝的间距为40毫米,其余段间距采用120毫米,混凝土壁厚60M。
18、M。0018上述原材料配备完成后按照如下步骤进行制备及加工(1)将配方限定的镀铜钢纤维、聚丙烯纤维和石英砂加入搅拌机搅拌23分钟进行分散均匀;(2)再向搅拌机中加入配方限定的水泥、硅灰、粉煤灰及矿渣粉继续搅拌12分钟至均说明书CN103225439A4/10页7匀备用;(3)向上述搅拌备用材料中依次加入阻锈剂,复合减水剂和水继续搅拌23分钟至分散均匀;(4)最后加入石子搅拌12分钟后得到绿色碎石活性粉末混凝土(制备过程中的水依据实际工作度5CM8CM的需要可以适当微调);(5)通过布料机将上述混凝土均匀分布在装有钢筋网的电杆模具内,经过张拉工艺后开始离心。张拉工艺如下张拉机头中心对准钢模轴心后。
19、开始张拉。张拉控制应力CON等于1065MPA;离心工艺如下低速旋转(转速160RPM)2分钟,中低速旋转(转速280RPM)15分钟,中速旋转(转速390RPM)4分钟,高速旋转(转速580RPM)3分钟;经过离心后自然静停12小时,放入远红外线养护窑、池中进行养护。在远红外线养护窑、池中养护温度为905,恒温57小时即可得到产品。0019本实施例制备的混凝土电杆性能如下混凝土抗压强度145MPA混凝土抗折强度168MPA混凝土弹性模量461GPA混凝土抗渗性能P30,P30等级无渗水高度混凝土抗碳化性28天碳化检测深度为0MM混凝土电通量0291012M2/S混凝土抗冻融性600次冻融循环。
20、无质量损失混凝土塌落度7CM,生产工作度成型较好,生产无废浆体排除电杆抗弯矩检测值200KNM,是普通部分预应力电杆设计标准值的2倍抗裂检验R0CR17,普通部分预应力电杆设计R0CR08裂缝宽度检验100KNM,100标准检验弯矩下,没有裂纹,普通部分预应力电杆最大裂缝宽度WMAX01MM;200KNM,200标准检验弯矩下,裂纹宽度008MM,普通部分预应力电杆最大裂缝宽度WMAX15MM;400KNM,400标准检验弯矩下,裂纹宽度10MM,普通部分预应力电杆在200KNM已经超过该标准尧度变形加荷至100KNM时,杆顶挠度A0S55MM加荷至200KNM时,杆顶挠度A0S244MM加荷。
21、至400KNM时,杆顶挠度A0S860MM实施例2按照如下比例配备混凝土原材料平均粒径3060M的低碱硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥480份;平均粒径018M、SIO2含量85的硅灰120份;平均粒径1020M的级粉煤灰80份(氧化钙含量10);平均粒径1030M的S95级以上矿渣粉110份;说明书CN103225439A5/10页8粒径为016163MM的石英砂510份;粒径为514MM的石子920份,(压碎指标小于10,针片状含量小于5,含泥量小于05);减水率大于30的复合高效减水剂14份;阻锈剂7份;水120份;直径为018025MM、长度为1015MM的镀铜钢纤维70份;聚丙烯纤维08份。
22、;钢筋网由直径48MM预应力PC钢棒做主筋,直径50MM的高强冷拔丝钢筋做环向结构筋编制而成,电杆两端一米五内环向钢筋冷拔丝,间距为50毫米,其余段间距采用150毫米,保护层厚度为15MM。0020制备步骤同实施例1。0021本实施例制备的混凝土电杆性能如下混凝土抗压强度132MPA混凝土抗折强度143MPA混凝土弹性模量443GPA混凝土抗渗性能P30,P30等级无渗水高度混凝土抗碳化性28天碳化检测深度为0MM混凝土电通量0391012M2/S混凝土抗冻融性600次冻融循环无质量损失混凝土塌落度85CM,生产工作度成型较好,有微量废浆体排除电杆抗弯矩检测值120KNM,是普通部分预应力电杆。
23、设计标准值的12倍抗裂检验R0CR10,普通部分预应力电杆设计R0CR08裂缝宽度检验100KNM,标准检验弯矩下,裂纹002MM,普通部分预应力电杆最大裂缝宽度WMAX01MM;120KNM,120标准检验弯矩下,裂纹宽度01MM,普通部分预应力电杆最大裂缝宽度WMAX018MM;240KNM,240标准检验弯矩下,裂纹宽度10MM,普通部分预应力电杆在200KNM已经超过该标准尧度变形加荷至100KNM时,杆顶挠度A0S86MM加荷至120KNM时,杆顶挠度A0S236MM加荷至200KNM时,杆顶挠度A0S320MM加荷至240KNM时,杆顶挠度A0S780MM实施例3按照如下比例配备混。
24、凝土原材料平均粒径3060M的低碱硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥550份;平均粒径018M、SIO2含量85的硅灰140份;说明书CN103225439A6/10页9平均粒径1020M的级粉煤灰110份(氧化钙钙含量10);平均粒径1030M的S95级以上矿渣粉140份;粒径为016163MM的石英砂550份;粒径为514MM的石子860份(压碎指标小于10,针片状含量小于5,含泥量小于05);减水率大于30的复合高效减水剂18份;阻锈剂12份;水140份;直径为018025MM、长度为1015MM的镀铜钢纤维110份;聚丙烯纤维15份钢筋网由直径107MM预应力PC钢棒做主筋,直径30MM的高强。
25、冷拔丝钢筋做环向结构筋编制而成,电杆两端一米五内环向钢筋冷拔丝,间距为30毫米,其余段间距采用100毫米,保护层厚度为10MM。0022制备步骤同实施例1。0023本实施例制备的混凝土电杆性能如下混凝土抗压强度155MPA混凝土抗折强度175MPA混凝土弹性模量461GPA混凝土抗渗性能P30,P30等级无渗水高度混凝土抗碳化性28天碳化检测深度为0MM混凝土电通量0271012M2/S混凝土抗冻融性600次冻融循环无质量损失混凝土塌落度45CM,生产工作度成型一般,混凝土较硬,无废浆排除电杆抗弯矩检测值215KNM,是普通部分预应力电杆设计标准值的21倍抗裂检验R0CR19,普通部分预应力电。
26、杆设计R0CR08裂缝宽度检验100KNM,100标准检验弯矩下,没有裂纹,普通部分预应力电杆最大裂缝宽度WMAX01MM215KNM,215标准检验弯矩下,裂纹宽度01MM,普通部分预应力电杆最大裂缝宽度WMAX12MM430KNM,430标准检验弯矩下,裂纹宽度09MM,普通部分预应力电杆在200KNM已经超过该标准尧度变形加荷至100KNM时,杆顶挠度A0S45MM加荷至200KNM时,杆顶挠度A0S248MM加荷至215KNM时,杆顶挠度A0S269MM加荷至400KNM时,杆顶挠度A0S840MM加荷至430KNM时,杆顶挠度A0S890MM实施例4说明书CN103225439A7/。
27、10页10按照如下比例配备混凝土原材料平均粒径3060M的低碱硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥500份;平均粒径018M、SIO2含量85的硅灰125份;平均粒径1020M的级粉煤灰90份(氧化钙含量10);平均粒径1030M的S95级以上矿渣粉120份;粒径为016163MM的石英砂520份;粒径为514MM的石子900份(压碎指标小于10,针片状含量小于5,含泥量小于05);减水率大于30的复合高效减水剂155份;阻锈剂9份;水125份;直径为018025MM、长度为1015MM的镀铜钢纤维85份;聚丙烯纤维11份钢筋网由直径74MM预应力PC钢棒做主筋,直径40MM的高强冷拔丝钢筋做环向结构筋。
28、编制而成,电杆两端一米五内环向钢筋冷拔丝,间距为40毫米,其余段间距采用120毫米,保护层厚度为12MM。0024制备步骤同实施例1。0025本实施例制备的混凝土电杆性能如下混凝土抗压强度142MPA混凝土抗折强度156MPA混凝土弹性模量460GPA混凝土抗渗性能P30,P30等级无渗水高度混凝土抗碳化性28天碳化检测深度为0MM混凝土电通量0281012M2/S混凝土抗冻融性600次冻融循环无质量损失混凝土塌落度6CM,生产工作度成型较好,无废浆排除电杆抗弯矩检测值160KNM,是普通部分预应力电杆标准值的16倍抗裂检验R0CR14,普通部分预应力电杆设计R0CR08裂缝宽度检验100KN。
29、M,100标准检验弯矩下,没有裂纹,普通部分预应力电杆最大裂缝宽度WMAX01MM160KNM,160标准检验弯矩下,裂纹宽度01MM,普通部分预应力电杆最大裂缝宽度WMAX084MM320KNM,320标准检验弯矩下,裂纹宽度12MM,普通部分预应力电杆在200KNM已经超过该标准尧度变形加荷至100KNM时,杆顶挠度A0S55MM加荷至160KNM时,杆顶挠度A0S220MM加荷至200KNM时,杆顶挠度A0S274MM说明书CN103225439A108/10页11加荷至320KNM时,杆顶挠度A0S880MM实施例5按照如下比例配备混凝土原材料平均粒径3060M的低碱硅酸盐水泥或普通硅。
30、酸盐水泥520份;平均粒径018M、SIO2含量85的硅灰135份;平均粒径1020M的级粉煤灰100份(氧化钙钙含量10);平均粒径1030M的S95级以上矿渣粉130份;粒径为016163MM的石英砂530份;粒径为514MM的石子880份(压碎指标小于10,针片状含量小于5,含泥量小于05);减水率大于30的复合高效减水剂165份;阻锈剂10份;水135份;直径为018025MM、长度为1015MM的镀铜钢纤维95份;聚丙烯纤维12份钢筋网由直径107MM预应力PC钢棒做主筋,直径40MM的高强冷拔丝钢筋做环向结构筋编制而成,电杆两端一米五内环向钢筋冷拔丝,间距为40毫米,其余段间距采用。
31、120毫米,保护层厚度为12MM。0026制备步骤同实施例1。0027本实施例制备的混凝土电杆性能如下混凝土抗压强度146MPA混凝土抗折强度170MPA混凝土弹性模量460GPA混凝土抗渗性能P30,P30等级无渗水高度混凝土抗碳化性28天碳化检测深度为0MM混凝土电通量0311012M2/S混凝土抗冻融性600次冻融循环无质量损失混凝土塌落度8CM,生产工作度成型较好,无废浆排除电杆抗弯矩检测值200KNM,是普通部分预应力电杆标准值的2倍抗裂检验R0CR17,普通部分预应力电杆设计R0CR08裂缝宽度检验100KNM,100标准检验弯矩下,没有裂纹,普通部分预应力电杆最大裂缝宽度WMAX。
32、01MM200KNM,200标准检验弯矩下,裂纹宽度01MM,普通部分预应力电杆最大裂缝宽度WMAX10MM400KNM,400标准检验弯矩下,裂纹宽度088MM,普通部分预应力电杆在200KNM已经超过该标准尧度变形加荷至100KNM时,杆顶挠度A0S52MM说明书CN103225439A119/10页12加荷至200KNM时,杆顶挠度A0S239MM加荷至400KNM时,杆顶挠度A0S900MM实施例6以19015M100KNM部分预应力电杆为例本实施例电杆配比采用表一(T1T7)水泥硅灰粉煤灰矿粉石英砂石子减水剂阻锈剂水钢纤维聚丙烯纤维5101309512552589016091309012对比普通标准电杆配比采用C60表二水泥矿粉河沙石子外加剂水45060707122267180采用如下配筋及结构进行电杆性能对比表三试验检测对比性能如下表四说明书CN103225439A1210/10页13实施例7以19015M100KNM部分预应力电杆为例本实施例电杆配比采用表五项目水泥硅灰粉煤灰矿粉石英砂石子减水剂阻锈剂水钢纤维聚丙烯纤维S15101309512552589016091309012S251013095125525890160913090S3510130951255258901601309012制作电杆表观如下表六说明书CN103225439A13。