CN104074387B - 高强度水泥电线杆及其养护工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强度水泥电线杆及其养护工艺。本发明的电线杆包括普通钢筋水泥中空杆体，所述中空杆体外依次设置环氧树脂浇注层和水泥层，水泥层同时对电线杆底端和顶端进行覆盖包裹，环氧树脂浇注层位于水泥层和中空杆体之间的密闭空间内，此密闭空间内的压力为0.5-5Mpa；水泥层厚度、环氧树脂浇注层厚度、中空杆体厚度三者的比值为2:(0.4-0.7):(7.5-10)。本发明的电线杆具有自然养护的特点，当冬季低温和日夜温差变化使得中空杆体产生裂纹时，中空杆体外侧的环氧树脂浇注层自然慢慢渗入裂纹，尤其在夏季温度增高时，环氧树脂充分渗入修补裂纹，达到冬季裂损、夏季修补的自然养护效果。

Description

高强度水泥电线杆及其养护工艺

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，尤其是一种高强度水泥电线杆及其养护工艺。

背景技术

水泥电线杆属于钢筋混凝土结构。混凝土的抗拉强度约为抗压强度的十分之一。水泥电线杆在输、配电线路中负载时，要受到拉应力的作用。所产生的拉力遍及水泥电线杆的各个部位，整个电线杆都属受拉区。所以，水泥电线杆通身都需要放入钢筋，一般用圆钢或螺纹钢。钢筋混凝土在养护和收缩期间由于产生了拉应力而会开裂。如果得到精心的养护，则既可防止开裂，又可提高产品的合格率。现在的问题是尽管在生产中完全按照工艺规程精心施工和养护，产品在出厂前经过严格检验也会都是合格的，但是在使用过程中仍然会出现裂纹，而且裂纹的深度、宽度和长度会随着使用年限的增加而越趋严重。尤其是在接近地面高度约一米以下这段距离内，裂纹的程度更加严重。有的甚至在裂纹周围布满了大量的铁锈。

在有的地区，冬季最低气温有时可达到零下30-40度，昼夜温差可达15℃以上。在这样的气候条件下，由于钢筋和水泥的热胀冷缩率不同，很容易由于应力差异而产生裂纹，裂纹一般呈波浪形而不是直线形的原因，则是由于混凝土中含有大量的沙子和石子，这些沙子和石子表面的结合力一般小于沙子和石子内部的结合力。混凝土在受力开裂时，裂纹必然出现在沙子和石子的表面，很少出现在沙子和石子的中间，自然而然地裂纹也只会是波浪形而不是直线形的。另外，渗入裂纹中的水分在夜间就会结冰，在白天又化为水。这种变化中，由于冰的体积比水的体积大，所以水结为冰时就会对外界作一次体积功，每作一次体积功，裂纹就会被加宽一点，久而久之，大大缩短了水泥电线杆的使用寿命。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高强度水泥电线杆及其养护工艺。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

高强度水泥电线杆，结构中包括普通钢筋水泥中空杆体，所述中空杆体外依次设置环氧树脂浇注层和水泥层，水泥层同时对电线杆底端和顶端进行覆盖包裹，环氧树脂浇注层位于水泥层和中空杆体之间的密闭空间内，此密闭空间内的压力为0.5-5MPa；水泥层厚度、环氧树脂浇注层厚度、中空杆体厚度三者的比值为2:(0.4-0.7):(7.5-10)。

作为本发明的一种优选技术方案，所述水泥层所在的密闭空间内压力为2MPa。

作为本发明的一种优选技术方案，所述水泥层厚度、环氧树脂浇注层厚度、中空杆体厚度三者之间的比值为2:0.6:8.4。

作为本发明的一种优选技术方案，所述水泥层、环氧树脂浇注层、中空杆体三者的总厚度依照如下公式计算，单位采用厘米：

其中，年最大温差为电线杆使用地的年度温差最大值，单位采用℃；年最低温度为电线杆使用地的冬季最低温，此数值如果是正数，则统一记为1，如为负数，则取其绝对值，单位采用℃；电线杆整高为电线杆的设计高度，单位是cm；杆体厚度优化常数取值为160000-170000。

作为本发明的一种优选技术方案，所述杆体厚度优化常数的取值为162000-168000。

作为本发明的一种优选技术方案，所述杆体厚度优化常数的取值为165000。

上述高强度水泥电线杆的养护工艺，其要点包括：

A、首先根据电线杆的结构特点采取自然养护工艺，其主要包括：

①水泥层和环氧树脂浇注层对作为主受力机构的中空杆体起到温度缓冲作用，避免中空杆体在低温和日夜温差变化过大时由于内部水泥砂粒与钢筋的应力差异而产生裂纹；

②随着使用年限的增长，冬季低温和日夜温差变化使得中空杆体内部应力变化最终导致产生裂纹时，中空杆体外侧的环氧树脂浇注层自然慢慢渗入裂纹，在夏季温度增高时，环氧树脂充分渗入修补裂纹，达到冬季裂损、夏季修补的自然养护效果；

B、探测到电线杆发生严重的裂纹或形变且未能自然修护的时候，进行人工修护，具体方法包括：

①加温促进环氧树脂渗入裂纹进行自然修复；

②物理加固；

③难于修复或成本过高时做报废处理。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明的电线杆具有优良的抗裂纹效果，使用寿命大大增长。首先，电线杆的水泥层和环氧树脂浇注层对作为主受力机构的中空杆体起到温度缓冲作用，避免中空杆体在低温和日夜温差变化过大时由于内部水泥砂粒与钢筋的应力差异而产生裂纹。其次，本发明通过大量的理论分析和试验验证得到了如下公式，

依照上述公式确定电线杆的整体厚度，对于电线杆及类似设备的生产具有极大的指导和参考价值，有望形成行业标准或者国家、国际标准！再次，本发明的电线杆还具有自我养护的效果，随着使用年限的增长，冬季低温和日夜温差变化使得中空杆体内部应力变化最终导致产生裂纹时，中空杆体外侧的环氧树脂在高压作用下(最高可达5MPa以上)自然慢慢渗入裂纹，在夏季温度增高时，环氧树脂充分渗入修补裂纹，达到冬季裂损、夏季修补的自然养护效果。

附图说明

图1是本发明的外观示意图。

图2是本发明电线杆的横截面示意图。

图中：1、中空杆体；2、环氧树脂浇注层；3、水泥层。

具体实施方式

参看附图，本发明一个具体实施例的结构中包括普通钢筋水泥中空杆体1，中空杆体1外依次设置环氧树脂浇注层2和水泥层3，水泥层3同时对电线杆底端和顶端进行覆盖包裹，环氧树脂浇注层2位于水泥层3和中空杆体1之间的密闭空间内，此密闭空间内的压力为2MPa；水泥层3厚度、环氧树脂浇注层2厚度、中空杆体1厚度三者的比值为2:0.6:8.4。

上述高强度水泥电线杆的制备工艺，A、首先制备普通钢筋水泥中空杆体1，然后在中空杆体1上浇注环氧树脂；

B、步骤A所得产品移入高压操作室，控制高压操作室内的气压为2MPa，高压环境下在环氧树脂浇注层2上全覆盖浇筑水泥层3，此水泥层3完整包裹环氧树脂浇注层2及中空杆体1的顶端和底端，使得环氧树脂浇注层2处在水泥层3和中空杆体1之间的高压密闭空间内；另外，还可以在电线杆顶端或底端的水泥层3上的圆心区域进行钻孔作业，打通中空杆体1内部与外界大气的连通；

其中，水泥层3厚度、环氧树脂浇注层2厚度、中空杆体1厚度三者之间的比值为2:0.6:8.4；水泥层3、环氧树脂浇注层2、中空杆体1三者的总厚度依照如下公式确定，单位采用厘米：

其中，年最大温差为电线杆使用地的年度温差最大值，单位采用℃；年最低温度为电线杆使用地的冬季最低温，此数值如果是正数，则统一记为1，如为负数，则取其绝对值，单位采用℃；电线杆整高为电线杆的设计高度，单位是厘米；杆体厚度优化常数取值为165000；例如，华北地区，年最低温度为-10℃左右，最大温差为10℃左右，杆高1000cm，则有10×10×1000/16500＝6.06cm，即为电线杆三层结构的总厚度，再根据三层的厚度比例即可得到各自的厚度数值，单位采用厘米。

上述高强度水泥电线杆的养护工艺，其要点包括：A、首先根据电线杆的结构特点采取自然养护工艺，①水泥层3和环氧树脂浇注层2对作为主受力机构的中空杆体1起到温度缓冲作用，避免中空杆体1在低温和日夜温差变化过大时由于内部水泥砂粒与钢筋的应力差异而产生裂纹；②随着使用年限的增长，冬季低温和日夜温差变化使得中空杆体1内部应力变化最终导致产生裂纹时，中空杆体1外侧的环氧树脂浇注层2自然慢慢渗入裂纹，在夏季温度增高时，环氧树脂充分渗入修补裂纹，达到冬季裂损、夏季修补的自然养护效果。B、探测到电线杆发生严重的裂纹或形变且未能自然修护的时候，进行人工修护，具体方法包括：①加温促进环氧树脂渗入裂纹进行自然修复；②物理加固；③难于修复或成本过高时做报废处理。

无论对于电线杆结构的改进，抑或对其制备工艺的探索，本发明均对行业的现有技术进行了突出的创新设计，对于电线杆制造技术领域具有明显的促进作用，有望成为本行业的规划化作业标准。

上述描述仅作为本发明可实施的技术方案提出，不作为对其技术方案本身的单一限制条件。

Claims (7)

1.高强度水泥电线杆，结构中包括普通钢筋水泥中空杆体(1)，其特征在于：所述中空杆体(1)外依次设置环氧树脂浇注层(2)和水泥层(3)，水泥层(3)同时对电线杆底端和顶端进行覆盖包裹，环氧树脂浇注层(2)位于水泥层(3)和中空杆体(1)之间的密闭空间内，此密闭空间内的压力为0.5-5MPa；水泥层(3)厚度、环氧树脂浇注层(2)厚度、中空杆体(1)厚度三者的比值为2:(0.4-0.7):(7.5-10)。

2.根据权利要求1所述的高强度水泥电线杆，其特征在于：所述水泥层(3)所在的密闭空间内压力为2MPa。

3.根据权利要求1所述的高强度水泥电线杆，其特征在于：所述水泥层(3)厚度、环氧树脂浇注层(2)厚度、中空杆体(1)厚度三者之间的比值为2:0.6:8.4。

4.根据权利要求1所述的高强度水泥电线杆，其特征在于：所述水泥层(3)、环氧树脂浇注层(2)、中空杆体(1)三者的总厚度依照如下公式计算，单位采用厘米：

其中，年最大温差为电线杆使用地的年度温差最大值，单位采用℃；年最低温度为电线杆使用地的冬季最低温，此数值如果是正数，则统一记为1，如为负数，则取其绝对值，单位采用℃；电线杆整高为电线杆的设计高度，单位是cm；杆体厚度优化常数取值为160000-170000。

5.根据权利要求4所述的高强度水泥电线杆，其特征在于：所述杆体厚度优化常数的取值为162000-168000。

6.根据权利要求4所述的高强度水泥电线杆，其特征在于：所述杆体厚度优化常数的取值为165000。

7.权利要求1所述高强度水泥电线杆的养护工艺，其特征在于：

A、首先根据电线杆的结构特点采取自然养护工艺，其主要包括：

①水泥层(3)和环氧树脂浇注层(2)对作为主受力机构的中空杆体(1)起到温度缓冲作用，避免中空杆体(1)在低温和日夜温差变化过大时由于内部水泥砂粒与钢筋的应力差异而产生裂纹；

②随着使用年限的增长，冬季低温和日夜温差变化使得中空杆体(1)内部应力变化最终导致产生裂纹时，中空杆体(1)外侧的环氧树脂浇注层(2)自然慢慢渗入裂纹，在夏季温度增高时，环氧树脂充分渗入修补裂纹，达到冬季裂损、夏季修补的自然养护效果；

B、探测到电线杆发生严重的裂纹或形变且未能自然修护的时候，进行人工修护，具体方法包括：

①加温促进环氧树脂渗入裂纹进行自然修复；

②物理加固；

③难于修复或成本过高时做报废处理。