CN104120909A - 一种高强度高压线电杆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于供电输电领域，公开了一种高强度高压线电杆，其由矿渣、硫酸钡、钢纤维、石膏粉、高岭土、石英砂、褐煤粉、42.5普通硅酸盐水泥、水以及钢筋网制备而成。该高压线电杆的制备方法包括如下步骤：步骤1)制备改性矿渣、步骤2)制备改性高岭土、步骤3)混料搅拌以及步骤4)成型脱模。该电杆具备机械强度大以及占地面积小等优点，可以替代铁塔用于高压输电。

Description

一种高强度高压线电杆及其制备方法

技术领域

本发明属于供电输电领域，具体公开了一种高强度高压线电杆及其制备方法。

背景技术

电杆是电的桥梁，让电运输到各个地方，我们常见的电杆有木制电杆，有水泥电杆，它们的高度不一，矗立在平原山间，遍布在人们周围。电杆的总类很多，常见的如：混凝土电杆，即用混凝土与钢筋或钢丝制成的电杆。铁杆：用生铁铸造的电杆，混凝土电杆有预应力和非预应力两种。电杆的截面形式有方形、八角形、工字形、环形或其他一些异型截面。最常采用的是环形截面和方形截面。电杆长度一般为4.5～15米。环形电杆有锥形杆和等径杆两种，锥形杆的梢径一般为100～230毫米，锥度为1∶75；等径杆的直径为300～550毫米；两者壁厚均为30～60毫米。

电杆在国民经济和人民生活有着重要的作用，不同类型的电杆优缺点不同。虽然水泥电杆容易制造，但是采用钢材作为加强筋的水泥杆，抗冻融性差，容易受腐蚀膨胀引起开裂；若杆塔使用木材，容易造成林业资源的浪费，和化学处理材料引起的环境污染；而使用钢材的话，其成本较高、重量较重和容易腐蚀，使得其投资费用太高；杆塔使用复合材料时，具有质轻高强度良好的性能。

在输电线路中，起转角功能的电杆承受导地线张力、防串倒、隔离事故、定线、调整电杆高等重要功能，与工程安全性关系重大。混凝土制成的水泥柱电杆或树脂电杆，为了减轻电杆的承受力，必须加强电杆的强度，传统的方法采用在杆体内增加钢筋和增粗钢筋作为加强筋，圆柱形的钢筋均匀的排列在杆体内，使其承受力有所增加，但其钢筋的重量比较重，相应的塔杆重量也大幅增加，钢筋使用时间长了，会出现腐蚀生锈的情况，容易引起复合杆开裂过早报废，等等。现有技术中，往往在地上再拉个拉线，加强筋的一端固定在电杆上，另一端斜拉固定在地面上，虽然解决了电杆的承受力的问题，但增加了占地面积，破坏了环境植被，长期以来上述出现的情况并未得到很好的解决。目前，提供一种强度大，占地面积小的电杆是现有技术需要解决的。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中高压电杆机械强度小，占地面积大等诸多缺陷，提供一种高强度高压线电杆，该电杆具备机械强度大以及占地面积小等优点，可以替代铁塔；本发明还提供了上述高强度高压线电杆的制备方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案通过如下方式来实现的：

一种高强度高压线电杆，其由矿渣、硫酸钡、钢纤维、石膏粉、高岭土、石英砂、褐煤粉、42.5普通硅酸盐水泥、水以及钢筋网制备而成。

上述高压线电杆的制备方法包括如下步骤：步骤1)制备改性矿渣、步骤2)制备改性高岭土、步骤3)混料搅拌以及步骤4)成型脱模。

具体地，上述制备方法包括如下步骤：

步骤1)制备改性矿渣：将矿渣经过粉碎机粉碎，保持矿渣颗粒的粒径在1cm以下，然后添加硫酸钡，混合均匀，最后送至球磨机，磨至粒径为100um的粉末，即得；其中，矿渣和硫酸钡的重量比为100∶1；

步骤2)制备改性高岭土：将高岭土与5％(V/V)盐酸按照重量比1∶1混合，搅拌均匀，然后静置10min，随后500转/min离心3min，收集沉淀，即得改性高岭土；

步骤3)混料搅拌：往搅拌机中依次添加改性矿渣、改性高岭土、石英砂、石膏粉、褐煤粉、42.5普通硅酸盐水泥、钢纤维以及水，以500转/分钟的速度搅拌10分钟，随后静置30分钟，然后排出至容器中，即得混凝土；其中，改性矿渣、改性高岭土、石英砂、石膏粉、褐煤粉、42.5普通硅酸盐水泥、钢纤维以及水的重量比为10-12∶3-4∶5-6∶2-3∶2-3∶20-25∶1-2∶10-12。

步骤4)成型脱模：向装有钢筋网的模具中灌注混凝土，离心成型，然后置于温度为70℃，湿度为60％的湿热环境中12小时，脱模即得。

优选地，矿渣为高炉矿渣、铜矿渣或者二者任意比例的混合物；

优选地，钢筋网由八根直径为4.8mm的预应力钢丝作为主筋，由直径为3.0mm的冷拔高强丝做环向构造筋编制而成，保护层厚度为18mm；

优选地，石英砂、石膏粉以及褐煤粉的粒径均控制在100um以下；

优选地，钢纤维长度为10-20mm，长径比为30-40。

本发明还公开了上述电杆的制备方法。

本发明的有益效果主要包括：本发明高压线电杆具备机械强度大以及占地面积小等优点，可以替代铁塔用于高压输电线路；本发明制备工艺简单可行，适合工业化生产；本发明采用了低廉原料以及工业废料，降低了工业成本。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本发明进行更加清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1

一种高强度高压线电杆，其由矿渣、硫酸钡、钢纤维、石膏粉、高岭土、石英砂、褐煤粉、42.5普通硅酸盐水泥、水以及钢筋网等原料制备而成；

上述高压线电杆的制备方法包括如下步骤：

步骤1)制备改性矿渣：将矿渣经过粉碎机粉碎，保持矿渣颗粒的粒径在1cm以下，然后添加硫酸钡，混合均匀，最后送至球磨机，磨至粒径为100um的粉末，即得；其中，矿渣和硫酸钡的重量比为100∶1；

步骤2)制备改性高岭土：将高岭土与5％(V/V)盐酸按照重量比1∶1混合，搅拌均匀，然后静置10min，随后500转/min离心3min，收集沉淀，即得改性高岭土；

步骤3)混料搅拌：往搅拌机中依次添加改性矿渣、改性高岭土、石英砂、石膏粉、褐煤粉、42.5普通硅酸盐水泥、钢纤维以及水，以500转/分钟的速度搅拌10分钟，随后静置30分钟，然后排出至容器中，即得混凝土；其中，改性矿渣、改性高岭土、石英砂、石膏粉、褐煤粉、42.5普通硅酸盐水泥、钢纤维以及水的重量比为10∶3∶5∶2∶2∶20∶1∶10。

步骤4)成型脱模：向装有钢筋网的模具中灌注混凝土，离心成型，然后置于温度为70℃，湿度为60％的湿热环境中12小时，脱模即得。

其中，矿渣为高炉矿渣；钢筋网由八根直径为4.8mm的预应力钢丝作为主筋，由直径为3.0mm的冷拔高强丝做环向构造筋编制而成，保护层厚度为18mm；石英砂、石膏粉以及褐煤粉的粒径均控制在100um以下；钢纤维长度为10mm，长径比为30。

实施例2

一种高强度高压线电杆，其由矿渣、硫酸钡、钢纤维、石膏粉、高岭土、石英砂、褐煤粉、42.5普通硅酸盐水泥、水以及钢筋网制备而成。

上述高压线电杆的制备方法包括如下步骤：

步骤1)制备改性矿渣：将矿渣经过粉碎机粉碎，保持矿渣颗粒的粒径在1cm以下，然后添加硫酸钡，混合均匀，最后送至球磨机，磨至粒径为100um的粉末，即得；其中，矿渣和硫酸钡的重量比为100∶1；

步骤2)制备改性高岭土：将高岭土与5％(V/V)盐酸按照重量比1∶1混合，搅拌均匀，然后静置10min，随后500转/min离心3min，收集沉淀，即得改性高岭土；

步骤3)混料搅拌：往搅拌机中依次添加改性矿渣、改性高岭土、石英砂、石膏粉、褐煤粉、42.5普通硅酸盐水泥、钢纤维以及水，以500转/分钟的速度搅拌10分钟，随后静置30分钟，然后排出至容器中，即得混凝土；其中，改性矿渣、改性高岭土、石英砂、石膏粉、褐煤粉、42.5普通硅酸盐水泥、钢纤维以及水的重量比为12∶4∶6∶3∶3∶25∶2∶12。

步骤4)成型脱模：向装有钢筋网的模具中灌注混凝土，离心成型，然后置于温度为70℃，湿度为60％的湿热环境中12小时，脱模即得。

矿渣为铜矿渣；钢筋网由八根直径为4.8mm的预应力钢丝作为主筋，由直径为3.0mm的冷拔高强丝做环向构造筋编制而成，保护层厚度为18mm；石英砂、石膏粉以及褐煤粉的粒径均控制在100um以下；钢纤维长度为20mm，长径比为40。

经检测，上述混凝土电杆性能如下：

混凝土层厚度为60cm；

混凝土抗压强度：171MPa

混凝土抗折强度：18.3MPa

对钢筋锈蚀作用：无

抗冻融性：200次冻融循环无质量损失。

实施例3

本发明制备的混凝土电杆性能测试：以部分预应力电杆150×7m×C×BY为例，具体见表1：

表1

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种高强度高压线电杆，其由矿渣、硫酸钡、钢纤维、石膏粉、高岭土、石英砂、褐煤粉、42.5普通硅酸盐水泥、水以及钢筋网制备而成。 

2.一种高强度高压线电杆，其特征在于，所述高压线电杆的制备方法包括如下步骤：步骤1)制备改性矿渣、步骤2)制备改性高岭土、步骤3)混料搅拌以及步骤4)成型脱模。 

3.如权利要求2所述的电杆，其特征在于，所述电杆的制备方法具体包括如下步骤： 

步骤1)制备改性矿渣：将矿渣经过粉碎机粉碎，保持矿渣颗粒的粒径在1cm以下，然后添加硫酸钡，混合均匀，最后送至球磨机，磨至粒径为100um的粉末，即得；其中，矿渣和硫酸钡的重量比为100∶1； 

步骤2)制备改性高岭土：将高岭土与5％盐酸按照重量比1∶1混合，搅拌均匀，然后静置10min，随后500转/min离心3min，收集沉淀，即得改性高岭土； 

步骤3)混料搅拌：往搅拌机中依次添加步骤1)制备的改性矿渣、步骤2)制备的改性高岭土、石英砂、石膏粉、褐煤粉、42.5普通硅酸盐水泥、钢纤维以及水，以500转/分钟的速度搅拌10分钟，随后静置30分钟，然后排出至容器中，即得混凝土；其中，改性矿渣、改性高岭土、石英砂、石膏粉、褐煤粉、42.5普通硅酸盐水泥、钢纤维以及水的重量比为10-12∶3-4∶5-6∶2-3∶2-3∶20-25∶1-2∶10-12。 

步骤4)成型脱模：向装有钢筋网的模具中灌注步骤3)制备的混凝土，离心成型，然后置于温度为70℃，湿度为60％的湿热环境中12小时，脱模即得。 

4.如权利要求3所述的电杆，其特征在于，所述矿渣为高炉矿渣、铜矿渣或者二者任意比例的混合物。

5.如权利要求3所述的电杆，其特征在于，所述石英砂、石膏粉以及褐煤粉的粒径均控制在100um以下。 

6.如权利要求3所述的电杆，其特征在于，所述钢纤维长度为10-20mm，长径比为30-40。