CN104314097B - 一种输电线路杆塔梯度防腐混凝土基础 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种输电线路杆塔梯度防腐混凝土基础，其由高抗渗防水层、外防腐层和钢筋混凝土结构层构成。本发明提供的方法制备工艺简单、成本低廉、抗硫酸盐侵蚀效果好、抗氯离子及抗水渗透性能优良、抗冻性能优异，能大大延长基础混凝土的服役寿命，同时，低水灰比以及外加剂的作用又保证了混凝土的施工和易性与力学性能，改善了混凝土的抗裂性能，提高基础混凝土耐久性，从而保证了输电线路的安全稳定运营。

Description

一种输电线路杆塔梯度防腐混凝土基础
【技术领域】
本发明涉及一种混凝土基础，具体讲涉及一种腐蚀性地区输电线路杆塔梯度防腐混凝土基础。
【背景技术】
一些输变电工程建设面临盐渍土特殊的岩土力学问题，输电线路工程所面临施工环境以及运营环境十分复杂。由于腐蚀性地区地壤与地下水中含有大量的SO4 2-离子、Cl-离子以及Mg2+离子等侵蚀性离子，这些侵蚀性离子通过渗透扩散进入输电线路杆塔基础混凝土内部，从而对混凝土造成腐蚀破坏；同时，由于有的地区气候环境条件恶劣，夏季炎热，冬季干冷，降水量极少，紫外辐射强等，也会加快混凝土结构的破坏。强腐蚀环境与恶劣气候条件的共同作用导致一些地区输电线路杆塔基础混凝土的损伤破坏速度明显要高于一般环境条件下混凝土的破坏速度，有的地方的配套输电工程使用不到1年就因钢筋锈蚀问题导致输电工程报废。
现有的关于提高混凝土耐久性措施的研究资料中表明，提高混凝土耐久性的措施有两大类，即内防腐与外防腐。内防腐主要通过提高结构物混凝土自身的密实性以阻止腐蚀性离子的渗透与扩散，从而达到高耐久性；外防腐主要是通过采取隔离措施来达到混凝土结构物高耐久性，如采取玻璃钢、聚合物砂浆涂层、防渗土工布等隔离措施，通过牺牲隔离材料来达到内部混凝土的高耐久性。但是由于混凝土自身的收缩、开裂等缺陷以及外防腐层材料的收缩、开裂、老化等原因，上述两种方法往往达不到理想的防腐效果，在盐渍土强腐蚀地区使用三五年即发生破坏，严重影响混凝土结构的安全运行。
【发明内容】
为克服上述混凝土基础耐久性措施的不足，本发明提供一种腐蚀性地区输电线路杆塔梯度防腐混凝土基础，采用性能优越、成本合理的原材料，通过对混凝土配合比进行优化，优选出具有良好和易性与高耐久性的混凝土配合比与砂浆涂层材料配比，应用优选出的配比进行杆塔基础混凝土施工从而保证了腐蚀性地区输电线路基础混凝土的高耐久性，保障了输电线路的安全稳定运营。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种输电线路杆塔梯度防腐混凝土基础，由高抗渗防水层、外防腐层和钢筋混凝土结构层构成，高抗渗防水层位于外防腐层的表面，外防腐层位于钢筋混凝土结构层的外表面。
优选的，所述高抗渗防水层为厚度20～30mm的高抗渗防水涂层材料。更优选的，所述高抗渗防水涂层材料为高氯聚乙烯。
另一优选的，所述外防腐层厚度为50～80mm，由水泥、矿物掺合料、特细砂、纤维、减缩剂和萘系减水剂制成。更优选的，按质量份计，组成所述外防腐层的各组分的量为：水泥20～25份、矿物掺合料15～17份、特细砂45～55份、水8～11份、纤维0.15～0.20份、减缩剂0.4～0.6份、萘系减水剂0.3～0.6份。
再一优选的，所述钢筋混凝土结构层混凝土最低强度等级为C40。所述钢筋混凝土结构层由水泥、矿物掺合料、中砂、石子、水、防腐剂和萘系减水剂制成。更优选的，按质量份计，组成所述钢筋混凝土结构层的各组分的量为：水泥8～10份、矿物掺合料6～9份、中砂26～32份、石子40～50份、防腐剂0.7～0.85份、萘系减水剂0.1～0.3份。
再一优选的，所述矿物掺合料为矿粉、粉煤灰或硅灰。更优选的，所述矿粉的平均粒径为2～4μm；所述粉煤灰为平均粒径8～14μm的二级灰；所述硅灰的平均粒径为8～14μm。
所述石子的平均粒径为5～31.5mm，中砂平均粒径为0.5～0.35mm，特细砂平均粒径0.25mm以下。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明所述的一种腐蚀性地区输电线路杆塔梯度防腐混凝土基础，采用三层结构相结合，有效的提高了混凝土基础的抗硫酸盐侵蚀效果、抗氯离子、抗水渗透性能和抗冻性能。本发明所需原材料来源广泛、制备工艺简单、成本低廉，能够很好的满足腐蚀性地区输电线路杆塔混凝土基础高耐久性的要求，能够大大延长混凝土基础的服役寿命。同时，低水灰比以及外加剂的作用又保证了混凝土的施工简易性与力学性能，改善了混凝土的抗裂性能，提高混凝土基础耐久性，从而保证了输电线路的安全稳定运营。
【附图说明】
图1为腐蚀性地区输电线路杆梯度防腐混凝土基础设计图。
附图标记说明：1-高抗渗防水层，2-外防腐层，3-钢筋混凝土结构层，4-钢筋，5-箍筋。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
实施例1
一种输电线路杆塔梯度防腐混凝土基础，由高抗渗防水层(1)、外防腐层(2)和钢筋混凝土结构层(3)构成，高抗渗防水层(1)位于外防腐层(2)的表面，外防腐层(2)位于钢筋混凝土结构层(3)的外表面。
所述高抗渗防水层为高氯聚乙烯喷涂而成的，厚度为30mm的高抗渗防水涂层材料。
所述外防腐层厚度为80mm，由按质量份计的以下的原料制成：水泥25份、矿物掺合料15.73份、特细砂50份、水8份、纤维0.17份、减缩剂0.5份、萘系减水剂0.6份。
所述钢筋混凝土结构层混凝土强度等级为C40。所述钢筋混凝土结构层由按质量份计的以下的原料制成：水泥10份、矿物掺合料9份、中砂30份、石子50份、防腐剂0.7份、萘系减水剂0.3份。
所述矿物掺合料为矿粉、粉煤灰和硅灰。矿粉为平均粒径3μm的超细矿物填充原料；粉煤灰为平均粒径10μm的二级灰；硅灰的平均粒径为8μm。
所述石子的平均粒径为5～31.5mm，中砂平均粒径为0.5～0.35mm，特细砂平均粒径0.25mm以下。
实施例2
一种输电线路杆塔梯度防腐混凝土基础，由高抗渗防水层(1)、外防腐层(2)和钢筋混凝土结构层(3)构成，高抗渗防水层(1)位于外防腐层(2)的表面，外防腐层(2)位于钢筋混凝土结构层(3)的外表面。
所述高抗渗防水层为高氯聚乙烯喷涂而成的，厚度为25mm的高抗渗防水涂层材料。
所述外防腐层厚度为60mm，由按质量份计的以下的原料制成：水泥23份、矿物掺合料16份、特细砂50份、水10份、纤维0.15份、减缩剂0.45份、萘系减水剂0.4份。
所述钢筋混凝土结构层混凝土强度等级为C40。所述钢筋混凝土结构层由按质量份计的以下的原料制成：水泥10份、矿物掺合料8份、中砂32份、石子50份、防腐剂0.75份、萘系减水剂0.25份。
所述矿物掺合料为矿粉、粉煤灰和硅灰。矿粉为平均粒径3μm的超细矿物填充原料；粉煤灰为平均粒径10μm的二级灰；硅灰的平均粒径为8μm。
实施例3
一种输电线路杆塔梯度防腐混凝土基础，由高抗渗防水层(1)、外防腐层(2)和钢筋混凝土结构层(3)构成，高抗渗防水层(1)位于外防腐层(2)的表面，外防腐层(2)位于钢筋混凝土结构层(3)的外表面。
所述高抗渗防水层为高氯聚乙烯喷涂而成的，厚度为20mm的高抗渗防水涂层材料。
所述外防腐层厚度为50mm，由按质量份计的以下的原料制成：水泥20份、矿物掺合料15份、特细砂53.15份、水11份、纤维0.15份、减缩剂0.4份、萘系减水剂0.3份。
所述钢筋混凝土结构层混凝土强度等级为C40。所述钢筋混凝土结构层由按质量份计的以下的原料制成：水泥9份、矿物掺合料8.2份、中砂32份、石子50份、防腐剂0.7份、萘系减水剂0.1份。
所述矿物掺合料为矿粉、粉煤灰和硅灰。矿粉为平均粒径3μm的超细矿物填充原料；粉煤灰为平均粒径10μm的二级灰；硅灰的平均粒径为8μm。
实施例4
一种输电线路杆塔梯度防腐混凝土基础，由高抗渗防水层(1)、外防腐层(2)和钢筋混凝土结构层(3)构成，高抗渗防水层(1)位于外防腐层(2)的表面，外防腐层(2)位于钢筋混凝土结构层(3)的外表面。钢筋混凝土结构层中有竖直放置的钢筋(4)和与钢筋(4)相垂直的箍筋(5)。
所述高抗渗防水层为高氯聚乙烯喷涂而成的，厚度为25mm的高抗渗防水涂层材料。
所述外防腐层厚度为70mm，由按质量份计的以下的原料制成：水泥24份、矿物掺合料15.8份、特细砂50份、水9份、纤维0.15份、减缩剂0.55份、萘系减水剂0.5份。
所述钢筋混凝土结构层混凝土强度等级为C40。所述钢筋混凝土结构层由按质量份计的以下的原料制成：水泥10份、矿物掺合料7.9份、中砂32份、石子50份、防腐剂0.8份、萘系减水剂0.3份。
所述矿物掺合料为矿粉、粉煤灰和硅灰。矿粉为平均粒径3μm的超细矿物填充原料；粉煤灰为平均粒径10μm的二级灰；硅灰的平均粒径为8μm。
对比例
普通混凝土基础，由按质量份计的以下的原料制成：水泥10份、矿物掺合料8份、中砂32份、石子50份、防腐剂0.75份、萘系减水剂0.25份。
以上各实施例性和对比例能指标，见表1～4。
表1 梯度防腐混凝土在Na2SO4溶液中养护不同龄期时的抗压强度
表2 梯度防腐混凝土在Na2SO4溶液中养护不同龄期时的电通量
表3 梯度防腐混凝土在Na2SO4溶液中养护不同龄期时的抗渗等级
表4 梯度防腐混凝土经过300次冻融循环试验后的相对动弹性模量
由表1～4可知，上述4个实施例在Na2SO4溶液中养护不同龄期的抗压强度、电通量、抗渗等级，及300次冻融循环后相对动弹性模量均明显优于掺加防腐剂的普通混凝土。以上实施例各组混凝土原材料来源广泛、制备工艺简单、施工方便、成本低廉、具有高抗蚀抗渗抗冻等性能优点，能够很好的满足腐蚀性地区输电线路杆塔混凝土基础高耐久性的要求，从而能够延长输电线路的服役寿命。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，本领域技术人员阅读本发明说明书后，可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种输电线路杆塔梯度防腐混凝土基础，其特征在于：所述混凝土基础由抗渗防水层(1)、外防腐层(2)和钢筋混凝土结构层(3)构成，抗渗防水层(1)位于外防腐层(2)的表面，外防腐层(2)位于钢筋混凝土结构层(3)的外表面；
按质量份计，组成所述外防腐层的各组分的量为：水泥20～25份、矿物掺合料15～17份、特细砂53.15～55份、水8～11份、纤维0.15～0.20份、减缩剂0.4～0.45份、萘系减水剂0.3～0.4份；
按质量份计，组成所述钢筋混凝土结构层的各组分的量为：水泥8～10份、矿物掺合料6～9份、中砂26～32份、石子40～50份、防腐剂0.7～0.85份、萘系减水剂0.1～0.3份。
2.如权利要求1所述的一种输电线路杆塔梯度防腐混凝土基础，其特征在于：所述抗渗防水层为厚度20～30mm的抗渗防水涂层材料。
3.如权利要求2所述的一种输电线路杆塔梯度防腐混凝土基础，其特征在于：所述抗渗防水涂层材料为高氯聚乙烯。
4.如权利要求1所述的一种输电线路杆塔梯度防腐混凝土基础，其特征在于：所述钢筋混凝土结构层混凝土最低强度等级为C40。
5.如权利要求4所述的一种输电线路杆塔梯度防腐混凝土基础，其特征在于：所述钢筋混凝土结构层由水泥、矿物掺合料、中砂、石子、水、防腐剂和萘系减水剂制成。
6.如权利要求5所述的一种输电线路杆塔梯度防腐混凝土基础，其特征在于：所述矿物掺合料为矿粉、粉煤灰或硅灰。
7.如权利要求6所述的一种输电线路杆塔梯度防腐混凝土基础，其特征在于：所述矿粉的平均粒径为2～4μm；所述粉煤灰为平均粒径8～14μm的二级灰；所述硅灰的平均粒径为8～14μm。
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