CN107313646A - 一种抗渗抗冻混凝土电杆 - Google Patents

一种抗渗抗冻混凝土电杆 Download PDF

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Abstract

本发明属于电力设备领域，公开了一种抗渗抗冻混凝土电杆，所述电杆包括上下两部分，分别为空心杆和实心杆，所述空心1的顶部为密封结构，所述空心杆的中部设置有安全标示；所述空心杆为混凝土空心结构，通过连接件与实心杆连接到一起，所述空心杆1的下部设置若干个预留孔，以确保进入电杆内的水及时排出；所述实心杆由钢筋骨架和包裹所述钢筋骨架的混凝土层组成，所述实心杆的底部设有钢板端头，钢板端头通过钢丝连接固定在实心杆上。本发明电杆抗折抗压强度更高，抗碳化性能、抗渗性能和抗冻融性能好，可以作为常用水泥混凝土电杆的替代品。

Description

一种抗渗抗冻混凝土电杆
技术领域
本发明属于电力设备领域，涉及一种抗渗抗冻混凝土电杆。
背景技术
电杆是电的重要桥梁，让电力输送到四面八方。随着当前电力系统基础设施建设不断深入和发展，逐步了解到严酷的使用环境对输电线路用杆塔的力学和耐久性能提出了更高的要求。混凝土电杆是最常用的电杆。目前，混凝土电杆的设计强度一般在为C40和C50，原材料也主要以水泥、石子、砂子等传统材料为主，由于工人操作误差以及养护条件等差异，实际强度往往更低，耐久性也得不到保障，传统电杆的生产工艺及性能已不能满足对电杆的要求。在北方寒冷地区、高纬度及高海拔地区的电力系统基础设施建设中，要求混凝土电杆有更高的抗自然灾害能力差。
预应力电杆分为部分预应力混凝土电杆和完全预应力混凝土电杆。在同样荷载下，主筋全部为非预应力钢筋的普通混凝土电杆的裂缝出现较早，一般在开裂检验弯矩的60％～80％出现裂缝，部分预应力混凝土电杆一般在开裂检验弯矩的80％～100％出现裂缝，预应力混凝土电杆一般在开裂检验弯矩的120％～130％出现裂缝，完全预应力混凝土电杆有优良的裂缝控制能力。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中电力电杆抗冻抗渗耐腐蚀性能差以及强度低等诸多缺陷，提供了一种抗渗抗冻混凝土电杆。
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：
一种抗渗抗冻混凝土电杆，所述电杆包括上下两部分，分别为空心杆1和实心杆2，所述空心杆1的顶部为密封结构，所述空心杆1的中部设置有安全标示3；所述空心杆1为混凝土空心结构，通过连接件与实心杆2连接到一起，所述空心杆1的下部设置若干个预留孔4，以确保进入电杆内的水及时排出；所述实心杆2由钢筋骨架5和包裹所述钢筋骨架5的混凝土层6组成，所述实心杆2的底部设有钢板端头7，钢板端头7通过钢丝连接固定在实心杆2上。
进一步地，所述电杆按照如下工艺制备而得：1）制备空心杆，2）制备实心杆，3）连接固定。
具体地，所述电杆按照如下工艺制备而得：
1）制备空心杆：按照重量份取各原料备用，其中：石英砂30-50份，粉煤灰20-30份，石子12-18份，高炉矿渣12-18份，脱硫石膏7-9份，高岭土5-7份，秸秆粉4-6份，发泡剂2-3份，水50-70份；将上述原料搅拌均匀后所得浆体具有自流平性能，把浆体灌注到模具内，24小时后，脱模，即得空心杆；
2）制备实心杆：按照重量份取各原料备用，其中：石英砂30-50份，粉煤灰20-30份，石子12-18份，高炉矿渣12-18份，脱硫石膏7-9份，高岭土5-7份，秸秆粉4-6份，发泡剂2-3份，水50-70份；将上述原料搅拌均匀后所得浆体具有自流平性能，把浆体灌注到预先装有钢筋骨架的模具内，24小时后，脱模，即得实心杆；
3）连接固定：将空心杆和实心杆通过连接件连接到一起，最后将钢板端头通过钢丝连接固定在实心杆底部上，即得。
优选地，所述石英砂的粒径小于1mm，石子的粒径小于3mm，高炉矿渣的粒径小于1mm。
优选地，所述秸秆粉为农作物秸秆粉，粒径小于500um。
优选地，所述发泡剂按照如下工艺制备而得：将鱼骨粉和酒糟混合按照1:2的质量比混合均匀得到混合物，然后浸泡到占混合物两倍重量的5M盐酸溶液中，加热至60℃，保温条件下水解120min，再以1000rpm离心5min，收集沉淀，即得。
本发明研究出发点以及取得的有益效果主要包括但是并不限于以下几个方面：
本发明电杆结构简单，分为实心杆和空心杆，其中实心杆采用内设主筋的耐腐蚀混凝土结构，提高了电杆的耐腐蚀性能和机械强度；空心杆采用空心结构，在保证电杆强度的同时，可以节省材料，减轻电杆的重量，便于安装；
本发明空心杆底部设有预留孔，可以使进入电杆内部的水及时被排出，避免电杆被冻胀，从而使电杆具有优异的抗冻裂防腐的效果，使用寿命长；
本发明电杆底部设置有钢板端头，能够固定电杆，防止电杆倒塌；
本发明混凝土层避免采用成品水泥浆料，节省了成本，原料配伍合理，工艺简单，成本低廉，强度高，耐腐蚀性能好；
本发明混凝土层采用废弃物来制备发泡剂，在不影响强度的前提下，使得整体电杆重量是普通混凝土类电杆的三分之二到五分之四之间，重量大幅降低、节约大量材料，电杆负重减轻，提高了安全性；
本发明混凝土采用秸秆粉作为减水剂，替代现有技术中常用的聚羧酸高效减水剂，降低了成本；
本发明混凝土采用了大量废弃物，充分利用各种废弃物之间的相互反应与协同作用，促进了废弃物的高附加值利用，大大降低了产品的成本，并且生产过程中，不再有废浆废液排除，节约了废液、废渣等污染处理费用；
本发明提供的无水泥混凝土浆料具有高性能，强度等级更高，对钢筋的握裹力更强，并具微膨胀效应；
本发明电杆的使用范围增大，可应用海洋地区、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，具备较好的抗渗抗冻防腐蚀性能。
附图说明
图1：本发明耐腐蚀电力电杆的示意图。
图1中：1-空心杆，2-实心杆，3-安全标示，4-预留孔，5-钢筋骨架，6-混凝土层，7-钢板端头。
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
如图1所示，一种抗渗抗冻混凝土电杆，所述电杆包括上下两部分，分别为空心杆1和实心杆2，所述空心杆1的顶部为密封结构，所述空心杆1的中部设置有安全标示3；所述空心杆1为混凝土空心结构，通过连接件与实心杆2连接到一起，所述空心杆1的下部设置若干个预留孔4，以确保进入电杆内的水及时排出；所述实心杆2由钢筋骨架5和包裹所述钢筋骨架5的混凝土层6组成，所述实心杆2的底部设有钢板端头7，钢板端头7通过钢丝连接固定在实心杆2上。
所述抗渗抗冻混凝土电杆按照如下工艺制备而得：
1）按照重量份取各原料备用，其中：石英砂30份，粉煤灰20份，石子12份，高炉矿渣12份，脱硫石膏7份，高岭土5份，秸秆粉4份，发泡剂2份，水50份；将上述原料搅拌均匀后所得浆体具有自流平性能，把浆体灌注到模具内，24小时后，脱模，即得空心杆；
2）按照重量份取各原料备用，其中：石英砂30份，粉煤灰20份，石子12份，高炉矿渣12份，脱硫石膏7份，高岭土5份，秸秆粉4份，发泡剂2份，水50份；将上述原料搅拌均匀后所得浆体具有自流平性能，把浆体灌注到预先装有钢筋骨架的模具内，24小时后，脱模，即得实心杆；
3）将空心杆和实心杆通过连接件连接到一起，最后将钢板端头通过钢丝连接固定在实心杆底部上，即得。
所述石英砂的粒径小于1mm，石子的粒径小于3mm，高炉矿渣的粒径小于1mm，秸秆粉为农作物秸秆粉，粒径小于500um；
所述发泡剂按照如下工艺制备而得：将鱼骨粉和酒糟混合按照1:2的质量比混合均匀得到混合物，然后浸泡到占混合物两倍重量的5M盐酸溶液中，加热至60℃，保温条件下水解120min，再以1000rpm离心5min，收集沉淀，即得。
实施例2
如图1所示，一种抗渗抗冻混凝土电杆，所述电杆包括上下两部分，分别为空心杆1和实心杆2，所述空心杆1的顶部为密封结构，所述空心杆1的中部设置有安全标示3；所述空心杆1为混凝土空心结构，通过连接件与实心杆2连接到一起，所述空心杆1的下部设置若干个预留孔4，以确保进入电杆内的水及时排出；所述实心杆2由钢筋骨架5和包裹所述钢筋骨架5的混凝土层6组成，所述实心杆2的底部设有钢板端头7，钢板端头7通过钢丝连接固定在实心杆2上。
所述抗渗抗冻混凝土电杆按照如下工艺制备而得：
按照重量份取各原料备用，其中：石英砂50份，粉煤灰30份，石子18份，高炉矿渣18份，脱硫石膏9份，高岭土7份，秸秆粉6份，发泡剂3份，水70份；将上述原料搅拌均匀后所得浆体具有自流平性能，把浆体灌注到模具内，24小时后，脱模，即得空心杆；
按照重量份取各原料备用，其中：石英砂50份，粉煤灰30份，石子18份，高炉矿渣18份，脱硫石膏9份，高岭土7份，秸秆粉6份，发泡剂3份，水70份；将上述原料搅拌均匀后所得浆体具有自流平性能，把浆体灌注到预先装有钢筋骨架的模具内，24小时后，脱模，即得实心杆；
将空心杆和实心杆通过连接件连接到一起，最后将钢板端头通过钢丝连接固定在实心杆底部上，即得。
所述石英砂的粒径小于1mm，石子的粒径小于3mm，高炉矿渣的粒径小于1mm，秸秆粉为农作物秸秆粉，粒径小于500um；
所述发泡剂按照如下工艺制备而得：将鱼骨粉和酒糟混合按照1:2的质量比混合均匀得到混合物，然后浸泡到占混合物两倍重量的5M盐酸溶液中，加热至60℃，保温条件下水解120min，再以1000rpm离心5min，收集沉淀，即得。
实施例3
以市场常用普通水泥混凝土电杆为对照组，检测了本发明电杆的各方面性能，以实施例2为例，具体见表1：
表1
性能 本发明实施例2 对照组
混凝土抗压强度MPa 197 178
混凝土抗折强度MPa 23.7 20.9
混凝土抗碳化性 30天碳化检测深度为0mm 30天碳化检测深度为0.1mm
混凝土抗渗性能 ≥P30 ≥P30
混凝土抗冻融性 600次冻融循环无质量损失 600次冻融循环无质量损失
5%盐水浸泡200天 无疏松和剥落 无疏松和剥落。
结论：本发明的电杆比市场常用的水泥混凝土电杆抗折抗压强度更高，抗碳化性能好，抗渗性能和抗冻融性能相似，可以作为常用水泥混凝土电杆的替代品。
实施例4
本发明发泡剂对电杆性能的影响：
对照组1不采用发泡剂，其余同实施例1；对照组2采用只采用酒糟，其余同实施例1；对照组3采用只采用鱼骨粉，其余同实施例1；同等尺寸下，将实施例1的电杆重量记为1；各组别性能参数见表2：
表2
组别 重量 钢筋粘结强度Mpa 抗裂检验
实施例1 1 13.4 r0 cr=2.2
对照组1 1.28 11.7 r0 cr=1.5
对照组2 1.12 12.2 r0 cr=1.7
对照组3 1.17 12.9 r0 cr=1.9
结论：本发明发泡剂的原料配伍选择合理，发泡效果好，其大幅度降低了电杆重量，节省了原料成本，提高了安全性能。
应当注意的是，所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (6)

1.一种抗渗抗冻混凝土电杆，所述电杆包括上下两部分，分别为空心杆1和实心杆2，所述空心杆1的顶部为密封结构，所述空心杆1的中部设置有安全标示3；所述空心杆1为混凝土空心结构，通过连接件与实心杆2连接到一起，所述空心杆1的下部设置若干个预留孔4，以确保进入电杆内的水及时排出；所述实心杆2由钢筋骨架5和包裹所述钢筋骨架5的混凝土层6组成，所述实心杆2的底部设有钢板端头7，钢板端头7通过钢丝连接固定在实心杆2上。
2.根据权利要求1所述的电杆，其特征在于，所述电杆按照如下工艺制备而得：1）制备空心杆，2）制备实心杆，3）连接固定。
3.根据权利要求2所述的电杆，其特征在于，所述电杆按照如下工艺制备而得：
1）制备空心杆：按照重量份取各原料备用，其中：石英砂30-50份，粉煤灰20-30份，石子12-18份，高炉矿渣12-18份，脱硫石膏7-9份，高岭土5-7份，秸秆粉4-6份，发泡剂2-3份，水50-70份；将上述原料搅拌均匀后得到浆体，把浆体灌注到模具内，24小时后，脱模，即得空心杆；
2）制备实心杆：按照重量份取各原料备用，其中：石英砂30-50份，粉煤灰20-30份，石子12-18份，高炉矿渣12-18份，脱硫石膏7-9份，高岭土5-7份，秸秆粉4-6份，发泡剂2-3份，水50-70份；将上述原料搅拌均匀得到浆体，把浆体灌注到预先装有钢筋骨架的模具内，24小时后，脱模，即得实心杆；
3）连接固定：将空心杆和实心杆通过连接件连接到一起，最后将钢板端头通过钢丝连接固定在实心杆底部上，即得。
4.根据权利要求3所述的电杆，其特征在于，所述石英砂的粒径小于1mm，石子的粒径小于3mm，高炉矿渣的粒径小于1mm。
5.根据权利要求3所述的电杆，其特征在于，所述秸秆粉为农作物秸秆粉，粒径小于500um。
6.根据权利要求3所述的电杆，其特征在于，所述发泡剂按照如下工艺制备而得：将鱼骨粉和酒糟混合按照1:2的质量比混合均匀得到混合物，然后浸泡到占混合物两倍重量的5M盐酸溶液中，加热至60℃，保温条件下水解120min，再以1000rpm离心5min，收集沉淀，即得。
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