CN112922434A - 一种环保低应力混凝土电杆及其制备方法 - Google Patents

一种环保低应力混凝土电杆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种环保低应力混凝土电杆及其制备方法，所述环保低应力混凝土电杆包括电杆主体以及预应力锚固台，所述电杆主体远离预应力锚固台的一端固定有法兰，所述电杆主体包括有由内至外依次设置的混凝土层和自清洁层，所述混凝土层的内部嵌入有钢筋笼，所述混凝土层、自清洁层以及钢筋笼径向平面的中轴线相互重合，所述混凝土层由聚氨酯、石灰粉、水以及橡胶粉混合而成，所述自清洁层的材质为纳米二氧化钛。本发明提出的环保低应力混凝土电杆，通过电杆主体和预应力锚固台的配合，并且通过二次利用废旧材料，可提高混凝土层的耐低温性能、混凝土材料韧性以及抗疲劳能力。

Description

一种环保低应力混凝土电杆及其制备方法
技术领域
本发明涉及电杆设备技术领域，特别涉及一种环保低应力混凝土电杆及其制备方法。
背景技术
众所周知的，钢筋混凝土电杆应用于变电所构架，以及输配电线路中的支撑作用。具体的，按照用途可分为：直线杆、分支杆、转角杆、耐张杆以及终端杆。
现有专利(申请号为：201520823903.X)提出一种新型钢筋混凝土电杆，该产品由混凝土电杆主杆、混凝土电杆下杆、主钢筋、螺旋钢筋、法兰以及固定座等组成。通过主钢筋和螺旋钢筋的组合提高混凝土电杆的抗拉强度，在混凝土电杆主杆的上方设有法兰来方便连接，在混凝土电杆主杆下部的外侧设有固定座来增加混凝土电杆的牢固性，并在混凝土电杆下杆的外侧设有螺纹以方便混凝土电杆植入泥土中。该专利的技术方案，可提高混凝土电杆的抗拉强度，可以更加方便有效的植入泥土里，增加了混凝土电杆牢固性。
此外，现有专利(申请号为：201520823904.4)提出一种高安全性钢筋混凝土电杆，该产品由混凝土电杆、高度传感器、高度显示器、主钢筋、螺旋钢筋、法兰、铰链以及支撑架等组成。通过主钢筋和螺旋钢筋的组合提高混凝土电杆的抗拉强度，通过混凝土电杆上方的高度传感器和侧面的高度显示器可以明确的显示出电杆距地面的高度状况。在混凝土电杆底部使用支撑架加强混凝土电杆底部在土中的稳固性，该产品提高混凝土电杆的抗拉强度，明确地显示出混凝土电杆距地面高度的情况，增加了混凝土电杆牢固性。
上述的混凝土电杆，虽然具有较高的抗拉强度。然而，传统的混凝土电杆在制备过程中，所使用的混凝土往往采用水和石灰进行混合而成，导致制备后的混凝土在用料上不够环保；与此同时，混凝土材料韧性较差以及抗疲劳性能较低。
发明内容
基于此，本发明的目的在于提供了一种环保低应力混凝土电杆及其制备方法用以解决上述背景技术中提出的技术问题。
本发明提出一种环保低应力混凝土电杆，包括电杆主体以及预应力锚固台，在所述电杆主体远离所述预应力锚固台的一端固定设有法兰，所述电杆主体包括由内至外依次设置的混凝土层以及自清洁层，所述混凝土层的内部嵌有钢筋笼，所述混凝土层、自清洁层以及所述钢筋笼径向平面的中轴线相互重合；
所述混凝土层由聚氨酯、水泥、增强性纤维以及橡胶粉混合而成；
所述自清洁层的材质为纳米二氧化钛。
进一步的，所述钢筋笼包括有多个预应力钢棒，多个所述预应力钢棒均嵌入于所述混凝土层中，多个所述预应力钢棒环绕所述混凝土层径向平面的中轴线逐一等距设置，多个所述预应力钢棒的外周面通过环焊机连接有螺旋应力钢筋，多个所述预应力钢棒均与所述预应力锚固台的顶端壳体固定连接。
进一步的，所述混凝土层中的所述橡胶粉为废旧橡胶粉，所述混凝土层中的聚氨酯为双组分或单组分热固性材料，拉伸强度为8～9MPa，常温粘度小于1450MPa·S。
进一步的，所述预应力锚固台为圆台状结构，所述预应力锚固台远离所述电杆主体的一端固定设有防拉盘，所述防拉盘靠近所述电杆主体的一侧表面固定有多个加强梁，多个所述加强梁环绕防拉盘径向平面的中轴线逐一等距设置。
进一步的，所述预应力锚固台的外表面设有导电防腐蚀层，所述导电防腐蚀层的材质为磁性聚苯胺物。
进一步的，所述自清洁层中的纳米二氧化钛对应的粒径为150～200nm，所述混凝土层中的水泥为粉煤灰硅酸盐水泥，所述混凝土层中的增强性纤维为混凝土纤维。
进一步的，在所述螺旋应力钢筋的外周均匀固定设有多个定位块，所述定位块包括相互固定连接的第一定位部以及第二定位部。
进一步的，在所述防拉盘的内侧面固定连接有定位套筒，在所述定位套筒的内侧缘均匀开设有多个定位缺口，所述定位缺口用于与对应的所述定位块进行插接，所述定位缺口与所述定位块的数量相等，所述第一定位部用于与所述螺旋应力钢筋固定连接，所述第二定位部用于与所述定位缺口卡接。
进一步的，在所述电杆主体的外周由上往下依次均匀设有多个环形凹槽，每两个所述环形凹槽之间的距离相等。
本发明还提出一种环保低应力混凝土电杆的制备方法，其中，用于制备如上所述的环保低应力混凝土电杆，所述方法包括如下步骤：
步骤一：在笼体外侧通过环焊机焊接螺旋钢筋，形成钢筋笼；
步骤二：向电杆钢模底座内将成分为纳米二氧化钛浆料的自清洁层以极薄的雾层喷涂方式喷涂至电杆钢模底座内，将得到的钢筋笼吊装入吊装入电杆钢模底座内，完成钢筋笼与预应力锚固台的固定后，使两块预应力锚固台的肩夹落槽卡紧，并调紧螺母；
步骤三：倒入混凝土浆料，将与步骤二同样的方式在钢模顶座内喷涂好自清洁层后，合模，再次调紧螺母，经离心成型后吊离并平衡放置，经3～5日自然养护后脱模，再自然养护20～25天；
步骤四：对预应力钢棒进行张拉，达到预设计值后锁紧螺母，并锯除预应力钢棒的多余部分，以最终得到环保低应力混凝土电杆。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)、本发明通过电杆主体中混凝土层中的聚氨酯作为基材，提高混凝土层的耐低温性能以及混凝土材料韧性以及抗疲劳能力。此外，电杆主体中由纳米二氧化钛浆料形成的自清洁层具有保持除污与自洁功能，能分解建筑物表面的有机物质，长期保持建筑物表面的原貌；且采用喷雾的方式喷涂而上的自清洁层极薄，固化后不容易开裂。由于混凝土层中所采用橡胶粉为废旧橡胶经粉碎得来，从而对废旧橡胶进行重复利用的同时，增强了混凝土层的耐寒性能以及抗疲劳性能。
(2)、本发明通过引导磁性聚苯胺物溶液盛于喷雾器中，再通过喷雾器均匀喷涂在预应力锚固台的外表面形成导电防腐蚀层，再经微波加热后，使得导电防腐蚀层固化在预应力锚固台上，从而利用导电防腐蚀层提高预应力锚固台的导电性能以及耐腐蚀性能。
本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明第一实施例提出的环保低应力混凝土电杆的整体结构示意图；
图2为本发明第一实施例提出的环保低应力混凝土电杆中自清洁层、预应力钢棒以及螺旋应力钢筋之间的结构示意图；
图3为本发明第二实施例提出的环保低应力混凝土电杆中自清洁层、预应力钢棒以及螺旋应力钢筋之间的结构示意图；
图4为本发明第二实施例中预应力锚固台的结构放大图；
图5为图4中“V”部分的结构放大图；
图6为本发明第二实施例中定位块的结构放大图；
图7为本发明第三实施例中环保低应力混凝土电杆的整体结构示意图。
主要符号说明：
电杆主体 1 防拉盘 31
钢筋笼 11 加强梁 32
预应力钢棒 111 定位套筒 33
螺旋应力钢筋 112 定位缺口 331
混凝土层 12 定位块 4
自清洁层 13 第一定位部 41
法兰 2 第二定位部 42
预应力锚固台 3 环形凹槽 51
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1：
请参阅图1至图2，本发明提出一种环保低应力混凝土电杆，包括电杆主体1以及预应力锚固台3。
其中，在电杆主体1远离预应力锚固台3的一端固定设有法兰2。电杆主体1包括由内至外依次设置的混凝土层12以及自清洁层13，混凝土层12的内部嵌入有钢筋笼11。在本实施例中，混凝土层12、自清洁层13以及钢筋笼11径向平面的中轴线相互重合。上述的混凝土层12由聚氨酯、水泥、增强性纤维以及橡胶粉混合而成，上述的自清洁层13的材质为纳米二氧化钛。
需要说明的是，上述自清洁层13中的纳米二氧化钛对应的粒径为150～200nm。混凝土层12中的水泥为粉煤灰硅酸盐水泥，混凝土层12中的增强性纤维为混凝土纤维。
具体的，请参阅图1，上述的预应力锚固台3为上大下小的圆台状大小头结构。可以理解的，该设置可使得预应力锚固台3可通过其上大下小的圆台状大小头结构，提高预应力锚固台3与土地之间的接触面积，从而提高预应力锚固台3的抗拉拔能力。
此外，在预应力锚固台3远离电杆主体1的一端固定有防拉盘31。可以理解的，该设置可利用预应力锚固台3上的防拉盘31与预应力锚固台3之间构成T形结构，从而进一步增加预应力锚固台3与土地之间的接触面积，提高预应力锚固台3的抗拉拔能力。
进一步的，在防拉盘31靠近预应力锚固台3的一侧表面固定有多个加强梁32。其中，多个所述加强梁32环绕防拉盘31径向平面的中轴线逐一等距设置。可以理解的，从而利用拉盘31上的加强梁32，增强防拉盘31以及预应力锚固台3的结构强度。
在本实施例中，在预应力锚固台3的外表面设有导电防腐蚀层。其中，导电防腐蚀层的材质为磁性聚苯胺物。需要说明的是，通过引导磁性聚苯胺物溶液盛于喷雾器中，再通过喷雾器均匀喷涂在预应力锚固台3的外表面形成导电防腐蚀层。经微波加热后，使得导电防腐蚀层固化在预应力锚固台3上，从而利用导电防腐蚀层可提高预应力锚固台3的导电性能。
进一步的，上述的钢筋笼11包括多个预应力钢棒111，多个所述预应力钢棒111均嵌入于所述混凝土层12中。多个预应力钢棒111环绕混凝土层12径向平面的中轴线逐一等距设置，多个预应力钢棒111的外周面通过环焊机连接有螺旋应力钢筋112。在本实施例中，多个预应力钢棒111均与预应力锚固台3的顶端壳体固定连接。
可以理解的，由于预应力钢棒111与金属材质的预应力锚固台3之间采用固定连接，使得混凝土层12中所嵌入的预应力钢棒111能够将雷电倒入与土地相接触的预应力锚固台3上排出。
具体的，上述混凝土层12中的橡胶粉为废旧橡胶粉。混凝土层12中的聚氨酯为双组分或单组分热固性材料，拉伸强度为8～9MPa，常温粘度小于1450MPa·S。通过该设置，可通过混凝土层12中的聚氨酯作为基材，提高混凝土层12的耐低温性能以及混凝土材料韧性以及抗疲劳能力。
在本实施例中，本发明还提出一种环保低应力混凝土电杆的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤一：在笼体外侧通过环焊机焊接螺旋钢筋，形成钢筋笼11；
步骤二：向电杆钢模底座内将成分为纳米二氧化钛浆料的自清洁层13以极薄的雾层喷涂方式喷涂至电杆钢模底座内；将得到的钢筋笼11吊装入电杆钢筋笼11吊装入电杆钢模底座内，完成钢筋笼11与预应力锚固台3的固定后，使两块预应力锚固台3的肩夹落槽卡紧，并调紧螺母；
步骤三：倒入混凝土浆料，将与步骤二同样的方式在钢模顶座内喷涂好自清洁层13后，合模，再次调紧螺母，经离心成型后吊离并平衡放置，经3～5日自然养护后脱模，再自然养护20～25天；
步骤四：对预应力钢棒111进行张拉，达到预设计值后锁紧螺母，并锯除预应力钢棒111的多余部分，以最终得到环保低应力混凝土电杆。
本发明的具体操作方式如下：
在笼体外侧通过环焊机焊接螺旋钢筋，形成钢筋笼11，向电杆钢模底座内将成分为纳米二氧化钛浆料的自清洁层13以极薄的雾层喷涂方式喷涂至电杆钢模底座内；
将得到的钢筋笼11吊装入电杆钢筋笼11吊装入电杆钢模底座内，完成钢筋笼11与预应力锚固台3的固定后，使两块预应力锚固台3的肩夹落槽卡紧，并调紧螺母，倒入混凝土浆料，将与步骤三同样的方式喷涂在钢模顶座内喷涂好自清洁层13后，合模，再次调紧螺母；
经离心成型后吊离并平衡放置，经3～5日自然养护后脱模，再自然养护20～25天，对预应力钢棒111进行张拉，达到预设计值后锁紧螺母，并锯除预应力钢棒111的多余部分，以最终得到环保低应力混凝土电杆。
实施例2：
本发明第二实施例提出的环保低应力混凝土电杆的结构与上述第一实施例中的大致相同，其区别仅在于：在螺旋应力钢筋112的外周均匀固定设有多个定位块4。具体的，上述的定位块4包括相互固定连接的第一定位部41以及第二定位部42。
进一步的，在防拉盘31的内侧面固定连接有定位套筒33，在定位套筒33的内侧缘均匀开设有多个定位缺口331。在实际安装时，上述的定位缺口331用于与对应的定位块4进行插接。
可以理解的，在本实施例中，定位缺口331与定位块4的数量相等。具体的，上述的第一定位部41用于与螺旋应力钢筋112固定连接，上述的第二定位部42用于与定位缺口331卡接。该设置可便于钢筋笼(11)与预应力锚固台(3)之间的定位卡接以及后期的混凝土浆料浇筑。
实施例3：
本发明第三实施例提出的环保低应力混凝土电杆的结构与上述第一实施例中的大致相同，其区别仅在于：在电杆主体1的外周由上往下依次均匀设有多个环形凹槽51，每两个环形凹槽51之间的距离相等。
需要补充的是，在上述的环形凹槽51内可以设置反光贴，可在夜间或者特殊应用情景下实现反光标识提醒的作用。此外，由于在电杆主体1的外周由上往下依次均匀设有多个环形凹槽51，该环形凹槽51可便于工作人员通过绳索或其它工具对电杆进行搬运工作，提高了搬运效率。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种环保低应力混凝土电杆，包括电杆主体(1)以及设于所述电杆主体(1)一端的预应力锚固台(3)，其特征在于，在所述电杆主体(1)远离所述预应力锚固台(3)的一端固定设有法兰(2)，所述电杆主体(1)包括由内至外依次设置的混凝土层(12)以及自清洁层(13)，所述混凝土层(12)的内部嵌入有钢筋笼(11)，所述混凝土层(12)、所述自清洁层(13)以及所述钢筋笼(11)径向平面的中轴线相互重合；
所述混凝土层(12)由聚氨酯、水泥、增强性纤维以及橡胶粉混合而成；
所述自清洁层(13)的材质为纳米二氧化钛。
2.根据权利要求1所述的一种环保低应力混凝土电杆，其特征在于，所述钢筋笼(11)包括有多个预应力钢棒(111)，多个所述预应力钢棒(111)均嵌入于所述混凝土层(12)中，多个所述预应力钢棒(111)环绕所述混凝土层(12)径向平面的中轴线逐一等距设置，多个所述预应力钢棒(111)的外周面通过环焊机连接有螺旋应力钢筋(112)，多个所述预应力钢棒(111)均与所述预应力锚固台(3)的顶端壳体固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种环保低应力混凝土电杆，其特征在于，所述混凝土层(12)中的所述橡胶粉为废旧橡胶粉，所述混凝土层(12)中的所述聚氨酯为双组分或单组分热固性材料，拉伸强度为8～9MPa，常温粘度小于1450MPa·S。
4.根据权利要求1所述的一种环保低应力混凝土电杆，其特征在于，所述预应力锚固台(3)为圆台状结构，所述预应力锚固台(3)远离所述电杆主体(1)的一端固定设有防拉盘(31)，所述防拉盘(31)靠近所述电杆主体(1)的一侧表面固定有多个加强梁(32)，多个所述加强梁(32)环绕所述防拉盘(31)径向平面的中轴线逐一等距设置。
5.根据权利要求1所述的一种环保低应力混凝土电杆，其特征在于，所述预应力锚固台(3)的外表面设有导电防腐蚀层，所述导电防腐蚀层的材质为磁性聚苯胺物。
6.根据权利要求1所述的一种环保低应力混凝土电杆，其特征在于，所述自清洁层(13)中的纳米二氧化钛对应的粒径为150～200nm，所述混凝土层(12) 中的水泥为粉煤灰硅酸盐水泥，所述混凝土层(12)中的增强性纤维为混凝土纤维。
7.根据权利要求4所述的一种环保低应力混凝土电杆，其特征在于，在所述螺旋应力钢筋(112)的外周均匀固定设有多个定位块(4)，所述定位块(4)包括相互固定连接的第一定位部(41)以及第二定位部(42)。
8.根据权利要求7所述的一种环保低应力混凝土电杆，其特征在于，在所述防拉盘(31)的内侧面固定连接有定位套筒(33)，在所述定位套筒(33)的内侧缘均匀开设有多个定位缺口(331)，所述定位缺口(331)用于与对应的所述定位块(4)进行插接，所述定位缺口(331)与所述定位块(4)的数量相等，所述第一定位部(41)用于与所述螺旋应力钢筋(112)固定连接，所述第二定位部(42)用于与所述定位缺口(331)卡接。
9.根据权利要求1所述的一种环保低应力混凝土电杆，其特征在于，在所述电杆主体(1)的外周由上往下依次均匀设有多个环形凹槽(51)，每两个所述环形凹槽(51)之间的距离相等。
10.一种环保低应力混凝土电杆的制备方法，其特征在于，用于制备如上述权利要求1至9任意一项所述的环保低应力混凝土电杆，所述方法包括如下步骤：
步骤一：在笼体外侧通过环焊机焊接螺旋钢筋，形成钢筋笼(11)；
步骤二：向电杆钢模底座内将成分为纳米二氧化钛浆料的自清洁层(13)以极薄的雾层喷涂方式喷涂至电杆钢模底座内，将得到的钢筋笼(11)吊装入吊装入电杆钢模底座内，完成钢筋笼(11)与预应力锚固台(3)的固定后，使两块预应力锚固台(3)的肩夹落槽卡紧，并调紧螺母；
步骤三：倒入混凝土浆料，将与步骤二同样的方式在钢模顶座内喷涂好自清洁层(13)后，合模，再次调紧螺母，经离心成型后吊离并平衡放置，经3～5日自然养护后脱模，再自然养护20～25天；
步骤四：对预应力钢棒(111)进行张拉，达到预设计值后锁紧螺母，并锯除预应力钢棒(111)的多余部分，以最终得到环保低应力混凝土电杆。
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