CN115219325A - 输电杆塔预制超高强度混凝土基础的生产方法及试验方法 - Google Patents

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李渊
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Abstract

本发明提供了一种输电杆塔预制超高强度混凝土基础的生产方法及试验方法，属于电力施工技术领域，所述生产方法包括：按预设要求绑扎的钢筋骨架放入钢模内；按预设要求配制的混凝土浆料送入钢模内浇筑；振捣浇筑的混凝土浆料；养护直至获得预制超高强度混凝土基础；对制得的预制超高强度混凝土基础进行试验。本发明提供的输电杆塔预制超高强度混凝土基础，可制作几种较小尺寸的基础构件，灵活适应更多类型的杆塔基础的组装，并适用于更多复杂腐蚀性环境，具有高强质轻，施工快速方便，社会效益和环保效益显著。

Description

输电杆塔预制超高强度混凝土基础的生产方法及试验方法
技术领域
本发明属于电力施工技术领域，具体涉及一种输电杆塔预制超高强度混凝土基础的生产方法及试验方法。
背景技术
输电杆塔预制混凝土基础，是在科学计算的基础上遵循标准生产工艺制作，能够满足规定使用条件的输电杆塔基础。输电杆塔预制混凝土基础主要是应用在施工场地原材料采集困难、施工作业场地空间不足等特殊条件中，但随着社会的发展变迁，当代的年轻人不愿意加入建筑工人这一行业，导致建筑工人的数量稀少，且在技术发展的不断推动下，以机械化代替人工劳动已经成为当今工程事业发展的基本趋势，预制混凝土基础因可由车间机械化生产，减少施工现场人力成本，提高工程效率等优势，被广泛推广应用。
输电杆塔预制混凝土基础，由车间标准化生产，从选材、生产设备、加工工艺、养护方式都严格控制，大大提高了产品质量，减少了施工污染。模数化的设计、标准化的工艺、工厂化的生产、高效率的现场应用，有效的节约了工期和成本。
但现有的预制混凝土基础拥有明显的缺点：(1)钢模尺寸规格限制，钢模尺寸规格是固定的几种尺寸规格，无法做到灵活的适应所有混凝土基础尺寸。
(2)不适于生产大尺寸预制混凝土基础，由于生产设备、运输等的限制，预制混凝土基础尺寸不宜过大，无法支撑基础作用力较大的杆塔。
(3)耐腐蚀性差，在腐蚀地区不能有效抑制基础腐蚀，主要腐蚀为氯离子和硫酸根离子腐蚀。
发明内容
本发明实施例提供一种输电杆塔预制超高强度混凝土基础的生产方法及试验方法，旨在解决预制混凝土基础承载能力差、抗腐蚀性差的问题。
第一方面，为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种输电杆塔预制超高强度混凝土基础的生产方法，所述生产方法包括：
按预设要求绑扎的钢筋骨架放入钢模内；
按预设要求配制的混凝土浆料送入钢模内浇筑；
振捣浇筑的混凝土浆料；
养护直至获得预制超高强度混凝土基础；
对制得的预制超高强度混凝土基础进行试验。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述钢筋骨架的预制成型包括：
主筋采用等直径消除应力带肋钢筋，直径≥12mm，净距≥60mm，经调直机调直定长切断后的主筋要求：不得有肉眼可见的明显弯曲；主筋长度误差＜2mm；强度损失＜4％抗拉强度设计值；
主筋通长配置，主筋和主筋连接采用双面搭接焊，焊缝长度≥140mm，相邻主筋焊缝不在同一平面；
焊接后通长配置的主筋端头使用钢筋镦头机镦头，镦头直径为钢筋直径的1.8倍；
主筋上部延主柱竖向均匀排列，下部进入扩底部分≥80mm后，在第一弯曲部位使主筋下部与扩底部侧面平行，主筋末端的第二弯曲部位向外弯成180°弯钩，弯钩末端平直段长度不小于主筋直径的5倍；采用钢筋弯曲机进行弯曲，且弯曲部位不得出现焊接；
箍筋采用等直径低碳冷拔光圆钢筋，直径不小于主筋直径的0.25倍；在骨架成型机上成型，将主筋平直段拉直拉紧，绑扎环式内箍筋，之后焊接螺旋式外箍筋和环式外箍筋；在主筋上端头、第一弯曲部位和距离第二弯曲部位80mm处分别绑扎环式內箍筋和满焊焊接环式外箍筋，环式内箍筋与环式外箍筋错开4～5mm的垂直距离，保证内、外箍筋不在同一平面；并且，每隔不大于1000mm满焊焊接一个环式内箍筋，主筋上端头至第一弯曲部位满焊螺旋式外箍筋，第一弯曲部位至第二弯曲部位之间满焊环式外箍筋，环式外箍筋间距不大于100mm；
基础底部设置钢筋环形网状结构，外环钢筋采用消除应力带肋钢筋，内部采用十字交错钢筋结构，中间最长交错钢筋使用消除应力带肋钢筋，其它钢筋采用低碳冷拔光圆钢筋，消除应力带肋钢筋直径≥12mm，低碳冷拔光圆钢筋直径不小于消除应力带肋钢筋直径的0.25倍，钢筋交点处应用满焊连接；
上部主筋末端的180°弯钩勾住外环钢筋，并绑扎连接，增加钢筋骨架的整体结构性；
其中，消除应力带肋钢筋，抗拉强度设计值≥1040Mpa；低碳冷拔光圆钢筋，抗拉强度设计值≥510Mpa。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述混凝土浆料的配制包括：
原料配备：包括水泥130-150份、石英砂130-150份、碎石50-60份、减水剂15-16份、活性掺料50-55份、增韧增强掺料25-35份，其余为洁净中性水，水胶比为0.18；
配料：按配合比称量水泥、石英砂、碎石、减水剂、活性掺料、增韧增强掺料、水；
搅拌：使用搅拌机进行搅拌，将水泥、石英砂、碎石、活性掺料放在一起进行搅拌，搅拌时间1～2分钟；加入第一次水和减水剂水溶液，第一次水量和减水剂水溶液用水量共为2/3水，搅拌1～2分钟；加入增韧增强掺料和部分或全部剩余水量搅拌2～3分钟，剩余水量可根据和易性指标灵活控制；其中，和易性指标：坍落度根据环境温控制在7～11cm。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述混凝土浆料振捣过程包括：
使用高频电动插入振捣器对钢模内的混凝土浆料进行振捣；
快速插入高频电动插入振捣器，振捣从钢模最底部开始，同一位置振捣30～40s；移动高频电动插入振捣器40～50cm，继续振捣30～40s；再移动高频电动插入振捣器40～50cm继续振捣；高频电动插入振捣器移动原则为先水平移动，后向上移动，高频电动插入振捣器移动时要慢速，直到全部混凝土浆料振捣完成；高频电动插入振捣器重新插入混凝土最底部重复以上操作，重复振捣，直到混凝土不再明显下沉，不再出现明显气泡，振捣结束。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述养护直至获得预制超高强度混凝土基础包括：
常压蒸汽养护：
将振捣后的预制混凝土基础置于蒸养池中，封好钢模端部，进行常压蒸汽养护；
升温期：室温升至85℃；
升温时间：根据初始温度控制在1.5～2h；
恒温期：85℃；
恒温时间：2h；
降温期：85℃降至45℃；
降温时间：0.5h；
养护室养护：
脱模后的产品放入混凝土高温养护室进行养护，温度保持在40～42℃，湿度RH在90％以上，养护时间为2-4天，其作用促使混凝土中的物质进行化学反应结成晶体，增加混凝土内部结构的密度，提高混凝土强度，加速混凝土硬化；
自然养护：
预制混凝土基础出养护室后需进行自然养护7天，上端头部封好，每隔5～6小时向基础洒水一次，洒水要均匀，保证基础没有漏洒部位，获得预制超高强度混凝土基础。
第二方面，本发明实施例提供一种预制超高强度混凝土基础的试验方法，基于所述的生产方法制备的输电杆塔预制超高强度混凝土基础，试验方法包括：抗压强度试验、劈裂抗拉强度试验及腐蚀试验；
其中，所述腐蚀试验包括抗氯离子渗透试验及抗硫酸根离子试验。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述抗压强度试验包括：
同期养护150mm×150mm×150mm立方体试件，共1组，每组3个；
将试件安放在试验机上进行试验，在试验过程中应连续均匀地加荷，加载速率为27kN/s；
混凝土立方体抗压强度按照下列公式(1)计算：
Figure BDA0003677649770000051
式中：fcc—混凝土立方体试件抗压强度，单位MPa；
F—试件破坏荷载，单位N；
A—试件承压面积，单位mm2；
抗压强度取值以3个试件测试的平均值作为该组试件的抗压强度值，计算精确至0.1MPa；当试件的抗压强度值最大值和最小值与中值之差大于中值的15％，则取中值作为该组试件的抗压强度值；当试件的抗压强度值的最大值和最小值与中值之差均大于15％，则试验结果无效。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述劈裂抗拉强度试验包括：
同期养护150mm×150mm×150mm立方体试件，共1组，每组3个；
将试件放于拉力机上，以0.1MPa/s的速度均匀加载，直至试件破裂，荷载开始下降，下降至100kN，关闭送油阀，打开回油阀，记录数据；
混凝土立方体抗压强度按照公式(2)计算：
Figure BDA0003677649770000061
式中：fts—混凝土劈裂抗拉强度，单位MPa；
F—试件破坏荷载，单位N；
A—试件劈裂面面积，单位mm2；
抗拉强度取值以3个试件测试的平均值作为该组试件的抗拉强度值，计算精确至0.1MPa；当试件的最大值和最小值与中值之差大于中值的15％，则取中值作为该组试件的抗拉强度值；当试件的最大值和最小值与中值之差均大于15％，则试验结果无效。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述抗氯离子渗透试验包括：
选取试件：采用直径100±1mm、高度50±2mm的圆柱体试件，试件共1组，1组包括多个试件，在20～25℃的室内进行；
实验前对试件进行真空饱水，真空饱水后抹掉多余水分；
将饱水后的试件在试验槽内夹紧，检查不渗透后，向试件两侧分别注入NaCl溶液和NaOH溶液；其中，注入NaCl溶液的试验槽内的铜网应连接电源负极，注入NaOH溶液的试验槽中的铜网应连接电源正极；
接通氯离子渗透电测仪电源，并应对上述两铜网施加60±0.1V的直流恒电压，且应记录电流初始读数I0；开始时每隔5min钟记录一次电流值，当电流值变化不大时，可每隔10min钟记录一次电流值It；当电流变化很小时，应每隔30min记录一次电流值，直至通电6h；
试验结束后，及时排出试验溶液，并用凉开水和洗涤剂冲洗试验槽60s以上，然后用蒸馏水洗净并用电吹风冷风档吹干；
利用公式(3)计算每件试件的总电通量；
Q＝900(I0+2I30+2I60+……+2I300+2I330+2I360) (3)
式中：Q——通过直径为试件的总电通量C；
I0——初始电流A，精确到0.001A；
It——在时间t(min)的电流A，精确到0.001A；
依据《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T 50082-2009，按照公式(4)，将该试件的总电通量换算成为直径为95mm试件的电通量值；
Qk＝Qx×(95/x)2 (4)
式中：Qk——通过直径为95mm试件的电通量C；
Qx——通过直径为xmm，试件的电通量C；
1组取3个试件电通量的算术平均值作为该组试件的电通量测定值；
当某一个电通量值与中值的差值超过中值的15％时，应取其余两个试件的电通量的算术平均值作为该组试件的试验结果测定值；
当有两个电通量值与中值的差值都超过中值的15％时，应取中值作为该组试件的电通量试验结果测定值。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述抗硫酸根离子试验包括：
同期养护100mm×100mm×100mm试件，分4组，一组3块，分别浸泡在清水和8％Na2SO4溶液中30天、90天，液体高于试件上表面不小于10mm，达到规定龄期后，测定试件的混凝土抗压强度，并求其抗腐蚀系数K值。
本发明提供的输电杆塔预制超高强度混凝土基础的生产方法，与现有技术相比，有益效果在于：通过提升预制混凝土构件的抗裂度、基础的承载能力和抗腐蚀性，制作几种较小尺寸的基础构件，灵活适应更多类型的杆塔基础的组装，并适用于更多复杂腐蚀性环境，同时基础减轻自重约30％，减轻了运输、起吊的难度和工程量，节省工程造价。本发明生产的预制超高强混凝土基础，具有高强质轻，施工快速方便，社会效益和环保效益显著。
附图说明
图1为本发明实施例提供的输电杆塔预制超高强度混凝土基础的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的输电杆塔预制超高强度混凝土基础的基础底部钢筋网状结构示意图；
图3为图1提供的输电杆塔预制超高强度混凝土基础的俯视结构示意图；
附图标记说明：
1、消除应力带肋钢筋；2、低碳冷拔光圆钢筋。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请一并参阅图1至图3，现对本发明提供的输电杆塔预制超高强度混凝土基础的生产方法进行说明。所述输电杆塔预制超高强度混凝土基础的生产方法，所述生产方法包括：
步骤一、按预设要求绑扎的钢筋骨架放入钢模内；
步骤二、按预设要求配制的混凝土浆料送入钢模内浇筑；
步骤三、振捣浇筑的混凝土浆料；
步骤四、养护直至获得预制超高强度混凝土基础；
步骤五、对制得的预制超高强度混凝土基础进行试验。
本实施例提供的预制超高强混凝土基础代替原有预制混凝土基础，可提高构件的抗裂度、基础的承载能力和抗腐蚀性，制备几种较小尺寸的基础可适应更多类型的杆塔，可适用于更多复杂腐蚀性环境，同时基础会减轻自重约30％，减轻了运输、起吊的难度和工程量，节省工程造价，施工快速方便，社会效益和环保效益显著。
本发明从生产工艺的选材、生产过程的制备到试验手段的把控，层层把关，实现预制超高强混凝土基础的制备，具体如下：
(一)原材料的选择
1.钢筋：消除应力带肋钢筋，抗拉强度设计值≥1040Mpa；低碳冷拔光圆钢筋，抗拉强度设计值≥510Mpa。
2.混凝土：
(1)水泥：52.5级普通硅酸盐水泥，140份；
(2)砂：石英砂，140份；
(3)石：辉绿岩碎石，60份；
(4)减水剂：高效羧酸系列减水剂，16份；
(5)活性掺料：微硅粉，55份；粉煤灰，45份；
(6)增韧增强掺料：长径比为60～90钢纤维，30份；
(7)水：洁净的中性水，水胶比为0.18。
(二)钢筋骨架成型
(1)主筋采用等直径消除应力带肋钢筋，直径≥12mm，净距≥60mm，经调直机调直定长切断后的主筋要求：不得有肉眼可见的明显弯曲；钢筋长度误差＜2mm；强度损失＜4％抗拉强度设计值。
(2)主筋通长配置，主筋和主筋连接采用双面搭接焊，焊缝长度≥140mm，相邻主筋焊缝不在同一平面。
(3)焊接后通长配置的主筋端头使用钢筋镦头机镦头，镦头直径为钢筋直径的1.8倍。
(4)主筋上部延主柱竖向均匀排列，下部进入扩底部分≥80mm后，弯曲一定角度(第一弯曲部位)使主筋下部与扩底部侧面平行，主筋末端向外弯成180°弯钩(第二弯曲部位)，弯钩末端平直段长度不应小于主筋直径的5倍，采用钢筋弯曲机进行弯曲，且弯曲部位不得出现焊接。
(5)箍筋采用等直径低碳冷拔光圆钢筋，直径不小于主筋直径的0.25倍。在骨架成型机上成型，将主筋平直段拉直拉紧，绑扎环式内箍筋，之后焊接螺旋式外箍筋和环式外箍筋；在主筋上端头、第一弯曲部位和距离第二弯曲部位80mm处分别绑扎环式內箍筋和满焊焊接环式外箍筋，内箍筋与外箍筋错开4～5mm的垂直距离，保证内、外箍筋不在同一平面。
除此之外，每隔不大于1000mm满焊焊接一个环式内箍筋，主筋上端头至第一弯曲部位满焊螺旋式外箍筋，第一弯曲部位至第二弯曲部位处之间满焊环式外箍筋，外箍筋间距不大于100mm。
(6)基础底部设置钢筋环形网状结构，外环采用消除应力带肋钢筋，内部采用十字交错钢筋结构，中间最长交错钢筋使用消除应力带肋钢筋，其它钢筋采用低碳冷拔光圆钢筋，消除应力带肋钢筋直径≥12mm，低碳冷拔光圆钢筋直径不小于消除应力带肋钢筋直径的0.25倍，钢筋交点处应用满焊连接。
(7)上部主筋180°弯钩勾住外环钢筋，并绑扎连接，增加钢筋骨架的整体结构性。
(三)混凝土制作
(1)按配合比称量水泥、砂、石、减水剂、微硅粉、粉煤灰、钢纤维、水。
(2)搅拌：使用搅拌机进行搅拌，将水泥、砂、石、微硅粉、粉煤灰放在一起进行搅拌，搅拌时间1～2分钟；加入第一次水和减水剂水溶液，第一次水量和减水剂水溶液用水量共为2/3水，搅拌1～2分钟；加入钢纤维和部分或全部剩余水量搅拌2～3分钟，剩余水量可根据和易性指标灵活控制。
和易性指标：坍落度根据环境温控制在7～11cm。
(四)混凝土浇筑
将钢筋骨架固定于钢膜内准确位置处，使用泵送机给钢模内部进行泵送喂料。
(五)混凝土振捣
使用高频电动插入振捣器对钢膜内混凝土进行振捣。
快速插入振捣器，振捣从钢膜最底部开始，同一位置振捣30～40s,移动振捣器40～50cm，继续振捣30～40s，再移动振捣器40～50cm，振捣器移动原则为先水平移动，后向上移动，振捣器移动时要慢速，直到全部混凝土振捣完成。振捣器重新插入混凝土最底部重复以上操作，重复振捣，直到混凝土不在明显下沉，不再出现明显气泡，振捣结束。
(六)养护
(1)常压蒸汽养护
为了加速混凝土硬化，缩短生产时间，采用常压蒸汽养护。将钢模置于蒸养池中，封好钢模端部，通过以下工艺对混凝土进行蒸养。
升温期:室温85℃；
升温时间：根据初始温度控制在1.5～2小时；
恒温期：85℃；
恒温时间：2小时；
降温期：85℃45℃；
降温时间：0.5小时。
(2)养护室养护
脱模后的产品放入混凝土高温养护室进行养护，基础置于上下二层支架上，温度保持在40～42℃，湿度RH在90％以上，养护时间为3天，其作用促使混凝土中的微硅粉、粉煤灰与混凝土中的二氧化钙等物质继续进行化学反应结成晶体，增加混凝土内部结构的密度，提高混凝土强度，加速混凝土硬化。
(3)自然养护
预制基础出养护室后需进行自然养护7天，上端头部封好，每隔5～6小时向基础洒水一次，洒水要均匀，保证基础没有漏洒部位。
本发明对制备的预制高强度混凝土基础进行强度试验，包括抗压强度试验、劈裂抗拉强度试验及腐蚀试验。具体如下：
(一)抗压强度试验
(1)试验方法
试验方法按照普通混凝土力学性能试验方法标(GB/T 50081-2019)执行，抗压强度试验采用同期养护150mm×150mm×150mm立方体试件，共1组，每组3个。压力机使用WHY-5000型微机控制电液伺服胀环试验机。
立方体抗压强度试验步骤如下：
a)将试件安放在试验机的下压板上，试件的承压面应与成型时的顶面垂直。试件的中心应与试验机下压板中心对准，开动试验机，当上压板与试件或钢垫板接近时，调整球座，使接触均衡。
b)在试验过程中应连续均匀地加荷，加载速率为27kN/s。
c)当试件接近破坏开始急剧变形时，应停止调整试验机油门，直至破坏。然后记录破坏荷载。
混凝土立方体抗压强度按照下列公式计算：
Figure BDA0003677649770000121
式中：fcc—混凝土立方体试件抗压强度(MPa)；
F—试件破坏荷载(N)；
A—试件承压面积(mm2)。
抗压强度取值以3个试件测试的平均值作为该组试件的抗压强度值，计算精确至0.1MPa。若最大值或最小值如有一个与中值之差大于中值的15％，则取中值作为该组试件的抗压强度值；若最大值和最小值与中值之差均大于15％，则试验结果无效。
(2)试验结果
当加载至最大荷载的75％～85％时，预制超高强混凝土基础同期养护的混凝土试件内部有明显的劈裂声。在破坏前，劈裂声持续较长，试件侧表面有裂缝出现；裂缝形成后，桥架于裂缝间的钢纤维开始工作，使裂缝的扩展延迟，加之钢纤维从基体混凝土间拔出时需要消耗大量的变形能，破坏前可听到纤维被拔出而产生的嘈杂和撕裂的声音，破坏时有碎块迸裂，随之变成一声巨大的声响而最终破坏，但试件基本保持原样，试件压缩破坏后裂而不散，坏而不碎，基本保持了正平行六面体的形状。
试验数据表1
Figure BDA0003677649770000131
预制超高强混凝土基础同期养护的混凝土试件的抗压强度为103.51MPa，达到C100混凝土标号。
(二)劈裂抗拉强度试验
(1)试验方法
试验方法按照普通混凝土力学性能试验方法标(GB/T 50081-2019)执行，抗拉强度试验采用预制超高强混凝土基础同期养护150mm×150mm×150mm立方体试件，共1组，每组3个。拉力机使用数显万能材料试验机。
立方体抗拉强度试验步骤如下：
a)将试件放于夹具中，启动机器，调节上压板至接近垫块上部受压表面，关闭防护网，准备施加荷载。
b)调节数显仪，使仪器以0.1MPa/s的速度均匀加载，直至试件破裂，荷载开始下降，下降至100kN,关闭送油阀，打开回油阀。记录数据
混凝土立方体抗压强度按照公式计算：
Figure BDA0003677649770000141
式中：fts—混凝土劈裂抗拉强度(MPa)；
F—试件破坏荷载(N)；
A—试件劈裂面面积(mm2)。
抗拉强度取值以3个试件测试的平均值作为该组试件的抗拉强度值，计算精确至0.1MPa。若最大值或最小值如有一个与中值之差大于中值的15％，则取中值作为该组试件的抗拉强度值；若最大值和最小值与中值之差均大于15％，则试验结果无效。
(2)试验结果
一开始，施加的荷载慢慢变大，试件顶端中部即靠近垫条的位置先形成近似倒三角的裂缝分布；随后，裂缝沿着试件中部不断地向下延伸和扩张，这个过程中纤维桥接着裂缝两边的混凝土基体，减缓裂缝的发展速率；最终，随着荷载继续增大，听到混凝土试件中传来“嘣嘣”的断裂声响，形成一条向下扩展的主裂缝，失去承载力，不会直接崩成两块。
试验数据表2
Figure BDA0003677649770000142
预制超高强混凝土基础同期养护的混凝土试件的抗拉强度为8.1MPa，较普通混凝土有更好的延展性。
(三)腐蚀试验
1.抗氯离子渗透试验
(1)试验方法
试验方法按照《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082-2009中电通量法执行，试验采用直径(100±1)mm，高度(50±2)mm的圆柱体试件，试件共1组，每组3个试件。
电通量试验采用NEL-VJH型混凝土智能真空饱水机和NEL-PEU型混凝土电通量测定仪。首先将混凝土圆柱体试件进行真空饱水，抹掉多余水分后，将饱水后试件安装在夹具上，检查不渗透后，向夹具两级注入NaCl溶液(负极)和NaOH溶液(正极)，然后接通氯离子渗透电测仪电源及夹具正负极，最后连接测试计算机，通过NELElec测试软件控制量测6h流过试件电通量，探究混凝土抗氯离子渗透性能。
具体试验步骤如下：
a)电通量试验应采用直径(100±1)mm，高度(50±2)mm的圆柱体试件，试验应在(20～25)℃的室内进行。先将养护到规定龄期的试件暴露于空气中至表面干燥，并应以硅胶或树脂密封材料涂刷试件圆柱侧面，还应填补涂层中的孔洞。
b)电通量试验前应将试件进行真空饱水。应先将试件放入真空容器中，然后启动真空泵，并应在5min内将真空容器中的绝对压强减少至1～5kPa，应保持该真空度3h，然后在真空泵仍然运转的情况下，注入足够的蒸馏水或者去离子水，直至淹没试件，应在试件浸没1h后恢复常压，并继续浸泡(18±2)h。
c)在真空饱水结束后，应从水中取出试件，并抹掉多余的水分，且应保持试件所处的环境的相对湿度在95％以上。应将试件安装于试验槽内，并应采用螺杆将两试验槽和端面装有硫化橡胶垫的试件夹紧。试件安装好后，应采用蒸馏水或其他有效方法检查试件和试验槽之间的密封性能。
d)检查试件和试件槽之间的密封性后，应将质量浓度为3.0％的NaCl溶液和摩尔浓度为0.3mol/L的NaOH溶液分别注入试件两侧的试验槽中，注入NaCl溶液的试验槽内的铜网应连接电源负极，注入NaOH溶液的试验槽中的铜网应连接电源正极。
e)在正确连接电源线后，应保持试验槽中充满溶液的情况下接通电源，并应对上述两铜网施加(60±0.1)V直流恒电压，且应记录电流初始读数I0。开始时应每隔5min钟记录一次电流值，当电流值变化不大时，可每隔10min钟记录一次电流值；当电流变化很小时，应每隔30min记录一次电流值，直至通电6h。
f)当采用自动采集数据的测试装置时，记录电流的时间间隔可设定为5～10min。电流测量值应精确至±0.5mA。试验过程中宜同时检测试验槽中溶液的温度。
g)试验结束后，应及时排出试验溶液，并应用凉开水和洗涤剂冲洗试验槽60s以上，然后用蒸馏水洗净并用电吹风冷风档吹干。
每个试件的总电通量采用下列简化公式计算：
Q＝900(I0+2I30+2I60+……+2I300+2I330+2I360)
式中：Q——通过直径为试件的总电通量(C)；
I0——初始电流(A)，精确到0.001A；
It——在时间t(min)的电流(A)，精确到0.001A；
依据《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T 50082-2009，按照公式，将该试件的电通量换算成为直径为95mm试件的电通量值。
Qk＝Qx×(95/x)2
式中：Qk——通过直径为95mm试件的电通量(C)；
Qx——通过直径为x(mm)试件的电通量(C)；
x——试件的实际直径(mm)，本次实验中x＝100mm；
每组应取3个试件电通量的算术平均值作为该组试件的电通量测定值。当某一个电通量值与中值的差值超过中值的15％时，应取其余两个试件的电通量的算术平均值作为该组试件的试验结果测定值。当有两个测值与中值的的差值都超过中值的15％时，应取中值作为该组试件的电通量试验结果测定值。
(2)试验结果
电通量试验数据如表3；
表3电通量试验数据
Figure BDA0003677649770000171
由表可以看出，两组试件的电通量测定值分别为37.9C和46.4C，根据美国材料实验协会制定的关于混凝土抵抗氯离子渗透能力的标准试验方法ASTM C1202中的评价标准，电通量小于100C属于氯离子渗透性可忽略的范围，说明超高强混凝土电杆同期养护的混凝土试件具有非常优异的抗氯离子渗透性能，可以保证超高强混凝土电杆在设计使用寿命期间的正常使用。
2.抗硫酸根离子试验
同期养护100mm×100mm×100mm试件，分4组，一组3块，分别浸泡在清水和8％Na2SO4溶液中30天、90天，液体高于试件上表面不小于10mm。达到规定龄期后，试件测定混凝土抗压强度，并求其抗腐蚀系数K值。
抗腐蚀系数K值＝在溶液中抗压强度R2/在清水中抗压强度R1
表4
Figure BDA0003677649770000172
Figure BDA0003677649770000181
由表4中实验数值可知，用预制超高强混凝土基础，有较好的抗硫酸根离子性能。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种输电杆塔预制超高强度混凝土基础的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括：
按预设要求绑扎的钢筋骨架放入钢模内；
按预设要求配制的混凝土浆料送入钢模内浇筑；
振捣浇筑的混凝土浆料；
养护直至获得预制超高强度混凝土基础；
对制得的预制超高强度混凝土基础进行试验。
2.如权利要求1所述的输电杆塔预制超高强度混凝土基础的生产方法，其特征在于，所述钢筋骨架的预制成型包括：
主筋采用等直径消除应力带肋钢筋，直径≥12mm，净距≥60mm，经调直机调直定长切断后的主筋要求：不得有肉眼可见的明显弯曲；主筋长度误差＜2mm；强度损失＜4％抗拉强度设计值；
主筋通长配置，主筋和主筋连接采用双面搭接焊，焊缝长度≥140mm，相邻主筋焊缝不在同一平面；
焊接后通长配置的主筋端头使用钢筋镦头机镦头，镦头直径为钢筋直径的1.8倍；
主筋上部延主柱竖向均匀排列，下部进入扩底部分≥80mm后，在第一弯曲部位使主筋下部与扩底部侧面平行，主筋末端的第二弯曲部位向外弯成180°弯钩，弯钩末端平直段长度不小于主筋直径的5倍；采用钢筋弯曲机进行弯曲，且弯曲部位不得出现焊接；
箍筋采用等直径低碳冷拔光圆钢筋，直径不小于主筋直径的0.25倍；在骨架成型机上成型，将主筋平直段拉直拉紧，绑扎环式内箍筋，之后焊接螺旋式外箍筋和环式外箍筋；在主筋上端头、第一弯曲部位和距离第二弯曲部位80mm处分别绑扎环式內箍筋和满焊焊接环式外箍筋，环式内箍筋与环式外箍筋错开4～5mm的垂直距离，保证内、外箍筋不在同一平面；并且，每隔不大于1000mm满焊焊接一个环式内箍筋，主筋上端头至第一弯曲部位满焊螺旋式外箍筋，第一弯曲部位至第二弯曲部位之间满焊环式外箍筋，环式外箍筋间距不大于100mm；
基础底部设置钢筋环形网状结构，外环钢筋采用消除应力带肋钢筋，内部采用十字交错钢筋结构，中间最长交错钢筋使用消除应力带肋钢筋，其它钢筋采用低碳冷拔光圆钢筋，消除应力带肋钢筋直径≥12mm，低碳冷拔光圆钢筋直径不小于消除应力带肋钢筋直径的0.25倍，钢筋交点处应用满焊连接；
上部主筋末端的180°弯钩勾住外环钢筋，并绑扎连接，增加钢筋骨架的整体结构性；
其中，消除应力带肋钢筋，抗拉强度设计值≥1040Mpa；低碳冷拔光圆钢筋，抗拉强度设计值≥510Mpa。
3.如权利要求1所述的输电杆塔预制超高强度混凝土基础的生产方法，其特征在于，所述混凝土浆料的配制包括：
原料配备：包括水泥130-150份、石英砂130-150份、碎石50-60份、减水剂15-16份、活性掺料50-55份、增韧增强掺料25-35份，其余为洁净中性水，水胶比为0.18；
配料：按配合比称量水泥、石英砂、碎石、减水剂、活性掺料、增韧增强掺料、水；
搅拌：使用搅拌机进行搅拌，将水泥、石英砂、碎石、活性掺料放在一起进行搅拌，搅拌时间1～2分钟；加入第一次水和减水剂水溶液，第一次水量和减水剂水溶液用水量共为2/3水，搅拌1～2分钟；加入增韧增强掺料和部分或全部剩余水量搅拌2～3分钟，剩余水量可根据和易性指标灵活控制；其中，和易性指标：坍落度根据环境温控制在7～11cm。
4.如权利要求3所述的输电杆塔预制超高强度混凝土基础的生产方法，其特征在于，所述混凝土浆料振捣过程包括：
使用高频电动插入振捣器对钢模内的混凝土浆料进行振捣；
快速插入高频电动插入振捣器，振捣从钢模最底部开始，同一位置振捣30～40s；移动高频电动插入振捣器40～50cm，继续振捣30～40s；再移动高频电动插入振捣器40～50cm继续振捣；高频电动插入振捣器移动原则为先水平移动，后向上移动，高频电动插入振捣器移动时要慢速，直到全部混凝土浆料振捣完成；高频电动插入振捣器重新插入混凝土最底部重复以上操作，重复振捣，直到混凝土不再明显下沉，不再出现明显气泡，振捣结束。
5.如权利要求1所述的输电杆塔预制超高强度混凝土基础的生产方法，其特征在于，所述养护直至获得预制超高强度混凝土基础包括：
常压蒸汽养护：
将振捣后的预制混凝土基础置于蒸养池中，封好钢模端部，进行常压蒸汽养护；
升温期：室温升至85℃；
升温时间：根据初始温度控制在1.5～2h；
恒温期：85℃；
恒温时间：2h；
降温期：85℃降至45℃；
降温时间：0.5h；
养护室养护：
脱模后的产品放入混凝土高温养护室进行养护，温度保持在40～42℃，湿度RH在90％以上，养护时间为2-4天，其作用促使混凝土中的物质进行化学反应结成晶体，增加混凝土内部结构的密度，提高混凝土强度，加速混凝土硬化；
自然养护：
预制混凝土基础出养护室后需进行自然养护7天，上端头部封好，每隔5～6小时向基础洒水一次，洒水要均匀，保证基础没有漏洒部位，获得预制超高强度混凝土基础。
6.一种预制超高强度混凝土基础的试验方法，基于如权利要求1-5任一项所述的生产方法制备的输电杆塔预制超高强度混凝土基础，其特征在于，试验方法包括：抗压强度试验、劈裂抗拉强度试验及腐蚀试验；
其中，所述腐蚀试验包括抗氯离子渗透试验及抗硫酸根离子试验。
7.如权利要求6所述的预制超高强度混凝土基础的试验方法，其特征在于，所述抗压强度试验包括：
同期养护150mm×150mm×150mm立方体试件，共1组，每组3个；
将试件安放在试验机上进行试验，在试验过程中应连续均匀地加荷，加载速率为27kN/s；
混凝土立方体抗压强度按照下列公式(1)计算：
Figure FDA0003677649760000041
式中：fcc—混凝土立方体试件抗压强度，单位MPa；
F—试件破坏荷载，单位N；
A—试件承压面积，单位mm2；
抗压强度取值以3个试件测试的平均值作为该组试件的抗压强度值，计算精确至0.1MPa；当试件的抗压强度值最大值和最小值与中值之差大于中值的15％，则取中值作为该组试件的抗压强度值；当试件的抗压强度值的最大值和最小值与中值之差均大于15％，则试验结果无效。
8.如权利要求6所述的预制超高强度混凝土基础的试验方法，其特征在于，所述劈裂抗拉强度试验包括：
同期养护150mm×150mm×150mm立方体试件，共1组，每组3个；
将试件放于拉力机上，以0.1MPa/s的速度均匀加载，直至试件破裂，荷载开始下降，下降至100kN，关闭送油阀，打开回油阀，记录数据；
混凝土立方体抗压强度按照公式(2)计算：
Figure FDA0003677649760000051
式中：fts—混凝土劈裂抗拉强度，单位MPa；
F—试件破坏荷载，单位N；
A—试件劈裂面面积，单位mm2；
抗拉强度取值以3个试件测试的平均值作为该组试件的抗拉强度值，计算精确至0.1MPa；当试件的最大值和最小值与中值之差大于中值的15％，则取中值作为该组试件的抗拉强度值；当试件的最大值和最小值与中值之差均大于15％，则试验结果无效。
9.如权利要求6所述的预制超高强度混凝土基础的试验方法，其特征在于，所述抗氯离子渗透试验包括：
选取试件：采用直径100±1mm、高度50±2mm的圆柱体试件，试件共1组，1组包括多个试件，在20～25℃的室内进行；
实验前对试件进行真空饱水，真空饱水后抹掉多余水分；
将饱水后的试件在试验槽内夹紧，检查不渗透后，向试件两侧分别注入NaCl溶液和NaOH溶液；其中，注入NaCl溶液的试验槽内的铜网应连接电源负极，注入NaOH溶液的试验槽中的铜网应连接电源正极；
接通氯离子渗透电测仪电源，并应对上述两铜网施加60±0.1V的直流恒电压，且应记录电流初始读数I0；开始时每隔5min钟记录一次电流值，当电流值变化不大时，可每隔10min钟记录一次电流值It；当电流变化很小时，应每隔30min记录一次电流值，直至通电6h；
试验结束后，及时排出试验溶液，并用凉开水和洗涤剂冲洗试验槽60s以上，然后用蒸馏水洗净并用电吹风冷风档吹干；
利用公式(3)计算每件试件的总电通量；
Q＝900(I0+2I30+2I60+……+2I300+2I330+2I360) (3)
式中：Q——通过直径为试件的总电通量C；
I0——初始电流A，精确到0.001A；
It——在时间t/min的电流A，精确到0.001A；
依据《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T 50082-2009，按照公式(4)，将该试件的总电通量换算成为直径为95mm试件的电通量值；
Qk＝Qx×(95/x)2 (4)
式中：Qk——通过直径为95mm试件的电通量C；
Qx——通过直径为xmm，试件的电通量C；
1组取3个试件电通量的算术平均值作为该组试件的电通量测定值；
当某一个电通量值与中值的差值超过中值的15％时，应取其余两个试件的电通量的算术平均值作为该组试件的试验结果测定值；
当有两个电通量值与中值的差值都超过中值的15％时，应取中值作为该组试件的电通量试验结果测定值。
10.如权利要求6所述的预制超高强度混凝土基础的试验方法，其特征在于，所述抗硫酸根离子试验包括：
同期养护100mm×100mm×100mm试件，分4组，一组3块，分别浸泡在清水和8％Na2SO4溶液中30天、90天，液体高于试件上表面不小于10mm，达到规定龄期后，测定试件的混凝土抗压强度，并求其抗腐蚀系数K值。
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