CN116041009A - 一种用于轻型防腐电杆的混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于轻型防腐电杆的混凝土，包括如下重量份数的原料：微硅灰130‑150，普通硅酸盐水泥480‑500，石灰石粉70‑80，高效减水剂7.5‑8.5,玄武岩纤维20‑30,玻璃纤维20‑30,水洗河砂680‑720,碎石1100‑1150,水110‑130；本发明还提供一种用于轻型防腐电杆的混凝土制备方法，本发明的混凝土具有极低的渗透性、较高的抗环境介质侵蚀能力和良好的耐久性，具有较高的抗拉强度和抗弯强度、良好的韧性和延性，还具有良好的抗冻性、抗碳化性、抗盐酸硫酸侵蚀、抗化学溶液侵蚀及耐磨性；本发明在混凝土中掺入石灰石粉，可以明显降低混凝土拌合物黏度，让电杆在制作过程中的可以轻松进行布料；采用本发明制备的电杆可以比用普通硅酸盐水泥制备的电杆壁厚更薄，大大降低了电杆的制造成本和运输成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于轻型防腐电杆的混凝土及其制备方法。
背景技术
目前，用于轻型防腐电杆的混凝土具有强度高，抗裂性强，抗渗性能好，防腐性能好的特点，另外因其原料来源广泛，良好的力学性能，造价低廉，施工方便等优点而大量运用于输变电工程和通信领域，尤其是在我国平原地区运用的更为广泛；目前多采用钢纤维使得混凝土具有较好的特性，存在如下问题：一、钢纤维掺入的比重低会使得性能差；而钢纤维掺入的比重高又会导致成本高、使得该配比混凝土的原材料成本较高，使之用此发明制备的混凝土制作出的电杆比常规混凝土制作出的电杆费用高出很多，不利于该发明制备的混凝土在电杆行业的推广使用；二、使用此类混凝土的电杆还是容易腐蚀，耐久度比较差。
发明内容
本发明人在现场施工及实验调配中，发现现有的用于轻型防腐混凝土之所以难以在电杆上使用，是因为：一、钢纤维的掺入量大且混凝土流动性大，当采用离心工艺制作电杆时，离心过程极易造成电杆内部混凝土坍塌，使得电杆成型难度大；二、成型后由于电杆制作时，由于离心过程产生的离心力使得大部分的钢纤维堆积在电杆的外表面，而堆积在电杆外表面的钢纤维又非常容易锈蚀，且混凝土内部的钢纤维又互相搭接，使得电杆外表面锈蚀的钢纤维会让电杆内部的钢筋锈蚀，严重影响电杆的耐久度；本发明的目的是克服上述缺陷，提供一种用于轻型防腐电杆的混凝土及其制备方法。
本发明采用以下技术方案：
一种用于轻型防腐电杆的混凝土，包括如下重量份数的原料：
微硅灰130-150，普通硅酸盐水泥480-500，石灰石粉70-80，高效减水剂7.5-8.5，玄武岩纤维20-30,玻璃纤维20-30,水洗河砂680-720,碎石1100-1150,水110-130。
优选的，所述微硅灰颗粒平均粒径为0.1～0.2um，组成成分中SiO2含量>90％。
优选的，所述石灰石粉中，组成成分碳酸钙含量>75％，所述石灰石粉过45um方孔筛的筛余量<15％。
优选的，所述高效减水剂为聚羧酸减水剂，其含固量为50％且减水率≥30％。
优选的，所述玄武岩纤维长度为8mm-35mm、直径为9um-25um，抗拉强度≥2000Mpa；所述玻璃纤维长度为8mm-30mm、直径为9um-25um。
优选的，所述水洗河砂粒径为0.63mm-0.315mm，含泥量≤0.5％，泥块含量为0％。
优选的，所述碎石为玄武石，粒径为5mm、含泥量≤0.5％，泥块含量为0％，针、片状颗粒含量≤3％。
一种用于轻型防腐电杆的混凝土制备方法，包括以下步骤：。
S1、原材料计量：按重量份数分别计量各组成材料，微硅灰130-150，普通硅酸盐水泥480-500，石灰石粉70-80，高效减水剂7.5-8.5，玄武岩纤维20-30,玻璃纤维20-30,水洗河砂680-720,碎石1100-1150,水110-130。
S2、干搅拌：将所述微硅灰、石灰石粉、普通硅酸盐水泥、水洗河砂放入搅拌机中，进行搅拌。
S3、预搅拌：将高效减水剂、玻璃纤维、玄武岩纤维放入计量好的水中搅拌，搅拌均匀后倒入搅拌机中，进行搅拌。
S4、终搅拌：在搅拌机中加入碎石，进行搅拌。
优选的，所述干搅拌中，混合后进行搅拌的时间为1min；所述预搅拌中，搅拌均匀后倒入搅拌机后，进行搅拌的时间为3min；所述初搅拌中，加入碎石后，进行搅拌的时间为1min。
本发明的原理及有益效果为：
一、本发明水泥基材料中掺入玻璃纤维和玄武岩纤维，玻璃纤维和玄武岩纤维作为增强材料而形成的水泥基复合材料，其中纤维材料可以约束水泥基料中的裂缝扩散，使得混凝土具有较高的抗拉强度和抗弯强度、良好的韧性和延展性。
二、本发明在混凝土中加入高效的减水剂和微硅灰，同时掺入硬度高的骨料，使得超细粒子排列紧密、合理，并互相填充，使得混凝土内部孔隙率非常低，因而混凝土具有极低的渗透性、较高的抗环境介质侵蚀能力和良好的耐久性，具有良好的抗冻性、抗碳化性、抗盐酸硫酸侵蚀、抗化学溶液侵蚀及耐磨性。
三、本发明在混凝土中掺入石灰石粉，可以明显的降低混凝土拌合物黏度，让电杆在制作过程中的布料更加轻松。
四、采用本发明混凝土制作电杆的混凝土强度，比普通硅酸盐水泥电杆的混凝土的强度高，因而在同等的电杆等级下用一种用于轻型防腐电杆混凝土制备的电杆可以比用普通硅酸盐水泥制备的电杆壁厚更薄，制作电杆钢筋骨架的钢筋用量更少，大大降低了电杆的制造成本和运输成本；而且一种用于轻型防腐电杆混凝土还能大量利用铁合金在冶炼硅铁和工业硅时产生的废气中收集而成的微硅灰，节能环保。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案更加清楚，以下结合实施例，对本发明进行进一步说明：
一种用于轻型防腐电杆的混凝土，成分包括微硅灰、普通硅酸盐水泥、石灰石粉、高效减水剂、玄武岩纤维、玻璃纤维、水洗河砂、碎石、水；本发明混凝土的配合比见表1：
表1混凝土配合比表(单位：kg/m3)
本实施例采用的配合比如下：
微硅灰140kg/m3，普通硅酸盐水泥492kg/m3，石灰石粉75kg/m3，高效减水剂8kg/m3，玄武岩纤维22kg/m3，玻璃纤维22kg/m3，水洗河砂剂705kg/m3，碎石1110kg/m3，水121kg/m3。
所述普通硅酸盐水泥采用P.O 42.5型号。
所述微硅灰的颗粒平均粒径为0.1～0.2um，组成成分中SiO2含量>90％，并且绝大部分呈非晶态；所述微硅灰掺和量为胶凝材料的24％，微硅灰的平均粒径比水泥低2个量级，能够很好的填充于水泥颗粒的孔隙间，使得混凝土更加密实，提高混凝土的耐久性；微硅灰还能与水泥水化产生的氢氧化钙迅速反应，生成C-S-H，提高混凝土的强度。
所述石灰石粉的碳酸钙含量大于75％，并且过45um方孔筛的筛余量小于15％；使用石灰石粉可以明显的降低混凝土拌合物黏度，本实施例中，采用的是碳酸钙含量为82％的石灰石粉。
所述高效减水剂为聚羧酸减水剂，含固量为50％且减水率不小于30％。利用高效减水剂减少配合比中水的用量，降低水胶比，提高混凝土强度并提高混凝土的流动性；本实施例中，采用的是含固量为50％且减水率为35％的聚羧酸减水剂。
所述的配合比的玄武岩纤维长度为8mm～35mm、直径为9um～25um，抗拉强度不低于2000Mpa；使用该尺寸的玄武岩纤维能有效的提高混凝土的抗拉、抗弯强度和增强混凝土的韧性；本实施例中，采用的是长度为8mm～30mm、直径为9um～25um的玄武岩纤维，抗拉强度2300Mpa的玄武岩纤维。
所述的配合比的玻璃纤维为长度为8mm～30mm、直径为9um～25um；使用该尺寸的玻璃纤维能有效的提高混凝土的抗拉、抗弯强度和增强混凝土的韧性；本实施例中，采用的是长度为8mm～30mm、直径为9um～25um的玻璃纤维。
所述的配合比的水洗河砂粒径为0.63mm～0.315mm、含泥量不大于0.5％，泥块含量为0％；使用该尺寸的水洗河砂具有较好的细骨料级配，使混凝土具有较好的孔隙结构。
所述的配合比的碎石为玄武石，粒径为5mm、含泥量不大于0.5％，泥块含量为0％，针、片状颗粒含量不大于3％；使用该尺寸的碎石具有较好的粗骨料级配，使混凝土具有较好的孔隙结构；并且该品种碎石强度高，能有效的提高混凝土的抗压强度。
本发明中，用于轻型防腐电杆的混凝土制备方法，包括以下步骤：
S1、原材料计量：按重量份数分别计量各组成材料，微硅灰130-150，普通硅酸盐水泥480-500，石灰石粉70-80，高效减水剂7.5-8.5，玄武岩纤维20-30,玻璃纤维20-30,水洗河砂680-720,碎石1100-1150,水110-130。
S2、干搅拌：将所述微硅灰、石灰石粉、普通硅酸盐水泥、水洗河砂放入搅拌机中，搅拌1min。
S3、预搅拌：将高效减水剂、玻璃纤维、玄武岩纤维放入计量好的水中搅拌，搅拌均匀后倒入搅拌机中，搅拌3min。
S4、终搅拌：在搅拌机中加入碎石，搅拌1min。
将上述例制得的轻型防腐电杆的混凝土，制备成φ190*15*M*BY电杆，进行28天的浇水标准养护，根据GB/T5017-2010进行混凝土强度试验，混凝土强度达到C150的要求，且制作的电杆力学性能，尺寸和外观各项指标均符合GB/T 4623-2006里的要求，其中力学性能测试见表2。
表2力学性能测试表
按照上述实施例制得的φ190*15*M*BY轻型防腐电杆，和普通混凝土电杆的力学性能对比试验，结果见表3。
表3力学性能对比表
从表3可以看出在相同型号相同配筋的情况下，以轻型防腐电杆的混凝土制备出的电杆比普通混凝土制备出的电杆在更薄的壁厚，更轻的重量下制备出的电杆具有更好力学性能(即达开裂检验弯矩时的挠度值、达开裂检验弯矩时的裂缝值、达承载力检验弯矩时的挠度值、达承载力检验弯矩时的裂缝值、破坏时的检验系数)，大大降低了电杆的制造成本和运输成本。可带来显著的经济效益和施工质量改进效果，具有较高的工程应用价值和广阔的市场前景。
在发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明所采用的部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，仍属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于轻型防腐电杆的混凝土，其特征在于，包括如下重量份数的原料：
微硅灰130-150，普通硅酸盐水泥480-500，石灰石粉70-80，高效减水剂7.5-8.5，玄武岩纤维20-30,玻璃纤维20-30,水洗河砂680-720,碎石1100-1150,水110-130。
2.根据权利要求1所述的一种用于轻型防腐电杆的混凝土，其特征在于：
所述微硅灰颗粒平均粒径为0.1～0.2um，组成成分中SiO2含量>90％。
3.根据权利要求1所述的一种用于轻型防腐电杆的混凝土，其特征在于：
所述石灰石粉中，组成成分碳酸钙含量>75％，所述石灰石粉过45um方孔筛的筛余量<15％。
4.根据权利要求1所述的一种用于轻型防腐电杆的混凝土，其特征在于：
所述高效减水剂为聚羧酸减水剂，其含固量为50％且减水率≥30％。
5.根据权利要求1所述的一种用于轻型防腐电杆的混凝土，其特征在于：
所述玄武岩纤维长度为8mm-35mm、直径为9um-25um，抗拉强度≥2000Mpa；
所述玻璃纤维长度为8mm-30mm、直径为9um-25um。
6.根据权利要求1所述的一种用于轻型防腐电杆的混凝土，其特征在于：
所述水洗河砂粒径为0.63mm-0.315mm，含泥量≤0.5％，泥块含量为0％。
7.根据权利要求1所述的一种用于轻型防腐电杆的混凝土，其特征在于：
所述碎石为玄武石，粒径为5mm、含泥量≤0.5％，泥块含量为0％，针、片状颗粒含量≤3％。
8.一种用于轻型防腐电杆的混凝土制备方法，其特征在于，包括以下步骤：。
S1、原材料计量：按重量份数分别计量各组成材料，微硅灰130-150，普通硅酸盐水泥480-500，石灰石粉70-80，高效减水剂7.5-8.5，玄武岩纤维20-30,玻璃纤维20-30,水洗河砂680-720,碎石1100-1150,水110-130；
S2、干搅拌：将所述微硅灰、石灰石粉、普通硅酸盐水泥、水洗河砂放入搅拌机中，进行搅拌；
S3、预搅拌：将高效减水剂、玻璃纤维、玄武岩纤维放入计量好的水中搅拌，搅拌均匀后倒入搅拌机中，进行搅拌；
S4、终搅拌：在搅拌机中加入碎石，进行搅拌。
9.根据权利要求8所述的一种用于轻型防腐电杆的混凝土，其特征在于：
所述干搅拌中，混合后进行搅拌的时间为1min；
所述预搅拌中，搅拌均匀后倒入搅拌机后，进行搅拌的时间为3min；
所述终搅拌中，加入碎石后，进行搅拌的时间为1min。
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