一種高強度高壓線電桿及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于供電輸電領(lǐng)域，公開了一種高強度高壓線電桿，其由礦渣、硫酸鋇、鋼纖維、石膏粉、高嶺土、石英砂、褐煤粉、42.5普通硅酸鹽水泥、水以及鋼筋網(wǎng)制備而成。該高壓線電桿的制備方法包括如下步驟：步驟1)制備改性礦渣、步驟2)制備改性高嶺土、步驟3)混料攪拌以及步驟4)成型脫模。該電桿具備機械強度大以及占地面積小等優(yōu)點，可以替代鐵塔用于高壓輸電。
【專利說明】一種高強度高壓線電桿及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于供電輸電領(lǐng)域，具體公開了一種高強度高壓線電桿及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電桿是電的橋梁，讓電運輸?shù)礁鱾€地方，我們常見的電桿有木制電桿，有水泥電 桿，它們的高度不一，矗立在平原山間，遍布在人們周圍。電桿的總類很多，常見的如：混凝 土電桿，即用混凝土與鋼筋或鋼絲制成的電桿。鐵桿：用生鐵鑄造的電桿，混凝土電桿有預(yù) 應(yīng)力和非預(yù)應(yīng)力兩種。電桿的截面形式有方形、八角形、工字形、環(huán)形或其他一些異型截面。 最常采用的是環(huán)形截面和方形截面。電桿長度一般為4. 5?15米。環(huán)形電桿有錐形桿和 等徑桿兩種，錐形桿的梢徑一般為100?230毫米，錐度為1 : 75;等徑桿的直徑為300? 550毫米；兩者壁厚均為30?60毫米。
[0003] 電桿在國民經(jīng)濟和人民生活有著重要的作用，不同類型的電桿優(yōu)缺點不同。雖然 水泥電桿容易制造，但是采用鋼材作為加強筋的水泥桿，抗凍融性差，容易受腐蝕膨脹引起 開裂；若桿塔使用木材，容易造成林業(yè)資源的浪費，和化學(xué)處理材料引起的環(huán)境污染；而使 用鋼材的話，其成本較高、重量較重和容易腐蝕，使得其投資費用太高；桿塔使用復(fù)合材料 時，具有質(zhì)輕高強度良好的性能。
[0004] 在輸電線路中，起轉(zhuǎn)角功能的電桿承受導(dǎo)地線張力、防串倒、隔離事故、定線、調(diào)整 電桿高等重要功能，與工程安全性關(guān)系重大?；炷林瞥傻乃嘀姉U或樹脂電桿，為了減 輕電桿的承受力，必須加強電桿的強度，傳統(tǒng)的方法采用在桿體內(nèi)增加鋼筋和增粗鋼筋作 為加強筋，圓柱形的鋼筋均勻的排列在桿體內(nèi)，使其承受力有所增加，但其鋼筋的重量比較 重，相應(yīng)的塔桿重量也大幅增加，鋼筋使用時間長了，會出現(xiàn)腐蝕生銹的情況，容易引起復(fù) 合桿開裂過早報廢，等等?，F(xiàn)有技術(shù)中，往往在地上再拉個拉線，加強筋的一端固定在電桿 上，另一端斜拉固定在地面上，雖然解決了電桿的承受力的問題，但增加了占地面積，破壞 了環(huán)境植被，長期以來上述出現(xiàn)的情況并未得到很好的解決。目前，提供一種強度大，占地 面積小的電桿是現(xiàn)有技術(shù)需要解決的。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中高壓電桿機械強度小，占地面積大等諸多缺陷， 提供一種高強度高壓線電桿，該電桿具備機械強度大以及占地面積小等優(yōu)點，可以替代鐵 塔；本發(fā)明還提供了上述高強度高壓線電桿的制備方法。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案通過如下方式來實現(xiàn)的：
[0007] -種高強度高壓線電桿，其由礦渣、硫酸鋇、鋼纖維、石膏粉、高嶺土、石英砂、褐煤 粉、42. 5普通硅酸鹽水泥、水以及鋼筋網(wǎng)制備而成。
[0008] 上述高壓線電桿的制備方法包括如下步驟：步驟1)制備改性礦渣、步驟2)制備改 性高嶺土、步驟3)混料攪拌以及步驟4)成型脫模。
[0009] 具體地，上述制備方法包括如下步驟：
[0010] 步驟1)制備改性礦渣：將礦渣經(jīng)過粉碎機粉碎，保持礦渣顆粒的粒徑在1cm以下， 然后添加硫酸鋇，混合均勻，最后送至球磨機，磨至粒徑為l〇〇um的粉末，即得；其中，礦渣 和硫酸鋇的重量比為100 : 1 ;
[0011] 步驟2)制備改性高嶺土 ：將高嶺土與5% (V/V)鹽酸按照重量比1 : 1混合，攪 拌均勻，然后靜置lOmin，隨后500轉(zhuǎn)/min離心3min，收集沉淀，即得改性高嶺土；
[0012] 步驟3)混料攪拌：往攪拌機中依次添加改性礦渣、改性高嶺土、石英砂、石膏粉、 褐煤粉、42. 5普通硅酸鹽水泥、鋼纖維以及水，以500轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌10分鐘，隨后靜 置30分鐘，然后排出至容器中，即得混凝土；其中，改性礦渣、改性高嶺土、石英砂、石膏粉、 褐煤粉、42. 5普通硅酸鹽水泥、鋼纖維以及水的重量比為10-12 : 3-4 : 5-6 : 2-3 : 2-3 : 2 0-25 : 1-2 : 10-12。
[0013] 步驟4)成型脫模：向裝有鋼筋網(wǎng)的模具中灌注混凝土，離心成型，然后置于溫度 為70°C，濕度為60%的濕熱環(huán)境中12小時，脫模即得。
[0014] 優(yōu)選地，礦渣為高爐礦渣、銅礦渣或者二者任意比例的混合物；
[0015] 優(yōu)選地，鋼筋網(wǎng)由八根直徑為4. 8mm的預(yù)應(yīng)力鋼絲作為主筋，由直徑為3. Omm的冷 拔高強絲做環(huán)向構(gòu)造筋編制而成，保護層厚度為18_;
[0016] 優(yōu)選地，石英砂、石膏粉以及褐煤粉的粒徑均控制在lOOum以下；
[0017] 優(yōu)選地，鋼纖維長度為10_20mm，長徑比為30-40。
[0018] 本發(fā)明還公開了上述電桿的制備方法。
[0019] 本發(fā)明的有益效果主要包括：本發(fā)明高壓線電桿具備機械強度大以及占地面積小 等優(yōu)點，可以替代鐵塔用于高壓輸電線路；本發(fā)明制備工藝簡單可行，適合工業(yè)化生產(chǎn)；本 發(fā)明采用了低廉原料以及工業(yè)廢料，降低了工業(yè)成本。
【具體實施方式】
[0020] 為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好地理解本申請中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請具 體實施例，對本發(fā)明進行更加清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部 分實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出 創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0021] 實施例1
[0022] -種高強度高壓線電桿，其由礦渣、硫酸鋇、鋼纖維、石膏粉、高嶺土、石英砂、褐煤 粉、42. 5普通硅酸鹽水泥、水以及鋼筋網(wǎng)等原料制備而成；
[0023] 上述高壓線電桿的制備方法包括如下步驟：
[0024] 步驟1)制備改性礦渣：將礦渣經(jīng)過粉碎機粉碎，保持礦渣顆粒的粒徑在1cm以下， 然后添加硫酸鋇，混合均勻，最后送至球磨機，磨至粒徑為lOOum的粉末，即得；其中，礦渣 和硫酸鋇的重量比為100 : 1 ;
[0025] 步驟2)制備改性高嶺土 ：將高嶺土與5% (V/V)鹽酸按照重量比1 : 1混合，攪 拌均勻，然后靜置lOmin，隨后500轉(zhuǎn)/min離心3min，收集沉淀，即得改性高嶺土；
[0026] 步驟3)混料攪拌：往攪拌機中依次添加改性礦渣、改性高嶺土、石英砂、 石膏粉、褐煤粉、42. 5普通硅酸鹽水泥、鋼纖維以及水，以500轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪 拌10分鐘，隨后靜置30分鐘，然后排出至容器中，即得混凝土；其中，改性礦渣、改 性高嶺土、石英砂、石膏粉、褐煤粉、42. 5普通硅酸鹽水泥、鋼纖維以及水的重量比為 10 : 3 : 5 : 2 : 2 : 20 : 1 : 10。
[0027] 步驟4)成型脫模：向裝有鋼筋網(wǎng)的模具中灌注混凝土，離心成型，然后置于溫度 為70°C，濕度為60%的濕熱環(huán)境中12小時，脫模即得。
[0028] 其中，礦渣為高爐礦渣；鋼筋網(wǎng)由八根直徑為4. 8mm的預(yù)應(yīng)力鋼絲作為主筋，由直 徑為3. 0_的冷拔高強絲做環(huán)向構(gòu)造筋編制而成，保護層厚度為18_ ;石英砂、石膏粉以及 褐煤粉的粒徑均控制在l〇〇um以下；鋼纖維長度為10mm，長徑比為30。
[0029] 實施例2
[0030] 一種高強度高壓線電桿，其由礦渣、硫酸鋇、鋼纖維、石膏粉、高嶺土、石英砂、褐煤 粉、42. 5普通硅酸鹽水泥、水以及鋼筋網(wǎng)制備而成。
[0031] 上述高壓線電桿的制備方法包括如下步驟：
[0032] 步驟1)制備改性礦渣：將礦渣經(jīng)過粉碎機粉碎，保持礦渣顆粒的粒徑在1cm以下， 然后添加硫酸鋇，混合均勻，最后送至球磨機，磨至粒徑為l〇〇um的粉末，即得；其中，礦渣 和硫酸鋇的重量比為100 : 1 ;
[0033] 步驟2)制備改性高嶺土 ：將高嶺土與5% (V/V)鹽酸按照重量比1 : 1混合，攪 拌均勻，然后靜置lOmin，隨后500轉(zhuǎn)/min離心3min，收集沉淀，即得改性高嶺土；
[0034] 步驟3)混料攪拌：往攪拌機中依次添加改性礦渣、改性高嶺土、石英砂、 石膏粉、褐煤粉、42. 5普通硅酸鹽水泥、鋼纖維以及水，以500轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪 拌10分鐘，隨后靜置30分鐘，然后排出至容器中，即得混凝土；其中，改性礦渣、改 性高嶺土、石英砂、石膏粉、褐煤粉、42. 5普通硅酸鹽水泥、鋼纖維以及水的重量比為 12 : 4 : 6 : 3 : 3 : 25 : 2 : 12。
[0035] 步驟4)成型脫模：向裝有鋼筋網(wǎng)的模具中灌注混凝土，離心成型，然后置于溫度 為70°C，濕度為60%的濕熱環(huán)境中12小時，脫模即得。
[0036] 礦渣為銅礦渣；鋼筋網(wǎng)由八根直徑為4. 8mm的預(yù)應(yīng)力鋼絲作為主筋，由直徑為 3. Omm的冷拔高強絲做環(huán)向構(gòu)造筋編制而成，保護層厚度為18mm ;石英砂、石膏粉以及褐煤 粉的粒徑均控制在l〇〇um以下；鋼纖維長度為20mm，長徑比為40。
[0037] 經(jīng)檢測，上述混凝土電桿性能如下：
[0038] 混凝土層厚度為60cm ;
[0039] 混凝土抗壓強度：171MPa
[0040] 混凝土抗折強度：18. 3MPa
[0041] 對鋼筋銹蝕作用：無
[0042] 抗凍融性：200次凍融循環(huán)無質(zhì)量損失。
[0043] 實施例3
[0044] 本發(fā)明制備的混凝土電桿性能測試：以部分預(yù)應(yīng)力電桿150X7mXCXBY為例，具 體見表1 :
[0045] 表 1
[0046]
【權(quán)利要求】
1. 一種高強度高壓線電桿，其由礦渣、硫酸鋇、鋼纖維、石膏粉、高嶺土、石英砂、褐煤 粉、42. 5普通硅酸鹽水泥、水以及鋼筋網(wǎng)制備而成。
2. -種高強度高壓線電桿，其特征在于，所述高壓線電桿的制備方法包括如下步驟： 步驟1)制備改性礦渣、步驟2)制備改性高嶺土、步驟3)混料攪拌以及步驟4)成型脫模。
3. 如權(quán)利要求2所述的電桿，其特征在于，所述電桿的制備方法具體包括如下步驟： 步驟1)制備改性礦渣：將礦渣經(jīng)過粉碎機粉碎，保持礦渣顆粒的粒徑在lcm以下，然后 添加硫酸鋇，混合均勻，最后送至球磨機，磨至粒徑為l〇〇um的粉末，即得；其中，礦渣和硫 酸鋇的重量比為100 : 1 ; 步驟2)制備改性高嶺土 ：將高嶺土與5%鹽酸按照重量比1 : 1混合，攪拌均勻，然后 靜置lOmin，隨后500轉(zhuǎn)/min離心3min，收集沉淀，即得改性高嶺土； 步驟3)混料攪拌：往攪拌機中依次添加步驟1)制備的改性礦渣、步驟2)制備的改性 高嶺土、石英砂、石膏粉、褐煤粉、42. 5普通硅酸鹽水泥、鋼纖維以及水，以500轉(zhuǎn)/分鐘的速 度攪拌10分鐘，隨后靜置30分鐘，然后排出至容器中，即得混凝土；其中，改性礦渣、改性高 嶺土、石英砂、石膏粉、褐煤粉、42. 5普通硅酸鹽水泥、鋼纖維以及水的重量比為10-12:3_ 4 : 5-6 : 2-3 : 2-3 : 20-25 : 1-2 : 10-12。 步驟4)成型脫模：向裝有鋼筋網(wǎng)的模具中灌注步驟3)制備的混凝土，離心成型，然后 置于溫度為70°C，濕度為60%的濕熱環(huán)境中12小時，脫模即得。
4. 如權(quán)利要求3所述的電桿，其特征在于，所述礦渣為高爐礦渣、銅礦渣或者二者任意 比例的混合物。
5. 如權(quán)利要求3所述的電桿，其特征在于，所述石英砂、石膏粉以及褐煤粉的粒徑均控 制在lOOum以下。
6. 如權(quán)利要求3所述的電桿，其特征在于，所述鋼纖維長度為10-20mm，長徑比為 30-40。
【文檔編號】C04B28/04GK104120909SQ201410350173
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月18日
【發(fā)明者】劉超, 公緒波, 袁磊, 楊金明, 李德忠, 劉克偉 申請人:國家電網(wǎng)公司, 山東電力集團公司臨沂供電公司