一种地质聚合物复合电线杆及其制备方法与流程

本发明涉及电线杆制备领域，特别是涉及一种地质聚合物复合电线杆及其制备方法，所述复合电线杆由纤维增强筋骨架及地质聚合物作为补强材料，经离心而成。

背景技术

近几年来，随着国家经济实力不断增强，我国对电力的需求也不断增强，对于水泥杆架设同路数的增多，输电线路的路径增大，水平档距的加大，同时，对于水泥电线杆的承载能力和耐久性的要求不断提高。传统的水泥电线杆价格在大部分地区也是很实惠的，对于传统的水泥电线杆，如果需要提高自身的截面承载能力，可以采用高更强度的材料或者是增大电线杆自身截面面积。这样，虽然提升了电线杆的承载能力，但是却增加了自身的质量不利于运输还增加了造价。

超高性能混凝土离心成型的电线杆具有强度高，韧性好、耐久性高且质量轻，同时，其具有较高的抗剪强度和较优越的抗震性能，越来越受到工程师的青睐。虽然超高性能混凝土电线杆的质量相对较轻，自身强度较高，但是超高性能混凝土的价格较高，而且电线杆自身的质量并未减轻太多，其运输与制备的造价仍然过高。因此，国内还在研究如何在不改变自身承载能力的情况下，减轻电线杆的自身质量，从而降低造价。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种地质聚合物复合电线杆及其制备方法，能够解决在不改变自身承载能力的情况下，降低电线杆的自重，从而降低造价的问题；本发明采用纤维增强筋骨架及地质聚合物作为补强材料，经离心工艺制备复合电线杆，其不仅可以满足自身强度和承载能力的要求，还可以减轻自身质量，节省造价。

为了达到上述目的，本发明的技术方案在于：

本发明的一个方面：

一种地质聚合物复合电线杆，由内部的纤维增强筋骨架和包裹的地质聚合物离心成型，其中，所述地质聚合物由以下组分组成，按重量份计：

矿渣粉1250～1807份、

粉煤灰0～495份、

氧化镁0～150份、

碱性激发剂250～400份、

缓凝剂0～100份、

减水剂25～50份、

水250～540份、

短切纤维0～15份、

钢纤维100～175份。

优选的，所述纤维增强筋骨架由直径为6～20mm的纤维筋作为受力筋，纤维纱经过树脂胶浸泡作为缠绕筋，经过树脂胶浸泡的纤维纱沿着受力筋以一定角度进行均匀缠绕形成蜂窝网状结构的骨架，且外观尺寸与相对应的电线杆匹配。

优选的，所述纤维筋为玻璃纤维增强筋或玄武岩纤维增强筋，材质为环氧材质或其他高性能树脂，纤维筋表面经喷砂处理，经过喷砂处理后的表面与地质聚合物吸附性更好。

优选的，所述矿渣粉为s95级矿渣粉。

优选的，所述粉煤灰为ii级粉煤灰。

优选的，所述碱性激发剂为模数1.5的硅酸钠溶液、片状氢氧化钠、氢氧化钙及碳酸钠中的一种或者两种组成。

优选的，所述缓凝剂为硝酸钡或氯化钡中的一种。

优选的，所述短切纤维为耐碱玻璃纤维、玄武岩纤维、聚乙烯醇纤维中的一种。

本发明的另一个方面：

一种地质聚合物复合电线杆的制备方法，包括以下步骤：

a、制作纤维增强筋骨架；将纤维增强筋按照尺寸均匀排列在一组同心模具上，纤维纱经过树脂胶的浸泡，沿着一定角度均匀的进行缠绕，然后在垂直于第一次缠绕的方向再次进行缠绕，形成一个蜂窝网状结构，让其自然固化形成一个与电线杆外观及尺寸相匹配的笼子状骨架；

b、制作地质聚合物；按照配方称取各组分，先将钢纤维、短切纤维及矿渣粉进行搅拌分散，形成混合物a，再将剩余粉末状物料加入剩余液态状物料中预先搅拌溶解，形成混合物b，最后将a和b混合搅拌均匀，制成地质聚合物；

c、将b制备的地质聚合物均匀地分布在放有纤维筋骨架的电线杆模具里，经离心密实成型，静停1～2小时，之后置于蒸汽养护池中养护，恒温温度为75～85℃，养护2～3小时后可进行脱模。

优选的，制成的地质聚合物在75～85℃下蒸汽养护2～3小时，其抗压强度可达40～60mpa，经过自然养护，其28天抗压强度可到120mpa以上。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：

1、采用地质聚合物作为补强材料，其自身具有高强、耐高温、快凝和耐酸的特点，经复合改性后，材料的抗压、抗拉、抗弯曲强度都是普通水泥基材的10倍以上，所制备的电线杆强度远超同级别普通混凝土电线杆；

2、采用纤维增强筋骨架来替代传统电线杆的钢筋骨架，其抗拉强度高于同规格钢筋20％，其质量仅为钢筋的1/4，能够有效减轻产品的质量；采用具有高强度的地质聚合物做补强材料，纤维增强筋做骨架，该复合电线杆与同级别电线杆相比，厚度可以做的更薄，整根电线杆与传统电线杆相比质量最大可减少50％～70％；

3、地质聚合物固化成型周期短，能够有效增加电线杆模具的利用率，节约大量的模具费用；

4、地质聚合物主要以矿渣粉和粉煤灰这两种工业废渣为主要材料，来源丰富价格便宜，对环境保护具有重大贡献。

附图说明

图1为本发明纤维增强筋骨架示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例一

一种地质聚合物复合电线杆的制备方法，包括如下步骤：

其中，地质聚合物由以下组分组成，按重量份计：

矿渣粉1300份、

粉煤灰350份、

氧化镁135份、

硅酸钠溶液358份、

硝酸钡50份、

减水剂38份、

水355份、

钢纤维170份。

a、将直径为6mm的玻璃纤维增强筋按照30mm的间距均匀排列在一组同心模具上，纤维纱经过树脂胶浸泡，沿着45°方向均匀的进行缠绕，然后在垂直于第一次缠绕的方向再次进行缠绕，形成一个蜂窝网状结构，让其自然固化形成一个与电线杆外观及尺寸相匹配的笼子状骨架；

b、将钢纤维170份、矿渣粉1300份、ii级粉煤灰350份及氧化镁135份放入搅拌机中搅拌均匀，将碱性激发剂硅酸钠溶液358份、缓凝剂硝酸钡50份，减水剂38份和水355份预先搅拌溶解，然后加入搅拌机中搅拌均匀，制得地质聚合物；

c、将b制备的地质聚合物均匀的分布在放有纤维筋骨架的电线杆模具里，经离心密实成型，静停1小时，置于蒸汽养护池中养护，恒温温度为75℃，养护3小时后进行脱模。

实施例二

一种地质聚合物复合电线杆的制备方法，包括如下步骤：

其中，地质聚合物由以下组分组成，按重量份计：

矿渣粉1300份、

粉煤灰350份、

氧化镁135份、

硅酸钠溶液358份、

硝酸钡50份、

水355份、

减水剂38份、

玄武岩短切纤维5份、

钢纤维140份。

a、将直径为6mm的玻璃纤维增强筋按照30mm的间距均匀排列在一组同心模具上，纤维纱经过树脂胶的浸泡，沿着45°方向均匀的进行缠绕，然后在垂直于第一次缠绕的方向再次进行缠绕，形成一个蜂窝网状结构，让其自然固化形成一个与电线杆外观及尺寸相匹配的笼子状骨架；

b、将钢纤维140份、玄武岩短切纤维5份、矿渣粉1300份、ii级粉煤灰350份及氧化镁135份放入搅拌机中搅拌均匀，将碱性硅酸钠溶液358份、缓凝剂硝酸钡50份，减水剂38份和水355份预先搅拌溶解，然后加入搅拌机中搅拌均匀，制得地质聚合物；

c、将b制备的地质聚合物均匀的分布在放有纤维筋骨架的电线杆模具里，经离心密实成型，静停1小时，置于蒸汽养护池中养护，恒温温度为75℃，养护3小时后进行脱模。

实施例三

一种地质聚合物复合电线杆的制备方法，包括如下步骤：

其中，地质聚合物由以下组分组成，按重量份计：

矿渣粉1807份、

硅酸钠溶液300份、

氢氧化钙35份、

氯化钡50份、

水355份、

减水剂40份、

玻璃短切纤维15份、

钢纤维120份。

a、将直径为12mm的玻璃纤维增强筋按照30mm的间距均匀排列在一组同心模具上，纤维纱经过树脂胶的浸泡，沿着45°方向均匀的进行缠绕，然后在垂直于第一次缠绕的方向再次进行缠绕，形成一个蜂窝网状结构，让其自然固化形成一个与电线杆外观及尺寸相匹配的笼子状骨架；

b、将钢纤维120份、玻璃短切纤维15份、矿渣粉1807份放入搅拌机中搅拌均匀，将碱性激发剂硅酸钠溶液300份和氢氧化钙35份、缓凝剂氯化钡50份，减水剂40份和水355份预先搅拌溶解，然后加入搅拌机中搅拌均匀，制得地质聚合物；

c、将b制备的地质聚合物均匀的分布在放有纤维筋骨架的电线杆模具里，经离心密实成型，静停1.5小时，置于蒸汽养护池中养护，恒温温度为85℃，养护2小时后进行脱模。

实施例四

一种地质聚合物复合电线杆的制备方法，包括如下步骤：

其中，地质聚合物由以下组分组成，按重量份计：

矿渣粉1264份、

粉煤灰442份、

氢氧化钠40份、

碳酸钠55份、

氯化钡50份、

减水剂38份、

水540份、

聚乙烯醇短切纤维13份、

钢纤维125份。

a、将直径为18mm的玻璃纤维增强筋按照35mm的间距均匀排列在一组同心模具上，纤维纱经过树脂胶的浸泡，沿着45°方向均匀的进行缠绕，然后在垂直于第一次缠绕的方向再次进行缠绕，形成一个蜂窝网状结构，让其自然固化形成一个与电线杆外观及尺寸相匹配的笼子状的骨架；

b、将钢纤维125份、聚乙烯醇短切纤维13份，矿渣粉1264份及粉煤灰442份放入搅拌机中搅拌均匀，将复合碱性激发剂氢氧化钠40份和碳酸钠55份、缓凝剂氯化钡50份，减水剂38份和水540份预先搅拌溶解，然后加入搅拌机中搅拌均匀，制得地质聚合物；

c、将b制备的地质聚合物均匀的分布在放有纤维筋骨架的电线杆模具里，经离心密实成型，静停2小时，置于蒸汽养护池中养护，恒温温度为85℃，养护2小时后进行脱模。

实施例五

一种地质聚合物复合电线杆的制备方法，包括如下步骤：

其中，地质聚合物由以下组分组成，按重量份计：

矿渣粉1264份、

粉煤灰482份、

氧化镁60份、

硅酸钠溶液280份、

碳酸钠120份

缓凝剂硝酸钡50份

减水剂50份、

水375份、

玻璃短切纤维5份、

钢纤维165份。

a、将直径为20mm的玻璃纤维增强筋按照35mm的间距均匀排列在一组同心模具上，纤维纱经过树脂胶的浸泡，沿着45°方向均匀的进行缠绕，然后在垂直于第一次缠绕的方向再次进行缠绕，形成一个蜂窝网状结构，让其自然固化形成一个与电线杆外观及尺寸相匹配的笼子状骨架；

b、将钢纤维165份、玻璃短切纤维5份、矿渣粉1264份及粉煤灰482份，氧化镁60份放入搅拌机中搅拌均匀，将复合碱性激发剂硅酸钠溶液280份、碳酸钠120份、缓凝剂硝酸钡50份，减水剂50份和水375份预先搅拌溶解，然后加入搅拌机中搅拌均匀，制得地质聚合物；

c、将b制备的地质聚合物均匀的分布在放有纤维筋骨架的电线杆模具里，经离心密实成型，静停2小时，置于蒸汽养护池中养护，恒温温度为85℃，养护2小时后进行脱模。

分别对实施例一到实施五制得的地质聚合物复合电线杆进行检测，每个实施例抽取10根进行检测，检测包括混凝土抗压强度(养护28天后)、外观质量、尺寸偏差、力学性能，检测标准为gb4623-2014《环形混凝土电杆》。

表一

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。