本发明专利技术公开了一种超高强混凝土及使用该超高强混凝土制成的薄壁电杆，一种超高强混凝土，以质量份记，原料包括：水泥1000‑1200份，水180‑250份，硅灰180‑200份，石英砂1200‑1700份，减水剂15‑20份，增强纤维210‑240份，一种使用上述超高强混凝土制成的薄壁电杆，薄壁电杆为中空结构，采用离心成型工艺制成。本发明专利技术在水泥中加入硅灰、石英砂、减水剂和增强纤维，并采用适当的配合比，制备出强度等级可达到C120‑C150的超高强混凝土，采用钢纤维和碳纤维作为增强纤维，且在碳纤维表面接枝聚丙烯酸，改善了碳纤维的分散性，该超高强混凝土抗压强度高、抗变形能力强、密度大、孔隙率低，使用该超高强混凝土的制成的薄壁电杆在保证电杆成型质量和刚度的条件下，可使壁厚大大减小，方便运输。
【技术实现步骤摘要】
一种超高强混凝土及使用该超高强混凝土制成的薄壁电杆
本专利技术涉及一种建筑材料领域，尤其是涉及一种超高强混凝土及使用该超高强混凝土制成的薄壁电杆。
技术介绍
电杆是日常生活中最重要的基础设施之一，传统的电杆多为设有少量钢筋骨架的普通水泥电杆，例如，在中国专利文献上公开的“一种新型水泥电线杆”，其公告号CN207999115U，包括杆体，杆体由钢筋框架、混凝土层、发泡水泥层、防腐层构成，钢筋框架设置在混凝土层中间，钢筋框架上设置有垂直混凝土层表面的加强筋，发泡水泥层设置在混凝土层内侧，防腐层设置在混凝土层的外侧，杆体顶部设置有避雷针，杆体上端设置有横担，杆体中部设置有卡片槽。但这种普通的水泥电杆强度较低，当线路高程较高、单跨线路较长，作用在电杆端头的偏心力很大时，杆身易出现拉裂破坏。为了提高电杆的承载力、耐久性以及抗裂性能，就必须增大电杆的壁厚，但这又会使电杆比较笨重，给施工运输、运行维护带来了诸多困难。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是为了克服现有技术中制作电杆时使用的混凝土强度较低，抗裂性能差，导致电杆易出现拉裂破坏的问题，提供一种超高强混凝土，使得混凝土的强度、抗裂性能和耐久性大大提高。本专利技术的第二个目的是为了克服现有技术中用普通的混凝土制成的电杆为了保证承载力壁厚一般较大，自重大，不方便运输和安装维护，且耐久性差，使用时间短的问题提供一种使用上述超高强混凝土制成的薄壁电杆，在保证电杆强度的条件下使电杆壁厚大大减小，减轻电杆的自重，提高电杆的抗裂性能和耐久性。为了实现上述第一目的，本专利技术采用以下技术方案：一种超高强混凝土，以质量份记，原料包括：水泥1000-1200份，水180-250份，硅灰180-200份，石英砂1200-1700份，减水剂15-20份，增强纤维210-240份。在水泥中加入硅灰和石英砂，并配合减水剂，使混凝土可以采用较低的水灰比并具有良好的填充效果，减小了骨料与胶凝材料间的间隙，提高了抗折耐压强度，并且在混凝土整体强度提高的同时，提高混凝土的密实度，使混凝土自身抗渗性提高，从而可大大提高混凝土的耐久性；加入增强纤维，由于增强纤维的抗拉强度大、延伸率大，使混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击强度及延伸率和韧性得以提高，且增强纤维可控制基体混凝土裂纹的进一步发展，从而提高混凝土的抗裂性。采用该配合比制成的超高强混凝土，强度等级可达到C120-C150，具有良好的工作性能(坍落度为70mm)，抗压强度高、抗变形能力强、密度大、孔隙率低。使用该超高强混凝土的薄壁电杆可采用普通混凝土电杆离心成型工艺进行生产，在保证电杆成型质量和刚度的条件下，可使电杆的壁厚大大减小。作为优选，水泥为P.O52.5普通硅酸盐水泥。作为优选，硅灰中SiO2含量≥95％，比表面积≥20000m2/kg。作为优选，石英砂规格为4-6目。作为优选，减水剂采用减水率30％以上的聚羧酸型减水剂。采用高性能聚羧酸型减水剂配制的混凝土即使在高坍落度情况下，也不会有明显的离析、泌水现象，混凝土工作性好、粘聚性好，混凝土易于搅拌。作为优选，增强纤维包括钢纤维，钢纤维为波浪形，长度为30mm。钢纤维是一种具有高强度和高弹性模量的金属纤维，能明显提高混凝土的抗压、抗劈裂、抗折强度、提高混凝土的弯曲韧性和抗冲击性能，采用波浪形的钢纤维，其与混凝土的粘结力高于平直型钢纤维，因而可更有效地提高混凝土的抗拉和抗剪性能。作为优选，增强纤维包括碳纤维，碳纤维经过聚丙烯酸接枝改性，聚丙烯酸接枝改性的碳纤维的制备方法包括以下步骤：(1)将碳纤维在丙酮中浸泡12-24h，用去离子水反复洗涤后，在90-100℃下真空干燥2-3h；(2)将干燥后的碳纤维浸没在体积比为1:2-1:1的浓硫酸与60％-65％的硝酸的混酸中，90-100℃下加热反应20-24h，取出后用去离子水反复洗涤至中性，50-70℃真空干燥5-6h；(3)将所得碳纤维分散在SOCl2中，60-70℃下回流反应24-36h；(4)将所得产物分散在乙二醇中，100-120℃下搅拌反应24-36h，反应结束后用大量去离子水洗涤，50-70℃真空干燥5-6h；(5)将所得产物与4-二甲胺基吡啶混合后加入三氯甲烷，在0-4℃下依次加入三乙胺和2-溴-2-甲基丙酰溴，搅拌反应2-3h后在室温下继续反应24-48h，所得产物用去离子水和三氯甲烷反复洗涤，50-70℃真空干燥5-6h；(6)将干燥后的产物与2,2’-联吡啶、CuBr及N,N-二甲基甲酰胺混合，密封抽真空和充氮气2-3次后注入丙烯酸，70-80℃下搅拌反应24-48h；所得产物用乙醇和去离子水反复洗涤，50-70℃真空干燥5-6h，得到聚丙烯酸接枝改性的碳纤维。碳纤维同样具有高强度和高弹性模量，且重量轻、耐高温、耐酸碱性能好、有导电性，加入碳纤维可进一步提高混凝土的强度和韧性，还可以提高混凝土的耐酸碱性和导电性等性能，可以使使用该超高强混凝土制成的薄壁电杆在保证强度的情况下可以进一步降低壁厚。在混凝土中直接加入碳纤维时，由于碳纤维表面的疏水性，使得碳纤维的分散性差，混凝土会由于不均匀搅拌而出现纤维团结现象，同时在搅拌时不可避免会引入大量气泡，从而增加混凝土的气孔率，影响混凝土的强度，因此需要加入一定量的分散剂使碳纤维充分分散，但直接在混凝土中加入分散剂虽然能改善碳纤维的分散效果，但改善效果有限，且碳纤维的分散稳定性不高，还是会出纤维团结现象影响混凝土强度。因此本专利技术将分散剂聚丙烯酸接枝在碳纤维表面，使分散剂的疏水基吸附在碳纤维的表面，而亲水基伸展在水性体系中，使接枝改性后的碳纤维自身具有分散性，避免出现纤维团结现象而影响混凝土强度。先经过步骤(1)去除碳纤维表面的环氧树脂，然后在步骤(2)中经过混酸处理后，得到表面具有羧酸基团的碳纤维，再经过步骤(3)与二氯亚砜反应，得到酰氯化的碳纤维，又经过步骤(4)与乙二醇反应，得到表面羟基化的碳纤维，表面羟基化的碳纤维经过步骤(5)与溴化试剂2-溴-2-甲基丙酰溴反应得到的溴化碳纤维，可作为步骤(6)中原子转移自由基聚合反应的引发剂，引发丙烯酸单体聚合，通过步骤(6)中的原子转移自由基聚合反应，最终得到聚丙烯酸接枝改性的碳纤维。为了实现上述第二目的，本专利技术采用以下技术方案：一种使用上述超高强混凝土制成的薄壁电杆，薄壁电杆为中空结构，采用离心成型工艺制成。因为上述超高强混凝土抗压强度高、抗裂和抗变形能力强、密度大、孔隙率低，使用该超高强混凝土制成的电杆的承载能力远大于普通混凝土制成的电杆，在保证承载能力的同时可使电杆的壁厚大大减小，降低了电杆的自重，使电杆方便运输和安装维护。作为优选，薄壁电杆的壁厚为34-40mm，以保证电杆的刚度。因此，本专利技术具有如下有益效果：(1)在水泥中加入硅灰、石英砂、减水剂和增强纤维，并采用适当的配合比，制备出强度等级可达到C120-C150的超高强混凝土，该超高强混凝土具有良好的工作性能(坍落度为70mm)，抗压强度高、抗变形能力强、密度大、孔隙率低；(2)采用钢纤维和碳纤维作为增强纤维，提高了混凝土的抗压、抗劈裂、抗折强度、提高混凝土的弯曲韧性和抗冲击性能，且在碳纤维表面接枝聚丙烯酸，改善了碳纤维的分散性，避免纤维团结现象的发生，影响混凝土强度和质量；(3)使用该超本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超高强混凝土，其特征是，以质量份记，原料包括：水泥1000‑1100份，水180‑240份，硅灰180‑200份，石英砂1200‑1700份，减水剂15‑20份，增强纤维210‑240份。
【技术特征摘要】
1.一种超高强混凝土，其特征是，以质量份记，原料包括：水泥1000-1100份，水180-240份，硅灰180-200份，石英砂1200-1700份，减水剂15-20份，增强纤维210-240份。2.根据权利要求1所述的一种超高强混凝土，其特征是，所述水泥为P.O52.5普通硅酸盐水泥。3.根据权利要求1所述的一种超高强混凝土，其特征是，所述硅灰中SiO2含量≥95%，比表面积≥20000m2/kg。4.根据权利要求1所述的一种超高强混凝土，其特征是，所述石英砂规格为4-6目。5.根据权利要求1所述的一种超高强混凝土，其特征是，所述减水剂采用减水率30%以上的聚羧酸型减水剂。6.根据权利要求1所述的一种超高强混凝土，其特征是，所述增强纤维包括钢纤维，所述钢纤维为波浪形，长度为30mm。7.根据权利要求1或6所述的一种超高强混凝土，其特征是，所述增强纤维包括碳纤维，所述碳纤维经过聚丙烯酸接枝改性，聚丙烯酸接枝改性的碳纤维的制备方法包括以下步骤：（1）将碳纤维在丙酮中浸泡12-24h，用去离子水反复洗涤后，在90-100℃下真空干燥2-3h；（2）将干燥后的碳纤维浸没在体积比为1:2-1:1的...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐巍峰，曹枚根，赵心怡，孟繁东，季伟，吴建灵，王灿灿，张燕坤，吴振齐，周国平，
申请(专利权)人：丽水正阳电力建设有限公司，丽水市正阳电力设计院有限公司，北方工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33
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