一种抗裂超高性能混凝土电杆及其制备方法

摘要

本发明提供了一种抗裂超高性能混凝土电杆，单位立方混凝土包括以重量份数计算的如下组分：水泥580～740份，石英砂1100～1300份，复合掺合料170～240份，钢纤维100～180份，羧基化多壁碳纳米管2～4份，外加剂18～25份，三乙醇胺0.5～1份，水180～240份；所述钢纤维包括按长度划分的长纤维、中纤维和短纤维。本发明还提出了一种抗裂超高性能混凝土电杆的制备方法，包括焊接及张拉、搅拌、布料、离心、蒸养、脱模、自然养护的步骤。本发明通过离心工艺来生产电杆，避免了传统立式套模磅送振动工艺对聚丙烯纤维的需求，并将其替换为钢纤维和羧基化多壁碳纳米管，极大地提升了混凝土的抗断裂性能；另外离心工艺本身需求的设备简单、工艺简便，具有成本低、效率高的优势。

权利要求

1.一种抗裂超高性能混凝土电杆，其特征在于，单位立方混凝土包括以重量份数计算的如下组分：水泥580～740份，石英砂1100～1300份，复合掺合料170～240份，钢纤维100～

180份，碳纳米管2～4份，外加剂18～25份，三乙醇胺0.5～1份，水180～240份；所述钢纤维包括按长度划分的长纤维、中纤维和短纤维，所述钢纤维的直径为0.1～0.3mm；

所述石英砂包括细砂 和粗砂，所述细砂粒径为0.315～0.63mm，粗砂粒径为0.63～

1.25mm，细砂和粗砂对应比例为1：(1.2～2.3)；

所述钢纤维中，长纤维的长度为28mm，中纤维的长度为14mm，短纤维的长度为8mm；

所述碳纳米管为羧基化多壁碳纳米管；

所述外加剂包括抗收缩剂、减水剂和抗裂剂；

所述抗收缩剂包括沸石粉、粉煤灰、聚乙二醇以及氨基苯乙烷四乙酸的混合物。

2.如权利要求1所述的一种抗裂超高性能混凝土电杆，其特征在于：所述复合掺合料包括硅灰、磨细矿粉、玻璃微珠中的一种或多种的混合物。

3.如权利要求1所述的一种抗裂超高性能混凝土电杆，其特征在于：所述抗裂剂包括45～55％质量分数的游离氧化钙，15～25％质量分数的石膏，25～35％质量分数的煤矸石。

4.一种如权利要求1所述的抗裂超高性能混凝土电杆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、焊接及张拉：滚焊机焊接主筋和绕丝，将主筋和预应力钢筋间隔布置、对预应力钢筋进行张拉；

S2、搅拌：向搅拌机内加入两种石英砂和钢纤维、羧基化多壁碳纳米管进行预拌，预拌时间≥120s，再向搅拌机里依次投入水泥、复合掺合料进行干拌，干拌时间≥90s，再向搅拌机内投入水、外加剂、三乙醇胺继续搅拌，搅拌时间≥180s，保持拌合物出机坍落度140±

20mm，即可将拌合物放料到布料机；

S3、布料：通过布料机将混凝土按照要求布入电杆模具内，清理模具边缘合缝处，然后封模；

S4、离心：将封模后的电杆半成品吊至离心机上离心，调节离心机转速至100～200r/min，离心时间1～3min；再调节离心机转速至250～300r/min，离心时间1～3min；再调节离心机转速至600～650r/min，离心时间6～12min；

S5、蒸养：将离心完成的电杆吊入蒸养池内，静停1～6小时，使混凝土达到初凝状态；再向池内通入蒸汽，升温速率≤25℃/h；将池内温度升至85℃，保持恒温4～6小时后，停止通入蒸汽，2～4h后揭开蒸养池盖开始自然降温；

S6、脱模：当模具温度降至与环境温差不大于30℃时，打开电杆模具，进行脱模；

S7、自然养护：脱模后，将电杆运至堆场，进行不少于7天的洒水保湿养护。

说明书

一种抗裂超高性能混凝土电杆及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及混凝土电杆技术领域，尤其涉及一种抗裂超高性能混凝土电杆及其制备方法。

背景技术

[0002] 在电力行业中，电杆在电力传输中起着至关重要的作用，传统普通混凝土电杆过于笨重，在使用过程中，运输成本、人力成本、安装成本均居高不下，且传统混凝土电杆还具有强度低，用钢量大，耐久性差等劣势，使得其在使用过程中更换频率过高，已不适应国家绿色环保、节能减排的相关政策，采用高性能混凝土生产的中空式高强度混凝土电杆是在现行条件下的一种最优的选择，与普通混凝土电杆相比，它不但大大降低了用钢量，其优势还体现在重量轻(相比传统电杆重量减轻40％)，大大降低运输、安装等成本，尤其适合在偏远的山区使用；而且还具有极好的力学性能和耐久性能，在一般环境中可以使用超过100年，通过配合比设计使材料具有超高的密实度，因此，也特别适合在盐碱地、氯盐及冻融环境中使用，有效的降低环境对电杆钢筋的腐蚀和冻融环境对混凝土的损伤，从长期看，大大降低使用成本，也符合节能减排的相关政策。

[0003] 但是目前的中空式高强度混凝土电杆也还存在一定问题。一来是因中空式高强度混凝土电杆内部为中空结构，其本身的结构强度相对较低，相应的抗拉伸能力、抗弯折能力也具有一定的不足。二来，目前生产超高性能混凝土电杆采用的工艺是立式套模磅送振动工艺，此工艺不但投资成本高，生产效率极低，而且在混凝土配料中需要掺入断裂延伸率高和刚度低的聚丙烯纤维来配合工艺，导致生产出的成品在使用过程中产生裂纹，而影响电杆的使用年限。

发明内容

[0004] 针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种抗裂超高性能混凝土电杆及其制备方法，其解决了现有技术中存在的电杆结构强度不足以及生产效率低等问题。

[0005] 根据本发明的实施例，一种抗裂超高性能混凝土电杆，单位立方混凝土包括以重量份数计算的如下组分：水泥580～740份，石英砂1100～1300份，复合掺合料170～240份，钢纤维100～180份，碳纳米管2～4份，外加剂18～25份，三乙醇胺0.5～1份，水180～240份；所述钢纤维包括按长度划分的长纤维、中纤维和短纤维。

[0006] 本发明的技术原理为：本发明通过在混凝土原料中添加钢纤维进而提升混凝土内部的结合紧密度，进而提升其韧性和整体结构强度，同时所加入的钢纤维分别包括长纤维、中纤维和短纤维，不同尺度的钢纤维在混凝土中混杂形成协同阻裂效应，它们可以发挥各自的优势，在不同时间、不同尺度层次上抑制裂缝的扩展和衍生，进而显著提高混凝土的强度。原理在于，不同尺度的钢纤维在裂缝开展的不同阶段发挥着各自的阻裂作用，小纤维主要抑制基体中微裂缝的衍生与扩展，中纤维主要抑制较大裂缝的扩展，而大纤维则对初裂后的宏观裂缝起主要的抑制作用，它们协同工作，使得UHPC的韧性大大提高。另外还加入了羧基化多壁碳纳米管，可以再混凝土内部桥接水泥水化产物，增强基体强度，还可作为填料填充水化产物间隙，提高基体密实度；更重要的是，羧基化多壁碳纳米管与钢纤维之间存在协同阻裂增强效应，从而进一步提升钢纤维所带来的韧性增强。

[0007] 优选的，所述石英砂包括细沙和粗砂，所述细砂粒径为0.315～0.63mm，粗砂粒径为0.63～1.25mm，细砂和粗砂对应比例为1：(1.2～2.3)。

[0008] 优选的，所述复合掺合料包括硅灰、磨细矿粉、玻璃微珠中的一种或多种的混合物。

[0009] 优选的，所述钢纤维的直径为0.1～0.3mm。

[0010] 优选的，所述钢纤维中，长纤维的长度为28mm，中纤维的长度为14mm，短纤维的长度为8mm。

[0011] 优选的，所述碳纳米管为羧基化多壁碳纳米管。

[0012] 进一步的，所述外加剂包括抗收缩剂、减水剂和抗裂剂。

[0013] 优选的，所述抗收缩剂包括沸石粉、粉煤灰、聚乙二醇以及氨基苯乙烷四乙酸的混合物。

[0014] 优选的，所述抗裂剂包括45～55％质量分数的游离氧化钙，15～25％质量分数的石膏，25～35％质量分数的煤矸石。

[0015] 本发明还提出了一种抗裂超高性能混凝土电杆的制备方法，包括如下步骤：

[0016] S1、焊接及张拉：滚焊机焊接主筋和绕丝，将主筋和预应力钢筋间隔布置、对预应力钢筋进行张拉；

[0017] S2、搅拌：向搅拌机内加入两种石英砂和钢纤维、羧基化多壁碳纳米管进行预拌，预拌时间≥120s，再向搅拌机里依次投入水泥、复合掺合料进行干拌，干拌时间≥90s，再向搅拌机内投入水、外加剂、三乙醇胺继续搅拌，搅拌时间≥180s，保持拌合物出机坍落度140±20mm，即可将拌合物放料到布料机；

[0018] S3、布料：通过布料机将混凝土按照要求布入电杆模具内，清理模具边缘合缝处，然后封模；

[0019] S4、离心：将封模后的电杆半成品吊至离心机上离心，调节离心机转速至100～200r/min，离心时间1～3min；再调节离心机转速至250～300r/min，离心时间1～3min；再调节离心机转速至600～650r/min，离心时间6～12min；

[0020] S5、蒸养：将离心完成的电杆吊入蒸养池内，静停1～6小时，使混凝土达到初凝状态；再向池内通入蒸汽，升温速率≤25℃/h；将池内温度升至85℃，保持恒温4～6小时后，停止通入蒸汽，2～4h后揭开蒸养池盖开始自然降温；

[0021] S6、脱模：当模具温度降至与环境温差不大于30℃时，打开电杆模具，进行脱模；

[0022] S7、自然养护：脱模后，将电杆运至堆场，进行不少于7天的洒水保湿养护。

[0023] 相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

[0024] 1、本发明通过加入不同长度的钢纤维，在混凝土中混杂形成协同阻裂效应，使得各长度的钢纤维在不同时间、不同尺度层次上抑制裂缝的扩展和衍生，进而显著提高混凝土的强度，提升其抗拉伸和抗断裂性能；另外，这些钢纤维的直径也不同，从而具有不同的长径比，具有不同的抗拉伸和抗断裂性能，经过不同钢纤维的混合使用，可以达到最佳的抗断裂和抗拉伸效果；

[0025] 2、本发明还加入了羧基化多壁碳纳米管，可以再混凝土内部桥接水泥水化产物，增强基体强度，还可作为填料填充水化产物间隙，提高基体密实度；更重要的是，加强该区域内钢纤维与基体的界面粘结，进而对该区域内较大尺度的钢纤维产生牵制效应，提高多尺度钢纤维的混杂作用效果，羧基化多壁碳纳米管与钢纤维之间存在协同阻裂增强效应，从而进一步提升钢纤维所带来的韧性增强；此外，本发明中优选使用羧基化多壁碳纳米管材料，其中含有的羧基官能团更有助于多壁碳纳米管的均匀分散，从而利于砂浆力学性能的提高，进一步提升混凝土的结构强度；

[0026] 3、本发明中加入了抗收缩剂，其中抗收缩剂包括了沸石粉、粉煤灰、聚乙二醇，其中沸石粉的疏松多孔结构可以先大量吸水再释放，从而以后期补水的形式避免水分蒸发引起的收缩；粉煤灰则是低活性的水化材料，形变量交底，本身性质稳固，可以抵抗混凝土的整体收缩；聚乙二醇通过降低混凝土内部水面张力的形式降低自收缩过程；另外，还加入了氨基苯乙烷四乙酸，这种强效钙离子螯合剂可以有效选择混凝土中作为基体成分的钙元素并与其稳定结合，构成更稳定的微观骨架结构，从而避免钙离子流动形成的整体混凝土收缩；

[0027] 4、本发明通过离心工艺来生产电杆，避免了传统立式套模磅送振动工艺对聚丙烯纤维的需求，并将其替换为钢纤维和羧基化多壁碳纳米管，相比于断裂延伸率高和刚度低的聚丙烯纤维，钢纤维和羧基化多壁碳纳米管具有更高的结构强度，并能在混凝土内部通过协同作用形成一体式复合纤维结构，从而极大地提升了混凝土的抗断裂性能；另外离心工艺本身需求的设备简单、工艺简便，具有成本低、效率高的优势。

具体实施方式

[0028] 下面结合实施例对本发明中的技术方案进一步说明。

[0029] 实施例1：

[0030] 本实施例提供一种抗裂超高性能混凝土电杆，其原材料按质量计：

[0031] 水泥580份，石英砂1300份，复合掺合料200份，钢纤维100份，羧基化多壁碳纳米管2份，外加剂18份，三乙醇胺0.5份，水180份。

[0032] 所述钢纤维包括按长度划分的长纤维、中纤维和短纤维。钢纤维中长纤维、中纤维和短纤维的比例为6:3:1。所述钢纤维中，长纤维的长度为28mm，中纤维的长度为14mm，短纤维的长度为8mm。优选的，所述钢纤维的直径为0.2mm。

[0033] 优选的，所述石英砂包括细沙和粗砂，所述细砂粒径为0.315mm，粗砂粒径为0.63mm，细砂和粗砂对应比例为1：1.2。所述复合掺合料为硅灰和磨细矿粉的质量比1:1混合物。

[0034] 所述外加剂包括抗收缩剂、减水剂和抗裂剂。其中抗收缩剂为质量比沸石粉：粉煤灰：聚乙二醇：氨基苯乙烷四乙酸＝3:3:1:1的混合物。所述抗裂剂包括45％质量分数的游离氧化钙，20％质量分数的石膏，35％质量分数的煤矸石。

[0035] 具体步骤如下：

[0036] ①焊接及张拉：滚焊机焊接主筋和绕丝，将主筋和预应力钢筋间隔布置、对预应力钢筋进行张拉

[0037] ②搅拌：向搅拌机内加入两种石英砂和钢纤维预拌，预拌时间120s，再向搅拌机里依次投入水泥、复合掺合料进行干拌，干拌时间90s，再向搅拌机内投入水、外加剂、三乙醇胺继续搅拌，搅拌时间180s，保持拌合物出机坍落度140±20mm，即将拌合物可放料到布料机。

[0038] ③布料：通过布料机将混凝土按照要求布入电杆模具内，清理模具边缘合缝处，然后封模。

[0039] ④离心：将封模后的电杆半成品吊至离心机上离心，调节离心机转速至100r/min，离心时间2min；再调节离心机转速至250r/min，离心时间2min；再调节离心机转速至600r/min，离心时间8min。

[0040] ⑤蒸养：将离心完成的电杆吊入蒸养池内，静停4小时，使混凝土达到初凝状态；再向池内通入蒸汽，保持升温速率25℃/h；将池内温度升至85℃，保持恒温6小时后，停止通入蒸汽，2h后揭开蒸养池盖开始自然降温。

[0041] ⑥脱模：当模具温度降至与环境温差不大于30℃时，方可开始脱模。

[0042] ⑦自然养护：脱模后，将电杆运至堆场，进行不少于7天的洒水保湿养护。

[0043] 实施例2：

[0044] 本实施例提供一种抗裂超高性能混凝土电杆，其原材料按质量计：

[0045] 水泥580份，石英砂1300份，复合掺合料200份，钢纤维100份，羧基化多壁碳纳米管2份，外加剂18份，三乙醇胺0.5份，水180份。

[0046] 所述钢纤维包括按长度划分的长纤维、中纤维和短纤维。钢纤维中长纤维、中纤维和短纤维的比例为5:3:2。所述钢纤维中，长纤维的长度为28mm，中纤维的长度为14mm，短纤维的长度为8mm。优选的，所述钢纤维的直径为0.2mm。

[0047] 优选的，所述石英砂包括细沙和粗砂，所述细砂粒径为0.315mm，粗砂粒径为0.63mm，细砂和粗砂对应比例为1：1.2。所述复合掺合料为硅灰和磨细矿粉的质量比1:1混合物。

[0048] 所述外加剂包括抗收缩剂、减水剂和抗裂剂。其中抗收缩剂为质量比沸石粉：粉煤灰：聚乙二醇：氨基苯乙烷四乙酸＝3:3:1:1的混合物。所述抗裂剂包括45％质量分数的游离氧化钙，20％质量分数的石膏，35％质量分数的煤矸石。

[0049] 本实施例中的生产步骤同实施例1。

[0050] 实施例3：

[0051] 本实施例提供一种抗裂超高性能混凝土电杆，其原材料按质量计：

[0052] 水泥580份，石英砂1300份，复合掺合料220份，钢纤维100份，羧基化多壁碳纳米管2份，外加剂18份，三乙醇胺0.5份，水180份。

[0053] 所述钢纤维包括按长度划分的长纤维、中纤维和短纤维。钢纤维中长纤维、中纤维和短纤维的比例为4:3:3。所述钢纤维中，长纤维的长度为28mm，中纤维的长度为14mm，短纤维的长度为8mm。优选的，所述钢纤维的直径为0.2mm。

[0054] 优选的，所述石英砂包括细沙和粗砂，所述细砂粒径为0.315mm，粗砂粒径为0.63mm，细砂和粗砂对应比例为1：1.2。所述复合掺合料为硅灰和磨细矿粉的质量比1:1混合物。

[0055] 所述外加剂包括抗收缩剂、减水剂和抗裂剂。其中抗收缩剂为质量比沸石粉：粉煤灰：聚乙二醇：氨基苯乙烷四乙酸＝3:3:1:1的混合物。所述抗裂剂包括45％质量分数的游离氧化钙，20％质量分数的石膏，35％质量分数的煤矸石。

[0056] 本实施例中的生产步骤同实施例1。

[0057] 实施例4：

[0058] 本实施例提供一种抗裂超高性能混凝土电杆，其原材料按质量计：

[0059] 水泥580份，石英砂1300份，复合掺合料220份，钢纤维100份，羧基化多壁碳纳米管2份，外加剂18份，三乙醇胺0.5份，水180份。

[0060] 所述钢纤维长度为14mm，直径为0.2mm。

[0061] 优选的，所述石英砂包括细沙和粗砂，所述细砂粒径为0.315mm，粗砂粒径为0.63mm，细砂和粗砂对应比例为1：1.2。所述复合掺合料为硅灰和磨细矿粉的质量比1:1混合物。

[0062] 所述外加剂包括抗收缩剂、减水剂和抗裂剂。其中抗收缩剂为质量比沸石粉：粉煤灰：聚乙二醇：氨基苯乙烷四乙酸＝3:3:1:1的混合物。所述抗裂剂包括45％质量分数的游离氧化钙，20％质量分数的石膏，35％质量分数的煤矸石。

[0063] 本实施例中的生产步骤同实施例1。

[0064] 实施例5

[0065] 本实施例提供一种抗裂超高性能混凝土电杆，其原材料按质量计：

[0066] 水泥660份，石英砂1200份，复合掺合料200份，钢纤维140份，羧基化多壁碳纳米管3份，外加剂22份，三乙醇胺0.8份，水195份。

[0067] 所述钢纤维包括按长度划分的长纤维、中纤维和短纤维。钢纤维中长纤维、中纤维和短纤维的比例为6:3:1。所述钢纤维中，长纤维的长度为28mm，中纤维的长度为14mm，短纤维的长度为8mm。优选的，所述钢纤维的直径为0.2mm。

[0068] 优选的，所述石英砂包括细沙和粗砂，所述细砂粒径为0.315mm，粗砂粒径为0.63mm，细砂和粗砂对应比例为1：1.2。所述复合掺合料为硅灰和磨细矿粉的质量比1:1混合物。

[0069] 所述外加剂包括抗收缩剂、减水剂和抗裂剂。其中抗收缩剂为质量比沸石粉：粉煤灰：聚乙二醇：氨基苯乙烷四乙酸＝3:3:1:1的混合物。所述抗裂剂包括45％质量分数的游离氧化钙，20％质量分数的石膏，35％质量分数的煤矸石。

[0070] 具体步骤如下：

[0071] ①焊接及张拉：滚焊机焊接主筋和绕丝，将主筋和预应力钢筋间隔布置、对预应力钢筋进行张拉

[0072] ②搅拌：向搅拌机内加入两种石英砂和钢纤维预拌，预拌时间130s，再向搅拌机里依次投入水泥、复合掺合料进行干拌，干拌时间95s，再向搅拌机内投入水、外加剂、三乙醇胺继续搅拌，搅拌时间190s，保持拌合物出机坍落度140±20mm，即将拌合物可放料到布料机。

[0073] ③布料：通过布料机将混凝土按照要求布入电杆模具内，清理模具边缘合缝处，然后封模。

[0074] ④离心：将封模后的电杆半成品吊至离心机上离心，调节离心机转速至150r/min，离心时间1.5min；再调节离心机转速至275r/min，离心时间1.5min；再调节离心机转速至625r/min，离心时间7min。

[0075] ⑤蒸养：将离心完成的电杆吊入蒸养池内，静停5小时，使混凝土达到初凝状态；再向池内通入蒸汽，保持升温速率20℃/h；将池内温度升至85℃，保持恒温6小时后，停止通入蒸汽，2h后揭开蒸养池盖开始自然降温。

[0076] ⑥脱模：当模具温度降至与环境温差不大于30℃时，方可开始脱模。

[0077] ⑦自然养护：脱模后，将电杆运至堆场，进行不少于7天的洒水保湿养护。

[0078] 实施例6

[0079] 本实施例提供一种抗裂超高性能混凝土电杆，其原材料按质量计：

[0080] 水泥660份，石英砂1200份，复合掺合料200份，钢纤维140份，羧基化多壁碳纳米管3份，外加剂22份，三乙醇胺0.8份，水195份。

[0081] 所述钢纤维包括按长度划分的长纤维、中纤维和短纤维。钢纤维中长纤维、中纤维和短纤维的比例为5:3:2。所述钢纤维中，长纤维的长度为28mm，中纤维的长度为14mm，短纤维的长度为8mm。优选的，所述钢纤维的直径为0.2mm。

[0082] 优选的，所述石英砂包括细沙和粗砂，所述细砂粒径为0.315mm，粗砂粒径为0.63mm，细砂和粗砂对应比例为1：1.2。所述复合掺合料为硅灰和磨细矿粉的质量比1:1混合物。

[0083] 所述外加剂包括抗收缩剂、减水剂和抗裂剂。其中抗收缩剂为质量比沸石粉：粉煤灰：聚乙二醇：氨基苯乙烷四乙酸＝3:3:1:1的混合物。所述抗裂剂包括45％质量分数的游离氧化钙，20％质量分数的石膏，35％质量分数的煤矸石。

[0084] 本实施例中的生产步骤同实施例5。

[0085] 实施例7

[0086] 本实施例提供一种抗裂超高性能混凝土电杆，其原材料按质量计：

[0087] 水泥660份，石英砂1200份，复合掺合料200份，钢纤维140份，羧基化多壁碳纳米管3份，外加剂22份，三乙醇胺0.8份，水195份。

[0088] 所述钢纤维包括按长度划分的长纤维、中纤维和短纤维。钢纤维中长纤维、中纤维和短纤维的比例为4:3:3。所述钢纤维中，长纤维的长度为28mm，中纤维的长度为14mm，短纤维的长度为8mm。优选的，所述钢纤维的直径为0.2mm。

[0089] 优选的，所述石英砂包括细沙和粗砂，所述细砂粒径为0.315mm，粗砂粒径为0.63mm，细砂和粗砂对应比例为1：1.2。所述复合掺合料为硅灰和磨细矿粉的质量比1:1混合物。

[0090] 所述外加剂包括抗收缩剂、减水剂和抗裂剂。其中抗收缩剂为质量比沸石粉：粉煤灰：聚乙二醇：氨基苯乙烷四乙酸＝3:3:1:1的混合物。所述抗裂剂包括45％质量分数的游离氧化钙，20％质量分数的石膏，35％质量分数的煤矸石。

[0091] 本实施例中的生产步骤同实施例5。

[0092] 实施例8

[0093] 本实施例提供一种抗裂超高性能混凝土电杆，其原材料按质量计：

[0094] 水泥660份，石英砂1200份，复合掺合料200份，钢纤维140份，羧基化多壁碳纳米管3份，外加剂22份，三乙醇胺0.8份，水195份。

[0095] 所述钢纤维长度为14mm，直径为0.2mm。

[0096] 优选的，所述石英砂包括细沙和粗砂，所述细砂粒径为0.315mm，粗砂粒径为0.63mm，细砂和粗砂对应比例为1：1.2。所述复合掺合料为硅灰和磨细矿粉的质量比1:1混合物。

[0097] 所述外加剂包括抗收缩剂、减水剂和抗裂剂。其中抗收缩剂为质量比沸石粉：粉煤灰：聚乙二醇：氨基苯乙烷四乙酸＝3:3:1:1的混合物。所述抗裂剂包括45％质量分数的游离氧化钙，20％质量分数的石膏，35％质量分数的煤矸石。

[0098] 本实施例中的生产步骤同实施例5。

[0099] 实施例9

[0100] 本实施例提供一种抗裂超高性能混凝土电杆，其原材料按质量计：

[0101] 水泥740份，石英砂1100份，复合掺合料170份，钢纤维180份，羧基化多壁碳纳米管4份，外加剂25份，三乙醇胺1份，水210份。

[0102] 所述钢纤维包括按长度划分的长纤维、中纤维和短纤维。钢纤维中长纤维、中纤维和短纤维的比例为6:3:1。所述钢纤维中，长纤维的长度为28mm，中纤维的长度为14mm，短纤维的长度为8mm。优选的，所述钢纤维的直径为0.2mm。

[0103] 优选的，所述石英砂包括细沙和粗砂，所述细砂粒径为0.315mm，粗砂粒径为0.63mm，细砂和粗砂对应比例为1：1.2。所述复合掺合料为硅灰和磨细矿粉的质量比1:1混合物。

[0104] 所述外加剂包括抗收缩剂、减水剂和抗裂剂。其中抗收缩剂为质量比沸石粉：粉煤灰：聚乙二醇：氨基苯乙烷四乙酸＝3:3:1:1的混合物。所述抗裂剂包括45％质量分数的游离氧化钙，20％质量分数的石膏，35％质量分数的煤矸石。

[0105] 具体步骤如下：

[0106] ①焊接及张拉：滚焊机焊接主筋和绕丝，将主筋和预应力钢筋间隔布置、对预应力钢筋进行张拉

[0107] ②搅拌：向搅拌机内加入两种石英砂和钢纤维预拌，预拌时间140s，再向搅拌机里依次投入水泥、复合掺合料进行干拌，干拌时间100s，再向搅拌机内投入水、外加剂、三乙醇胺继续搅拌，搅拌时间195s，保持拌合物出机坍落度140±20mm，即将拌合物可放料到布料机。

[0108] ③布料：通过布料机将混凝土按照要求布入电杆模具内，清理模具边缘合缝处，然后封模。

[0109] ④离心：将封模后的电杆半成品吊至离心机上离心，调节离心机转速至200r/min，离心时间1min；再调节离心机转速至300r/min，离心时间1min；再调节离心机转速至650r/min，离心时间6min。

[0110] ⑤蒸养：将离心完成的电杆吊入蒸养池内，静停6小时，使混凝土达到初凝状态；再向池内通入蒸汽，保持升温速率18℃/h；将池内温度升至85℃，保持恒温6小时后，停止通入蒸汽，2h后揭开蒸养池盖开始自然降温。

[0111] ⑥脱模：当模具温度降至与环境温差不大于30℃时，方可开始脱模。

[0112] ⑦自然养护：脱模后，将电杆运至堆场，进行不少于7天的洒水保湿养护。

[0113] 实施例10

[0114] 本实施例提供一种抗裂超高性能混凝土电杆，其原材料按质量计：

[0115] 水泥740份，石英砂1100份，复合掺合料170份，钢纤维180份，羧基化多壁碳纳米管4份，外加剂25份，三乙醇胺1份，水210份。

[0116] 所述钢纤维包括按长度划分的长纤维、中纤维和短纤维。钢纤维中长纤维、中纤维和短纤维的比例为5:3:2。所述钢纤维中，长纤维的长度为28mm，中纤维的长度为14mm，短纤维的长度为8mm。优选的，所述钢纤维的直径为0.2mm。

[0117] 优选的，所述石英砂包括细沙和粗砂，所述细砂粒径为0.315mm，粗砂粒径为0.63mm，细砂和粗砂对应比例为1：1.2。所述复合掺合料为硅灰和磨细矿粉的质量比1:1混合物。

[0118] 所述外加剂包括抗收缩剂、减水剂和抗裂剂。其中抗收缩剂为质量比沸石粉：粉煤灰：聚乙二醇：氨基苯乙烷四乙酸＝3:3:1:1的混合物。所述抗裂剂包括45％质量分数的游离氧化钙，20％质量分数的石膏，35％质量分数的煤矸石。

[0119] 本实施例中的生产步骤同实施例9。

[0120] 实施例11

[0121] 本实施例提供一种抗裂超高性能混凝土电杆，其原材料按质量计：

[0122] 水泥740份，石英砂1100份，复合掺合料170份，钢纤维180份，羧基化多壁碳纳米管4份，外加剂25份，三乙醇胺1份，水210份。

[0123] 所述钢纤维包括按长度划分的长纤维、中纤维和短纤维。钢纤维中长纤维、中纤维和短纤维的比例为4:3:3。所述钢纤维中，长纤维的长度为28mm，中纤维的长度为14mm，短纤维的长度为8mm。优选的，所述钢纤维的直径为0.2mm。

[0124] 优选的，所述石英砂包括细沙和粗砂，所述细砂粒径为0.315mm，粗砂粒径为0.63mm，细砂和粗砂对应比例为1：1.2。所述复合掺合料为硅灰和磨细矿粉的质量比1:1混合物。

[0125] 所述外加剂包括抗收缩剂、减水剂和抗裂剂。其中抗收缩剂为质量比沸石粉：粉煤灰：聚乙二醇：氨基苯乙烷四乙酸＝3:3:1:1的混合物。所述抗裂剂包括45％质量分数的游离氧化钙，20％质量分数的石膏，35％质量分数的煤矸石。

[0126] 本实施例中的生产步骤同实施例9。

[0127] 实施例12

[0128] 本实施例提供一种抗裂超高性能混凝土电杆，其原材料按质量计：

[0129] 水泥740份，石英砂1100份，复合掺合料170份，钢纤维180份，羧基化多壁碳纳米管4份，外加剂25份，三乙醇胺1份，水210份。

[0130] 所述钢纤维长度为14mm，直径为0.2mm。

[0131] 优选的，所述石英砂包括细沙和粗砂，所述细砂粒径为0.315mm，粗砂粒径为0.63mm，细砂和粗砂对应比例为1：1.2。所述复合掺合料为硅灰和磨细矿粉的质量比1:1混合物。

[0132] 所述外加剂包括抗收缩剂、减水剂和抗裂剂。其中抗收缩剂为质量比沸石粉：粉煤灰：聚乙二醇：氨基苯乙烷四乙酸＝3:3:1:1的混合物。所述抗裂剂包括45％质量分数的游离氧化钙，20％质量分数的石膏，35％质量分数的煤矸石。

[0133] 本实施例中的生产步骤同实施例9。

[0134] 实施例13

[0135] 本实施例提供一种抗裂超高性能混凝土电杆，其原材料按质量计：

[0136] 水泥740份，石英砂1100份，复合掺合料170份，钢纤维180份，羧基化多壁碳纳米管4份，外加剂25份，三乙醇胺1份，水210份。

[0137] 所述钢纤维长度为14mm，直径为0.1mm。

[0138] 优选的，所述石英砂包括细沙和粗砂，所述细砂粒径为0.315mm，粗砂粒径为0.63mm，细砂和粗砂对应比例为1：1.2。所述复合掺合料为硅灰和磨细矿粉的质量比1:1混合物。

[0139] 所述外加剂包括抗收缩剂、减水剂和抗裂剂。其中抗收缩剂为质量比沸石粉：粉煤灰：聚乙二醇：氨基苯乙烷四乙酸＝3:3:1:1的混合物。所述抗裂剂包括45％质量分数的游离氧化钙，20％质量分数的石膏，35％质量分数的煤矸石。

[0140] 本实施例中的生产步骤同实施例9。

[0141] 实施例14

[0142] 本实施例提供一种抗裂超高性能混凝土电杆，其原材料按质量计：

[0143] 水泥740份，石英砂1100份，复合掺合料170份，钢纤维180份，羧基化多壁碳纳米管4份，外加剂25份，三乙醇胺1份，水210份。

[0144] 所述钢纤维长度为14mm，直径为0.3mm。

[0145] 优选的，所述石英砂包括细沙和粗砂，所述细砂粒径为0.315mm，粗砂粒径为0.63mm，细砂和粗砂对应比例为1：1.2。所述复合掺合料为硅灰和磨细矿粉的质量比1:1混合物。

[0146] 所述外加剂包括抗收缩剂、减水剂和抗裂剂。其中抗收缩剂为质量比沸石粉：粉煤灰：聚乙二醇：氨基苯乙烷四乙酸＝3:3:1:1的混合物。所述抗裂剂包括45％质量分数的游离氧化钙，20％质量分数的石膏，35％质量分数的煤矸石。

[0147] 本实施例中的生产步骤同实施例9。

[0148] 实施例15(对应实施例4)

[0149] 本实施例提供一种抗裂超高性能混凝土电杆，其原材料按质量计：

[0150] 水泥580份，石英砂1300份，复合掺合料220份，钢纤维100份，外加剂18份，三乙醇胺0.5份，水180份。

[0151] 所述钢纤维长度为14mm，直径为0.2mm。

[0152] 优选的，所述石英砂包括细沙和粗砂，所述细砂粒径为0.315mm，粗砂粒径为0.63mm，细砂和粗砂对应比例为1：1.2。所述复合掺合料为硅灰和磨细矿粉的质量比1:1混合物。

[0153] 所述外加剂包括抗收缩剂、减水剂和抗裂剂。其中抗收缩剂为质量比沸石粉：粉煤灰：聚乙二醇：氨基苯乙烷四乙酸＝3:3:1:1的混合物。所述抗裂剂包括45％质量分数的游离氧化钙，20％质量分数的石膏，35％质量分数的煤矸石。

[0154] 本实施例中的生产步骤同实施例1。

[0155] 实施例16(对应实施例8)

[0156] 本实施例提供一种抗裂超高性能混凝土电杆，其原材料按质量计：

[0157] 水泥660份，石英砂1200份，复合掺合料200份，钢纤维140份，外加剂22份，三乙醇胺0.8份，水195份。

[0158] 所述钢纤维长度为14mm，直径为0.2mm。

[0159] 优选的，所述石英砂包括细沙和粗砂，所述细砂粒径为0.315mm，粗砂粒径为0.63mm，细砂和粗砂对应比例为1：1.2。所述复合掺合料为硅灰和磨细矿粉的质量比1:1混合物。

[0160] 所述外加剂包括抗收缩剂、减水剂和抗裂剂。其中抗收缩剂为质量比沸石粉：粉煤灰：聚乙二醇：氨基苯乙烷四乙酸＝3:3:1:1的混合物。所述抗裂剂包括45％质量分数的游离氧化钙，20％质量分数的石膏，35％质量分数的煤矸石。

[0161] 本实施例中的生产步骤同实施例5。

[0162] 实施例17(对应实施例12)

[0163] 本实施例提供一种抗裂超高性能混凝土电杆，其原材料按质量计：

[0164] 水泥740份，石英砂1100份，复合掺合料170份，钢纤维180份，外加剂25份，三乙醇胺1份，水210份。

[0165] 所述钢纤维长度为14mm，直径为0.2mm。

[0166] 优选的，所述石英砂包括细沙和粗砂，所述细砂粒径为0.315mm，粗砂粒径为0.63mm，细砂和粗砂对应比例为1：1.2。所述复合掺合料为硅灰和磨细矿粉的质量比1:1混合物。

[0167] 所述外加剂包括抗收缩剂、减水剂和抗裂剂。其中抗收缩剂为质量比沸石粉：粉煤灰：聚乙二醇：氨基苯乙烷四乙酸＝3:3:1:1的混合物。所述抗裂剂包括45％质量分数的游离氧化钙，20％质量分数的石膏，35％质量分数的煤矸石。

[0168] 本实施例中的生产步骤同实施例9。

[0169] 实施例18(对应实施例4)

[0170] 本实施例提供一种抗裂超高性能混凝土电杆，其原材料按质量计：

[0171] 水泥580份，石英砂1300份，复合掺合料220份，钢纤维100份，羧基化多壁碳纳米管2份，外加剂18份，三乙醇胺0.5份，水180份。

[0172] 所述钢纤维长度为14mm，直径为0.2mm。

[0173] 优选的，所述石英砂包括细沙和粗砂，所述细砂粒径为0.315mm，粗砂粒径为0.63mm，细砂和粗砂对应比例为1：1.2。所述复合掺合料为硅灰和磨细矿粉的质量比1:1混合物。

[0174] 所述外加剂包括减水剂和抗裂剂。

[0175] 本实施例中的生产步骤同实施例1。

[0176] 实施例19(对应实施例8)

[0177] 本实施例提供一种抗裂超高性能混凝土电杆，其原材料按质量计：

[0178] 水泥660份，石英砂1200份，复合掺合料200份，钢纤维140份，羧基化多壁碳纳米管3份，外加剂22份，三乙醇胺0.8份，水195份。

[0179] 所述钢纤维长度为14mm，直径为0.2mm。

[0180] 优选的，所述石英砂包括细沙和粗砂，所述细砂粒径为0.315mm，粗砂粒径为0.63mm，细砂和粗砂对应比例为1：1.2。所述复合掺合料为硅灰和磨细矿粉的质量比1:1混合物。

[0181] 所述外加剂包括减水剂和抗裂剂。

[0182] 本实施例中的生产步骤同实施例5。

[0183] 实施例20(对应实施例12)

[0184] 本实施例提供一种抗裂超高性能混凝土电杆，其原材料按质量计：

[0185] 水泥740份，石英砂1100份，复合掺合料170份，钢纤维180份，羧基化多壁碳纳米管4份，外加剂25份，三乙醇胺1份，水210份。

[0186] 所述钢纤维长度为14mm，直径为0.2mm。

[0187] 优选的，所述石英砂包括细沙和粗砂，所述细砂粒径为0.315mm，粗砂粒径为0.63mm，细砂和粗砂对应比例为1：1.2。所述复合掺合料为硅灰和磨细矿粉的质量比1:1混合物。

[0188] 所述外加剂包括减水剂和抗裂剂。

[0189] 本实施例中的生产步骤同实施例9。

[0190] 对比实施例21

[0191] 采用普通混凝土配合比、预应力和非预应力离心制作普通电杆，原材料按质量计：水泥449kg，中粗河砂716kg，5～20mm碎石1074kg，减水剂9kg，水161kg。

[0192] 根据实施例1‑21获得的抗裂超高性能混凝土电杆，其参数如表1：

[0193]

[0194]

[0195] 表1

[0196] 根据表1，由实施例1、2、3与4或5、6、7与8或9、10、11与12之间内部纵向对应可知，在钢纤维直径不变的情况下，随着长、中、短三种钢纤维复掺，混凝土的抗压、抗轴拉强度和抗折强度对应单种钢纤维有明显提升，相应的，断裂能和开裂弯矩也随之明显提升。因此，长、中、短三种钢纤维复掺比单种钢纤维配制的混凝土的各种参数均有明显提升。

[0197] 由实施例1、2、3或5、6、7或9、10、11之间纵向对应可知，在钢纤维直径不变和中纤维掺量不变的情况下，随着长纤维的掺量不断增加，混凝土的抗压、抗轴拉强度和抗折强度随之先上升后下降。相应的，断裂能和开裂弯矩也随之先上升后下降。因此，通过平衡长纤维、中纤维和短纤维的比例，可以找到最适合的配方，来对应所需要的混凝土使用方法。

[0198] 由实施例12、13、14之间对应可知，在保持钢纤维长度不变的情况下，随着钢纤维的直径增大，即钢纤维长径比降低，混凝土的抗压、抗折和抗轴拉强度呈现出先上升后下降。相应的，断裂能和开裂弯矩也随之先上升后下降。通过该方式可以优选钢纤维的直径配合长、中、短纤维的比例，更好的调节混凝土的抗压强度、抗轴拉强度以及抗折强度的平衡。

[0199] 由实施例4与8、15与12、16与17之间对应可知，在保持除了羧基化多壁碳纳米管以外其他任何不变的情况下，随着羧基化多壁碳纳米管的掺入，混凝土的抗压、抗折和抗轴拉强度对应不掺羧基化多壁碳纳米管有明显提升，相应的，断裂能和开裂弯矩也随之明显提升。因此，掺入羧基化多壁碳纳米管比不掺配制的混凝土的各种参数均有明显提升。

[0200] 由实施例4与8、18与12、19与20之间对应可知，在保持除了抗收缩剂以外其他任何不变的情况下，随着抗收缩剂掺入，混凝土的抗压、抗折和抗轴拉强度对应不掺抗收缩剂有明显提升，相应的，断裂能和开裂弯矩也随之明显提升。因此，掺入抗收缩剂比不掺配制的混凝土的各种参数均有明显提升。

[0201] 以上实施例1‑20的抗裂超高性能混凝土电杆的各种参数全部优于对应实施例21的普通混凝土电杆，充分说明了以上发明在使用效果上的优越性。

[0202] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。