[發明專利]一種自修復纖維增強超高性能混凝土電桿及其加工方法

在審

• 申請號: 202110161968.2
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN113045266A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 梁冠
• 申請（專利權）人: 廣東恒業水泥制品有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B24/28;E04H12/12;C04B14/42;C04B24/04
• 代理公司: 廣州人才匯進知識產權代理事務所(普通合伙) 44763
• 代理人: 常銀煥

本發明公開了一種自修復纖維增強超高性能混凝土電桿及其加工方法，包括鋼筋籠，所述鋼筋籠的外側包覆有自修復纖維增強超高性能混凝土，所述自修復纖維增強超高性能混凝土的原料包括：復膠液芯纖維40份～60份；硅酸鹽水泥950份～1000份；稻殼灰160份～170份；鋁釩土900份～1200份；璃粉70份～90份；聚丙烯纖維50份～70份；水145份～170份；羧酸減水劑40份～60份。通過添加了短而細的修復膠液芯纖維，當混凝土結構產生裂縫時滲出液體修補裂縫可以防止鋼筋腐蝕和氧化，并能在損壞時“再生”，具有超高強度、高韌性、高耐久性和高體積穩定性等特點。

技術領域

本發明涉及電力架空輸變電線路、廣播、郵電、通訊以及照明線路上的新型復合材料混凝土電桿，具體的說是一種自修復纖維增強超高性能混凝土電桿及其加工方法。

背景技術

超高性能混凝土，簡稱UHPC(Ultra-High Performance Concrete)，也稱作活性粉末混凝土(RPC，Reactive Powder Concrete)，是過去三十年中最具創新性的水泥基工程材料，實現工程材料性能的大跨越。自修復混凝土，是在混凝土中加入包裹膠粘劑的載體，當混凝土產生裂縫時，膠粘劑外層包裹物破裂，膠粘劑流出，充滿裂縫，最終將裂縫封住。自愈合混凝土，是在混凝土中添加可產生封堵裂縫的物質，這種物質遇到水就被激活，產生結晶體，沉積在裂縫的表面，不斷增加結晶體在裂縫周圍沉淀，逐漸將混凝土開裂部分填充密實。自修復超高性能混凝土使用在鐵路橋梁方面上，目前其他預制件上還在實驗室階段還比較空白。

超高性能混凝土的設計理論是最大堆積密度理論(densified particlepacking)，其組成材料不同粒徑顆粒以最佳比例形成最緊密堆積，即毫米級顆粒(骨料)堆積的間隙由微米級顆粒(水泥、粉煤灰、礦粉)填充，微米級顆粒堆積的間隙由亞微米級顆粒(硅灰)填充。早在1931年，Andressen就建立了最大堆積密度理論的數學模型。然而，直到上世紀七十年代末，在高效減水劑技術與產品性能大幅度提高的基礎上，采用該模型設計配制的第一代超高性能混凝土才在丹麥奧爾堡Cement og Beton Laboratiet(水泥與混凝土試驗室)誕生，稱作CRC(Compact Reinforced Composite，密實增強復合材料)。CRC與目前的UHPC達到基本相同的力學性能，最高抗壓強度超過400MPa，使用燒結鋁礬土作骨料，同時使用聚丙烯纖維提高材料的韌性，所以稱作“復合材料”。

南京航空航天大學的智能材料與結構航空科技重點實驗室，在我國的智能復合材料研究領域處于領先地位。1997年，他們研究了利用液芯光纖和形狀記憶合金(sMA絲)對復合材料結構中的損傷進行自診斷、自修復的方法。對總體方案進行了分析，用環氧FA4和環氧E51做了初步試驗：將液芯光纖和形狀記憶合金埋入混凝土中，光纖的出射光由光敏管接受，當混凝土發生損傷時，由液芯光纖組成的自診斷、自修復網絡使膠液流入損傷處，同時局部激勵損傷處的SMA短纖維，產生局部壓應力，使損傷處的液芯光纖斷裂，膠液流出，對損傷處進行自修復，而且當液芯光纖內所含的膠粘劑流到損傷處后，SMA激勵時所產生的熱量，將大大提高固化的質量，使得自修復完成得更好。

混凝土是世界上使用最廣泛的建筑材料。但它是一種脆性材料，在施工過程中或使用過程中很容易出現裂縫。當裂縫很小時，雖說不影響受力性能，但給人視覺上是不安全的。而有的裂縫會隨著時間的推移，裂縫會越來越大，裂縫大到一定程度，再遇到水或侵蝕性化學物進入這些裂縫，裂縫處的混凝土和鋼筋會受到腐蝕，最終影響到混凝土構件的受力性能，更嚴重的可能發生脆性斷裂，產生災難性事故，給社會帶來無可挽回的損失。

發明內容

本發明旨在克服現有技術的缺點與不足，提供一種自修復纖維增強超高性能混凝土電桿，本發明還提供了一種自修復纖維增強超高性能混凝土電桿的加工方法。

根據本發明第一方面實施例的自修復纖維增強超高性能混凝土電桿，所述自修復纖維增強超高性能混凝土電桿包括鋼筋籠，所述鋼筋籠的外側包覆有自修復纖維增強超高性能混凝土，所述自修復纖維增強超高性能混凝土由以下質量份配比的原料組成：