[发明专利]一种自修复纤维增强超高性能混凝土电杆及其加工方法

说明书

本发明公开了一种自修复纤维增强超高性能混凝土电杆及其加工方法，包括钢筋笼，所述钢筋笼的外侧包覆有自修复纤维增强超高性能混凝土，所述自修复纤维增强超高性能混凝土的原料包括：复胶液芯纤维40份～60份；硅酸盐水泥950份～1000份；稻壳灰160份～170份；铝钒土900份～1200份；璃粉70份～90份；聚丙烯纤维50份～70份；水145份～170份；羧酸减水剂40份～60份。通过添加了短而细的修复胶液芯纤维，当混凝土结构产生裂缝时渗出液体修补裂缝可以防止钢筋腐蚀和氧化，并能在损坏时“再生”，具有超高强度、高韧性、高耐久性和高体积稳定性等特点。

技术领域

本发明涉及电力架空输变电线路、广播、邮电、通讯以及照明线路上的新型复合材料混凝土电杆，具体的说是一种自修复纤维增强超高性能混凝土电杆及其加工方法。

背景技术

超高性能混凝土，简称UHPC(Ultra-High Performance Concrete)，也称作活性粉末混凝土(RPC，Reactive Powder Concrete)，是过去三十年中最具创新性的水泥基工程材料，实现工程材料性能的大跨越。自修复混凝土，是在混凝土中加入包裹胶粘剂的载体，当混凝土产生裂缝时，胶粘剂外层包裹物破裂，胶粘剂流出，充满裂缝，最终将裂缝封住。自愈合混凝土，是在混凝土中添加可产生封堵裂缝的物质，这种物质遇到水就被激活，产生结晶体，沉积在裂缝的表面，不断增加结晶体在裂缝周围沉淀，逐渐将混凝土开裂部分填充密实。自修复超高性能混凝土使用在铁路桥梁方面上，目前其他预制件上还在实验室阶段还比较空白。

超高性能混凝土的设计理论是最大堆积密度理论(densified particlepacking)，其组成材料不同粒径颗粒以最佳比例形成最紧密堆积，即毫米级颗粒(骨料)堆积的间隙由微米级颗粒(水泥、粉煤灰、矿粉)填充，微米级颗粒堆积的间隙由亚微米级颗粒(硅灰)填充。早在1931年，Andressen就建立了最大堆积密度理论的数学模型。然而，直到上世纪七十年代末，在高效减水剂技术与产品性能大幅度提高的基础上，采用该模型设计配制的第一代超高性能混凝土才在丹麦奥尔堡Cement og Beton Laboratiet(水泥与混凝土试验室)诞生，称作CRC(Compact Reinforced Composite，密实增强复合材料)。CRC与目前的UHPC达到基本相同的力学性能，最高抗压强度超过400MPa，使用烧结铝矾土作骨料，同时使用聚丙烯纤维提高材料的韧性，所以称作“复合材料”。

南京航空航天大学的智能材料与结构航空科技重点实验室，在我国的智能复合材料研究领域处于领先地位。1997年，他们研究了利用液芯光纤和形状记忆合金(sMA丝)对复合材料结构中的损伤进行自诊断、自修复的方法。对总体方案进行了分析，用环氧FA4和环氧E51做了初步试验：将液芯光纤和形状记忆合金埋入混凝土中，光纤的出射光由光敏管接受，当混凝土发生损伤时，由液芯光纤组成的自诊断、自修复网络使胶液流入损伤处，同时局部激励损伤处的SMA短纤维，产生局部压应力，使损伤处的液芯光纤断裂，胶液流出，对损伤处进行自修复，而且当液芯光纤内所含的胶粘剂流到损伤处后，SMA激励时所产生的热量，将大大提高固化的质量，使得自修复完成得更好。

混凝土是世界上使用最广泛的建筑材料。但它是一种脆性材料，在施工过程中或使用过程中很容易出现裂缝。当裂缝很小时，虽说不影响受力性能，但给人视觉上是不安全的。而有的裂缝会随着时间的推移，裂缝会越来越大，裂缝大到一定程度，再遇到水或侵蚀性化学物进入这些裂缝，裂缝处的混凝土和钢筋会受到腐蚀，最终影响到混凝土构件的受力性能，更严重的可能发生脆性断裂，产生灾难性事故，给社会带来无可挽回的损失。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的缺点与不足，提供一种自修复纤维增强超高性能混凝土电杆，本发明还提供了一种自修复纤维增强超高性能混凝土电杆的加工方法。

根据本发明第一方面实施例的自修复纤维增强超高性能混凝土电杆，所述自修复纤维增强超高性能混凝土电杆包括钢筋笼，所述钢筋笼的外侧包覆有自修复纤维增强超高性能混凝土，所述自修复纤维增强超高性能混凝土由以下质量份配比的原料组成：