前言

  多年來，國內(nèi)的混凝土桿產(chǎn)品一直沿用著傳統(tǒng)的工藝和原料進(jìn)行生產(chǎn)，生產(chǎn)的產(chǎn)品存在重量重、強(qiáng)度低、耐鹽堿侵蝕能力差、壽命短、材料消耗大等諸多缺陷，在配電線路轉(zhuǎn)角和耐張部位無法與鋼管桿和鐵塔抗衡。

  法國人在20世紀(jì)90年代研發(fā)出一種新型水泥復(fù)合材料：活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete，簡稱RPC），該材料的本質(zhì)是一種超高性能水泥砂漿，但主要應(yīng)用于建筑的主體結(jié)構(gòu)，因此被稱為“混凝土”。由于活性粉末混凝土是一種專利產(chǎn)品，歐洲將采用RPC制備原理制成的水泥基材料稱為超高性能混凝土（Ultra-high Performance Concrete，簡稱UHPC）。與傳統(tǒng)混凝土相比，UHPC具有優(yōu)異的力學(xué)性能，包括極高的抗壓強(qiáng)度，優(yōu)良的抗沖擊、抗疲勞性能，另外，UHPC材料內(nèi)部致密，故具有極佳的耐久性。

  我公司歷經(jīng)多年研究，成功將UHPC材料引入到電桿生產(chǎn)，充分發(fā)揮該材料的強(qiáng)度高、耐侵蝕能力強(qiáng)、材料用量少等特點(diǎn)，使電桿產(chǎn)品的性能在多方面得到大幅提升。產(chǎn)品在保留混凝土桿價(jià)格優(yōu)勢的前提下，力學(xué)性能達(dá)到配電線路所有鐵塔和鋼管桿的承載能力，使用年限將遠(yuǎn)超鍍鋅鋼管桿和鐵塔，這將使目前配電線路桿塔市場由鐵塔、鋼管桿和混凝土桿三分天下的格局被打破，可能形成UHPC桿通吃的局面。

  1.  基體材料的性能決定了UHPC桿的特性

  1.1  良好的力學(xué)性能，確保桿體的輕質(zhì)超高強(qiáng)特性

  在遼寧省工程質(zhì)量檢測中心和我公司力學(xué)實(shí)驗(yàn)室對UHPC桿的基體材料UHPC做了一系列性能測試，試驗(yàn)結(jié)果表明UHPC 具有極好的力學(xué)性能（見下表）。

  混凝土C60與UHPC的力學(xué)性能比較

  由于UHPC桿的基體材料具有超出傳統(tǒng)混凝土一倍以上的強(qiáng)度，經(jīng)中國電科院和電力工業(yè)杭州線路器材檢測中心多次荷載測試證明，桿體的壁厚減少一半仍可達(dá)到傳統(tǒng)桿型的承載力（見端面對比圖），相應(yīng)桿體重量也降低50%左右，實(shí)現(xiàn)了桿體的輕型化。重量的大幅降低大大減輕了運(yùn)輸和安裝的負(fù)荷，這不僅意味著節(jié)省人力和成本，還意味著安裝速度的加快。

  端部尺寸對比

  本產(chǎn)品的基體材料單位重量的抗壓強(qiáng)度與高強(qiáng)鋼相當(dāng)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)混凝土桿的基體強(qiáng)度，按現(xiàn)有混凝土桿設(shè)計(jì)規(guī)范計(jì)算，用它制造的混凝土桿可滿足大彎矩桿塔的承載要求，在線路需要耐張桿和轉(zhuǎn)角桿的地方使用本產(chǎn)品可以不用打拉線就能滿足要求。還可以實(shí)現(xiàn)等尺寸、等強(qiáng)度替代鋼管桿和等強(qiáng)度替代部分鐵塔，《國家電網(wǎng)公司輸變電工程典型設(shè)計(jì)》2006版中配電線路鋼管桿的所有桿型用本產(chǎn)品都可以覆蓋。

  1.2  優(yōu)異的耐候性可大幅提升使用年限

  傳統(tǒng)混凝土桿、鋼管桿和鐵塔在含有酸、堿、鹽及有機(jī)溶劑等腐蝕介質(zhì)的環(huán)境中抗腐蝕性能較差，維護(hù)費(fèi)用高，使用壽命短。本產(chǎn)品使用的UHPC材料具有較高的密實(shí)度，使其具有極低的滲透性、很高的抗環(huán)境介質(zhì)侵蝕能力和抗高寒地區(qū)凍融循環(huán)破壞能力（見下表），從而提高了UHPC桿的耐久性。

  混凝土C60與UHPC120的耐久性比較

  UHPC材料在歐美和日本等地在嚴(yán)重腐蝕環(huán)境和超長年限需求環(huán)境都有許多應(yīng)用，如被用做鋼管樁防蝕層,在海水中浸泡實(shí)驗(yàn)表明UHPC有很強(qiáng)的防蝕能力,鋼管樁表面無銹蝕仍有金屬光澤。還有用于海底輸氣管道的隧洞襯砌、海底核廢料庫的支護(hù)、海上采油平臺(tái)后張預(yù)應(yīng)力管道孔的封堵以及碼頭混凝土受海水腐蝕部位的修補(bǔ)等普通混凝土無法滿足要求的環(huán)境中使用，防腐效果都非常明顯。由此可以推斷，用UHPC材料制作的桿體特別適合于鹽堿河灘、沿海地區(qū)、內(nèi)陸鹽漬土，經(jīng)常使用融雪劑的道路兩側(cè)，以及工業(yè)區(qū)和酸雨多發(fā)地區(qū)等對傳統(tǒng)混凝土桿、鋼管桿和鐵塔有特殊防腐要求的環(huán)境中使用，可有效地提高桿塔的可靠性和耐久性。另外由于基體材料的抗壓強(qiáng)度不低于普通巖石的抗壓強(qiáng)度，因而其具有很強(qiáng)的抗氣蝕、抗沖磨能力，可在有上述性能需求的環(huán)境中長期使用，是一種免維護(hù)或低維護(hù)結(jié)構(gòu)。

  1.3  為施工帶來方便、為用戶帶來效益

  （1）降低運(yùn)輸和安裝成本：傳統(tǒng)混凝土桿由于桿體重量太大，在不便運(yùn)輸?shù)沫h(huán)境中，有時(shí)需要鋪設(shè)專門的道路來運(yùn)輸，造成運(yùn)輸與安裝不便且費(fèi)用比其他材料都要高。由于UHPC桿的桿體重量可降低50%左右，使得安裝和運(yùn)輸過程中的附加費(fèi)用大幅減少。

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  （2）節(jié)約占地、不用打拉線：在以往的情況下，對于耐張桿和轉(zhuǎn)角桿一般是采用帶拉線的混凝土桿或鋼管桿，帶拉線的混凝土桿需要較大的占地面積，如拉線位置在非機(jī)動(dòng)車道內(nèi)，則拉線的設(shè)置會(huì)影響城市美觀和行人的安全。同尺寸的超高強(qiáng)桿體強(qiáng)度大幅度提高，可以實(shí)現(xiàn)在沒有拉線時(shí)也能滿足承載力的要求。另外在設(shè)計(jì)時(shí)可適當(dāng)加大檔距，減少混凝土桿基數(shù)，進(jìn)而減少基礎(chǔ)施工量和占地面積，同時(shí)也相應(yīng)減少了橫擔(dān)、絕緣子、金具等的使用量。進(jìn)一步減低了工程造價(jià)。

  （3）替代傳統(tǒng)桿塔效益更加明顯：由于本產(chǎn)品基體材料單位重量的抗壓強(qiáng)度與高強(qiáng)鋼相當(dāng)，可以替代傳統(tǒng)的鋼管桿和部分鐵塔，而其造價(jià)只有鍍鋅鋼管桿的60%左右。而且相對于傳統(tǒng)鋼管桿，基礎(chǔ)開挖面積小，基礎(chǔ)造價(jià)低，安裝方便，可縮短工期，提高施工效率。

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