一种高压绝缘子高强度胶装养护处理方法与流程

本发明涉及高压绝缘子制造工艺，具体为一种高压绝缘子高强度胶装养护处理方法。

背景技术：

1、高压线路绝缘子通常由绝缘瓷件与金属附件通过无机胶凝材料胶装而成。胶装浆体需要在注浆阶段具有较好的流动性，以便填充胶装缝隙并配合振动排气；同时，注浆后又需要较快形成早期强度，以满足生产线转序和搬运要求。

2、现有绝缘子胶装工艺中，常通过提高湿热养护温度或加入早强剂来提高早期强度。然而，较高温湿热养护容易带来温度梯度、体积变形和后期强度增长不足等问题；早强剂一次性或过量加入时，也容易影响浆体经时流动度和施工操作窗口。

3、此外，低水胶比和纳米二氧化硅等材料虽有利于提高胶装材料密实度，但也会增加浆体分散难度。纳米材料直接加入水泥体系时容易出现分散不均或团聚现象，进而影响新拌浆体流动性和硬化后宏观均匀性。

4、因此，本发明提出一种高压绝缘子高强度胶装养护处理方法，来解决现有技术的不足。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种高压绝缘子高强度胶装养护处理方法，解决了现有高压绝缘子胶装工艺在追求快速脱模早强时，难以兼顾浆体施工流动性，且极易因常规高温养护或高碱添加剂诱发内部微裂纹与长期碱硅酸反应破坏的问题。

2、为解决上述问题，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供一种高压绝缘子高强度胶装养护处理方法，采用如下技术方案。

4、一种高压绝缘子高强度胶装养护处理方法，包括以下步骤：

5、将包含硅酸盐水泥、矿渣微粉和超细石灰石粉的胶凝基料与第一部分甲酸钙进行混合搅拌，形成均匀的干态预混粉料；随后加入石英砂，继续干拌；量取去离子水作为主拌合水，向其中加入预稳态低钠纳米硅-pce母液b以及消泡剂，搅拌分散均匀后制得主混合液；将所述主混合液加入至所述干态预混粉料中进行湿拌；在所述主混合液接触粉料并搅拌第一预设时间后，将由第二部分甲酸钙溶解于预留去离子水配制成的后置钙源水注入正在搅拌的物料中，继续搅拌第二预设时间，制得绝缘子胶装胶合剂浆体；将所述绝缘子胶装胶合剂浆体注入绝缘子瓷件与金属附件的胶装缝隙中，进行振动排气并抹平表面；将完成注浆的绝缘子移入养护箱中，在22℃～25℃的温度以及相对湿度不低于95%的环境下静停90分钟；静停结束后，以5℃/h～8℃/h的升温速率将养护箱温度升至53℃～57℃，并在该温度下恒温养护10小时～12小时；恒温结束后，使养护箱内温度自然降温至不高于35℃，将绝缘子移出养护箱。

6、通过采用上述技术方案，将甲酸钙分段加料工艺、预稳态低钠纳米硅-pce母液b以及阶梯升温养护制度结合使用，有利于在保持浆体施工流动性的同时，提高胶合剂的早期强度，并降低较高温度湿热养护对后期强度保持和体积稳定性的不利影响。

7、在上述方法中，预稳态低钠纳米硅-pce母液b先与主拌合水混合形成主混合液，再与干态预混粉料接触。聚羧酸减水剂能够对水泥颗粒、矿物掺合料颗粒及纳米二氧化硅颗粒起到分散作用，从而改善浆体初始流动性。第一部分甲酸钙随干态预混粉料进入体系，用于提供初始早强组分；第二部分甲酸钙以水溶液形式在湿拌后段加入，用于在浆体完成初始分散后进一步调节凝结和早期硬化进程。通过将甲酸钙分为初始加入和后置加入两个阶段，可在一定程度上兼顾浆体施工操作时间和早期强度发展。

8、注浆后的静停和阶梯升温养护用于与浆体的凝结硬化过程相配合。静停阶段使浆体在升温前完成初步结构形成；随后以5℃/h～8℃/h的升温速率升至53℃～57℃并恒温养护，有利于促进水泥熟料水化、甲酸钙早强作用以及矿渣微粉、纳米二氧化硅等组分参与的后续反应过程。与较高温度湿热养护相比，低温湿热养护制度有利于降低温度梯度和体积变形对胶装层及界面的不利影响。

9、优选地，以胶凝基料的总质量为100%计，所述胶凝基料由质量百分比为83%～88%的硅酸盐水泥、9%～13%的矿渣微粉和3%～4%的超细石灰石粉组成。以胶凝基料的总质量为基准，预稳态低钠纳米硅-pce母液b的添加量为3.3%～3.9%，第一部分甲酸钙的添加量为0.15%～0.20%，第二部分甲酸钙的添加量为0.37%～0.42%，消泡剂的添加量为0.03%～0.05%，石英砂与胶凝基料的质量比为1.0:1～1.15:1。所述第一部分甲酸钙和第二部分甲酸钙为预稳态低钠纳米硅-pce母液b之外另行加入的甲酸钙。

10、优选地，所述绝缘子胶装胶合剂浆体的总水胶比为0.22～0.26；总水胶比计算中的总水量包括主拌合水的质量、预稳态低钠纳米硅-pce母液b中所含水分的质量以及预留去离子水的质量之和；预留去离子水的质量占主拌合水的质量与预留去离子水的质量总和的12%～20%。所述硅酸盐水泥为p.o52.5r型普通硅酸盐水泥；所述矿渣微粉为s95级粒化高炉矿渣微粉；所述超细石灰石粉的中位粒径d50为2μm～6μm；所述消泡剂为非离子有机硅消泡剂。

11、通过采用上述技术方案，将总水胶比控制在0.22～0.26，并将预稳态低钠纳米硅-pce母液b中的水分计入总水量，有利于控制硬化胶合剂中的自由水含量，降低泌水、干燥收缩和孔隙缺陷。非离子有机硅消泡剂的加入有利于减少搅拌和浇注过程中引入的气泡，从而改善胶装层硬化后的宏观均匀性。

12、优选地，所述预稳态低钠纳米硅-pce母液b的最终固体质量分数为18.1%～22.9%，且所述预稳态低钠纳米硅-pce母液b中纳米sio2与聚羧酸减水剂的固体质量比为4:1～5:1。所述低钠纳米硅溶胶为经脱钠处理的纳米二氧化硅胶体分散体，其na2o当量不高于0.10%。

13、优选地，所述预稳态低钠纳米硅-pce母液b的制备方法包括以下步骤：将去离子水与出厂固体质量分数为40%～50%的醚类聚羧酸减水剂加入反应釜中，在20℃～25℃的温度下以300r/min～500r/min的转速搅拌5分钟～10分钟；在保持搅拌状态下，将固体质量分数为20%～30%的低钠纳米硅溶胶在15分钟～25分钟内匀速滴加至反应釜中；待滴加完毕后，将转速提升至1800r/min～2500r/min，继续搅拌20分钟～30分钟；将甲酸钙溶解于事先称量好的去离子水中形成清液，随后将该清液在5分钟～10分钟内匀速滴入反应釜中；滴入完毕后，调整转速至1000r/min～1500r/min，继续搅拌15分钟～20分钟后出料。

14、优选地，以所述预稳态低钠纳米硅-pce母液b的总质量为1000份计，制备所述预稳态低钠纳米硅-pce母液b所采用的原料包括：反应釜底水用的去离子水63.5份～319份；出厂固体质量分数为40%～50%的醚类聚羧酸减水剂68份～87.5份；固体质量分数为20%～30%的低钠纳米硅溶胶510份～700份；甲酸钙11份～19份；用于溶解甲酸钙的去离子水75份～130份。各原料用量在上述范围内选取，并使预稳态低钠纳米硅-pce母液b的总质量为1000份，最终固体质量分数为18.1%～22.9%，纳米sio2与聚羧酸减水剂的固体质量比为4:1～5:1；其中，甲酸钙与用于溶解甲酸钙的去离子水的质量比为0.08:1～0.15:1。

15、通过采用上述技术方案，先将纳米二氧化硅与聚羧酸减水剂在水相中进行预分散，再加入少量甲酸钙进行离子环境调节，有利于降低纳米二氧化硅在水泥体系中直接投加时的团聚倾向，并提高新拌浆体的分散均匀性和经时流动度保持能力。采用低钠纳米硅溶胶，有利于降低外加组分向体系中引入的可溶性钠离子含量，从而改善胶合剂体系的长期耐久性。

16、优选地，湿拌采用行星式水泥胶砂搅拌机进行；在主混合液接触粉料的瞬间开始计时，第一预设时间为90秒；第二预设时间为90秒。振动排气的时间为30秒；所述养护箱为可编程温湿度养护箱；通过切断加热电源的方式使养护箱内温度自然降温。

17、通过采用上述技术方案，将湿拌过程分为主混合液与粉料初始湿拌阶段和后置钙源水加入后的继续湿拌阶段，有利于先完成粉体润湿和浆体初始分散，再进行后置钙源水的均匀混入。养护结束后采用自然降温方式，有利于减小绝缘子瓷件、金属附件和胶装层之间因降温速率差异产生的界面应力，从而提高胶装界面的稳定性。

18、本发明提供了一种高压绝缘子高强度胶装养护处理方法。具备以下有益效果：

19、1、本发明通过甲酸钙分段加入工艺，将第一部分甲酸钙随干粉混入，将第二部分甲酸钙配制成水溶液并在湿拌后期加入，使早强组分的加入时机与浆体分散、注浆和初期硬化过程相匹配。与一次性加入全部甲酸钙的方式相比，该工艺有利于兼顾注浆阶段的流动度保持、振动排气和后续早期强度发展。

20、2、本发明采用预先制备的预稳态低钠纳米硅-pce母液b，使低钠纳米硅溶胶、聚羧酸减水剂和微量甲酸钙在水相中预先分散复配，降低纳米二氧化硅直接加入胶凝体系时的团聚倾向，并改善新拌浆体的初始分散状态和经时流动度保持能力。同时，低钠纳米硅溶胶能够减少外加组分引入的可溶性钠离子含量，有利于提高胶装材料的长期耐久性。

21、3、本发明采用室温静停、53℃至57℃低温湿热恒温养护和自然降温的阶梯养护制度。该养护制度有利于促进早期水化和强度发展，并降低较高温湿热养护引起的温度梯度、体积变形和界面应力影响，从而改善胶装件在冷热交变条件下的负荷保持能力。

22、4、本发明统筹计算主拌合水、预留去离子水以及母液b所含水分，将浆体总水胶比控制在0.22至0.26范围内，并配合非离子有机硅消泡剂使用，有利于降低泌水、干燥收缩和宏观气孔缺陷，提高硬化胶装层的宏观均匀性。