專利名稱：封閉曲線形鋼纖維混凝土的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種新型纖維混凝土，采用了封閉曲線形鋼纖維代替普通鋼纖維，屬于新型建筑結構材料技術領域。
背景技術：
鋼纖維混凝土具有顯著提高混凝土抗拉強度、抗折強度、韌性和耐磨性能等優點， 是一種性能優良的新型混凝土，可用于機場跑道、路面或對抗拉強度有較高要求的部位。常用的鋼纖維有書釘型、波浪形。鋼纖維的生產有鋼水在模具內直接澆鑄成形、鋼絲冷拉、鋼絲切斷或廢舊鋼絲繩除銹切斷等生產方法，這些鋼纖維在應用中存在攪拌易結團、長度較長時影響流動性、振搗下沉不宜均勻、長度較短時由于粘結力不足而拔出等缺點，導致鋼纖維混凝土在實驗室內效果好，但在施工現場的大規模應用受到限制。
提高鋼纖維混凝土性能的研究方向為提高摻入比；提高鋼纖維與混凝土的粘結；延長纖維長度。大量實驗研究證明，鋼纖維混凝土破壞時，主要是纖維與混凝土粘結力不足拔出，很少出現纖維拉斷，但延長纖維長度影響流動，且當裂縫發生在纖維端部時仍不能避免拔出。發明內容
本發明的目的是針對現有技術的不足提供了一種解決了普通鋼纖維斷裂時破壞為鋼纖維因與混凝土粘結強度不足拔出，鋼材強度不能充分利用；鋼纖維長度較大時混凝土流動性變差，且摻入率較大時易結團；澆筑振搗時鋼纖維因密度較大容易下沉，不易振搗均勻等問題的封閉曲線形鋼纖維混凝土。
本發明通過以下技術方案實現發明目的一種封閉曲線形鋼纖維混凝土，采用封閉曲線形鋼纖維代替普通鋼纖維，與混凝土混合形成的新型鋼纖維混凝土，包括水泥砂漿形成的凝膠體，粗骨料、閉合曲線形鋼纖維、所述閉合曲線形鋼纖維的封閉曲線為外凸的形狀，所述封閉曲線最大尺寸在20 60mm之間，且不大于粗骨料最大粒徑的3倍；所述封閉曲線上相對兩點位置最短直線距離不小于 IOmm0
本發明中所述封閉曲線形鋼纖維的橫截面尺寸為0. 4 2mm。
本發明中所述的封閉曲線為圓形、橢圓形或不規則多邊形。
本發明中所述閉合曲線形鋼纖維摻入混凝土摻入比在1% 5%之間。
有益效果環形和弧形纖維混凝土同普通鋼纖維混凝土相比，纖維的生產難度相當，但摻入混凝土后錨固好，不易拔出，對混凝土的抗拉強度、抗壓強度、韌性、耐磨性以及施工時的流動性、攪拌振搗等性能都優于普通鋼纖維混凝土。


圖1是閉合曲線形鋼纖維混凝土試塊的剖面示意圖。
圖2是不同形狀的閉合曲線鋼纖維，其中圓形鋼纖維分別為澆鑄生產和鋼絲拉結成形兩種。圖1中(1)水泥砂漿形成的凝膠體，(2)粗骨料，(3)閉合曲線形鋼纖維。
具體實施例方式如圖所示，一種封閉曲線形鋼纖維混凝土，采用封閉曲線形鋼纖維代替普通鋼纖維，與混凝土混合形成的新型鋼纖維混凝土，包括水泥砂漿形成的凝膠體1，粗骨料2、閉合曲線形鋼纖維3、閉合曲線形鋼纖維3的封閉曲線可以為外凸的任意形狀，如封閉曲線可為圓形、橢圓形或不規則多邊形等，封閉曲線最大尺寸可選擇在20 60mm之間，且不大于粗骨料最大粒徑的3倍；封閉曲線上相對兩點位置最短直線距離不小于10mm。封閉曲線形鋼纖維的橫截面尺寸為0. 4 2mm。閉合曲線形鋼纖維3摻入混凝土摻入比在1% 5%之間。本發明是針對于混凝土破壞時，鋼纖維強度不能充分利用的問題，不僅僅從纖維表面粗糙度解決，而是采用封閉曲線形纖維，纖維在混凝土中受拉時，纖維環拉力自平衡， 不會拔出，封閉環內的混凝土起到內支撐作用。環形纖維采用外凸形狀，因此在摻入率較大時互相之間不會因相互交叉而結團；不易結團則流動性降低不明顯。為避免混凝土振搗時纖維下沉現象，纖維的直徑不宜過大，纖細的纖維環在粗細骨料中不易自由下沉；同時纖維的直徑也不宜過細，過細則攪拌中易變形壓扁，摻入率高時增大了結團的可能性，故本發明將截面尺寸限制在0. 4 2mm之間。另外，混凝土初始破壞來源于粗骨料2和水泥凝膠體 1之間的界面微裂縫，限制界面微裂縫的擴展有助于提高混凝土的強度和韌性，本發明將封閉曲線的最大環徑限定在20 60mm范圍內，使的纖維環有可能將粗骨料2嵌套，以限制界面微裂縫擴展。為保證環內環繞一定量的混凝土，規定了封閉曲線互相面對位置的間距不小于10mm。本發明提出采用不同尺寸、不同形狀的封閉曲線的纖維可實現相互嵌套，振搗時容許平面外扭曲，可提高混凝土受力的均勻性。環形纖維在攪拌時較普通鋼纖維不易均勻， 通過限定最小摻入率和控制攪拌時間以保證質量。首先進行環形和弧形鋼纖維的生產可采用兩種工藝，一種是在模具內由熱鋼水直接鑄造成形；另一種是采用鋼絲完成弧形后端部彎鉤成形，形狀可以做成任意外凸封閉曲線形，且控制最小內徑。在圖1中的閉合曲線形鋼纖維混凝土的制作方法為將水泥、砂和石子攪拌均勻，然后撒入閉合曲線形鋼纖維，攪拌均勻后加水攪拌，攪拌時間控制在120s 左右。本發明中的封閉纖維生產可采用模具鑄造方法，也可采用鋼絲彎折、兩端連接成形。
權利要求
1.一種封閉曲線形鋼纖維混凝土，采用封閉曲線形鋼纖維代替普通鋼纖維，與混凝土混合形成的新型鋼纖維混凝土，其特征在于包括水泥砂漿形成的凝膠體(1 )，粗骨料(2)、 閉合曲線形鋼纖維(3)、所述閉合曲線形鋼纖維(3)的封閉曲線為外凸的形狀，所述封閉曲線最大尺寸在20 60mm之間，且不大于粗骨料最大粒徑的3倍；所述封閉曲線上相對兩點位置最短直線距離不小于10mm。
2.如權利要求1所述的封閉曲線形鋼纖維混凝土，其特征在于所述封閉曲線形鋼纖維的橫截面尺寸為0. 4 2mm。
3.如權利要求1或2所述的封閉曲線形鋼纖維混凝土，其特征在于所述的封閉曲線為圓形、橢圓形或不規則多邊形。
4.如權利要求1所述的封閉曲線形鋼纖維混凝土，其特征在于所述閉合曲線形鋼纖維(3 )摻入混凝土摻入比在1% 5%之間。
全文摘要
一種封閉曲線形鋼纖維混凝土，采用封閉曲線形鋼纖維代替普通鋼纖維，與混凝土混合形成的新型鋼纖維混凝土，包括水泥砂漿形成的凝膠體(1)，粗骨料(2)、閉合曲線形鋼纖維(3)、所述閉合曲線形鋼纖維(3)的封閉曲線為外凸的形狀，所述封閉曲線最大尺寸在20～60mm之間，且不大于粗骨料最大粒徑的3倍；所述封閉曲線上相對兩點位置最短直線距離不小于10mm。環形和弧形纖維混凝土同普通鋼纖維混凝土相比，纖維的生產難度相當，但摻入混凝土后錨固好，不易拔出，對混凝土的抗拉強度、抗壓強度、韌性、耐磨性以及施工時的流動性、攪拌振搗等性能都優于普通鋼纖維混凝土。
文檔編號C04B14/48GK102531484SQ20121006254
公開日2012年7月4日 申請日期2012年3月12日 優先權日2012年3月12日
發明者吳二軍, 楊勇, 王偉, 王秀哲, 趙殿峰 申請人:河海大學