[發明專利]一種具有自錨固功能的雙Y型鋼纖維及其制備方法、應用

有效

• 申請號: 201711150902.3
• 申請日: 2017-11-18
• 公開（公告）號: CN108002726B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 崔崇;候劍橋;李天君;趙文琪
• 申請（專利權）人: 南京理工大學;寧波綠茵市政園林股份有限公司
• 主分類號: C04B14/48
• 分類號: C04B14/48;B23P15/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 唐代盛

本發明公開一種具有自錨固功能的雙Y型鋼纖維及其制備方法、應用，方法是采用具有凸凹齒狀的切刀，將一塊薄鋼板沿著水平方向沖切，沖切口與沖切口之間有一定間隔距離，每行與行之間的沖切有一定的間隔距離，行與行之間沖切口相互錯位一定的距離，邊沖切邊張拉，沖切透的切縫被拉開，形成了六邊形網格，由鋼纖維直段和位于該直段兩端的錨固段組成一體化雙Y型鋼纖維。本發明雙Y型錨固鋼纖維強化了混凝土的增強作用，發揮鋼纖維的極限作用；雙Y型錨固鋼纖維具有錨固端，拔不出來，不滑脫；采用常溫沖切方式實現鋼纖維制作，在切割過程中，鋼纖維產生較大的塑性變形，鋼纖維截面呈現變形的四邊形，使得鋼纖維強度高于母材強度，提高幅度達到20?40％，獲得了塑性強化效果。

技術領域

本發明屬于鋼纖維混凝土技術，特別是一種具有自錨固功能的“雙Y型”鋼纖維及其制備方法、應用。

背景技術

鋼纖維混凝土是一種性能優越的復合材料，應用在土管、路板、井蓋、建筑墻體等地，鋼纖維混凝土中亂向分布的短纖維主要作用是阻礙混凝土內部微裂縫的擴展和阻滯宏觀裂縫的發生和發展，因此對于其抗拉強度和主要由主拉應力控制的抗剪、抗彎、抗扭強度等有明顯的改善作用。當纖維摻量(體積率)在1％--3％范圍內，抗拉強度提高25％---50％，抗彎強度提高40％-80％，用直接雙面剪試驗所測定的抗剪強度提高50-100％。但是抗壓強度提高幅度較小，一般在0-25％之間。

根據纖維增強機理的各種理論，諸如纖維間距理論、復合材料理論和微觀斷裂力學理論以及大量試驗數據的分析，纖維的增強效果主要取決于基體強度、纖維的長徑比(l_f/d_f)、纖維的體積率、纖維與基體間的粘結強度(τ)以及纖維在基體中的分布和取向的影響。

當鋼纖維混凝土破壞時，大都是纖維被拔出而不是被拉斷，因此改善纖維與基體間的粘結強度，增加鋼纖維與基體之間的錨固性能是改善纖維增強效果的主要控制因素之一。通常采用的改善方法有：

(1)增加纖維的粘結長度(即增加長徑比(l_f/d_f))，但纖維太長易于成團，會形響拌合物的和易性和施工質量，導致強度降低，所以鋼纖維長度一般為20--40mm，最長不超過60mm，長徑比一般在40--120之間。

(2)改善基體對鋼纖維的粘結性能，通過加入超塑化劑使水灰比降低，通過摻入10％硅灰可使鋼纖維的粘結強度提高20％，鋼纖維混凝土抗折強度提高40％。

(3)改善纖維的形狀，增加纖維與基體間的摩阻力和咬合力。纖維品種不同，粘結強度可相差數倍以上。

目前異形鋼纖維種類繁多，有壓棱形、波紋形、彎鉤形、大頭形等，見表1。異形鋼纖維對混凝土加固效果有一定改善，但是這些鋼纖維在混凝土中可以拔出來，容易滑脫。

表1常見的幾種異型鋼纖維

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有自錨固功能的雙Y型鋼纖維及其制備方法，能夠增強鋼纖維與水泥砂漿基體之間的摩擦力與錨固力。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種具有自錨固功能的雙Y型鋼纖維及其制備方法，其制備步驟如下：

采用厚度為D₃的鋼板經過沖切口、張拉、切割而成，即由鋼纖維直段和位于該直段兩端的錨固段組成一體化雙Y型鋼纖維，錨固段為第一錨固段、第二錨固段、第三錨固段、第四錨固段構成，其中第一錨固段與第二錨固段，第三錨固段與第四錨固段分別形成Y形段，之間的錨固張開角為2θ，具體制備步驟如下：