[發(fā)明專利]一種銑削型鋼纖維及其在超高性能混凝土和耐磨地坪中的應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110598886.4
• 申請(qǐng)日: 2021-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN115477486A
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊醫(yī)博;夏英淦;劉少坤;肖祺楓;余之豪;溫禮靜;黃云龍;郭文瑛;王恒昌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B14/48
• 分類號(hào): C04B14/48;E04F15/12;C22C38/04;C22C38/06
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 殷妹

本發(fā)明公開了一種銑削型鋼纖維及其在超高性能混凝土和耐磨地坪中的應(yīng)用。所述鋼纖維由高強(qiáng)鋼錠或鋼板銑削得到，鋼纖維截面為圓弧形或近似矩形，其上下表面或全表面粗糙，兩端帶有端勾，鋼纖維長(zhǎng)度為12～22mm，截面寬度為2～3mm，截面厚度為0.2～0.4mm，端部彎鉤長(zhǎng)度1～2mm，鋼纖維抗拉強(qiáng)度為1500～2500MPa。其本體可為平直形、拱形和波浪形，表面設(shè)置防腐層。本發(fā)明克服了普通銑削型鋼纖維抗拉強(qiáng)度過低、韌性差的缺點(diǎn)；相比傳統(tǒng)微絲鋼纖維，具有粘結(jié)強(qiáng)度高、機(jī)械咬合力強(qiáng)等特點(diǎn)，可以有效提高超高性能混凝土的初裂強(qiáng)度，能進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)耐久性，優(yōu)選應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)槌咝阅芑炷梁统咝阅芑炷聊湍サ仄骸?/p>

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑工程材料領(lǐng)域，具體涉及一種銑削型鋼纖維及其在超高性能混凝土和超高性能混凝土耐磨地坪中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

超高性能混凝土(UHPC)是一種基于骨料和膠凝材料緊密堆積、低水膠比、鋼纖維增強(qiáng)的水泥基材料，具有超高強(qiáng)度、高韌性和優(yōu)異耐久性，近年來在多個(gè)工程領(lǐng)域逐步開展工程應(yīng)用。其最大骨料粒徑小于8mm，通常骨料粒徑小于2.36mm，其水膠比低于0.24，抗壓強(qiáng)度不小于120MPa。

超高性能混凝土中通常采用的微絲鋼纖維的纖維截面為圓形，直徑為0.15～0.3mm，長(zhǎng)度為10～20mm，平直型或端勾型，抗拉強(qiáng)度≥2000MPa；由于界面粘結(jié)強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鋼纖維的抗拉強(qiáng)度，微絲鋼纖維和超高性能混凝土基體協(xié)同工作效果不佳，對(duì)超高性能混凝土的抗初裂性能幾乎沒有影響。超高性能混凝土達(dá)到初裂強(qiáng)度后，超高性能混凝土開裂，內(nèi)部微絲鋼纖維在自然環(huán)境下會(huì)快速銹蝕，從而大幅降低結(jié)構(gòu)耐久性，也使得超高性能混凝土的高耐久性難以發(fā)揮作用，急需開發(fā)能夠提高超高性能混凝土初裂強(qiáng)度的方法。

目前市場(chǎng)上的普通銑削型鋼纖維截面為圓弧形，內(nèi)弧面粗糙，外弧面光滑，長(zhǎng)度為30～34mm，截面寬度為1.4～3.8mm，截面厚度為0.1～0.4mm，抗拉強(qiáng)度為700～1000MPa。其與普通混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度較高，但在超高性能混凝土中的實(shí)驗(yàn)表明：普通銑削型鋼纖維存在抗拉強(qiáng)度過低、纖維過長(zhǎng)、韌性差的缺點(diǎn)，在超高性能混凝土破壞時(shí)為纖維拉斷，難以發(fā)揮其優(yōu)異的粘結(jié)性能。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種銑削型鋼纖維。

本發(fā)明所述銑削型鋼纖維用于超高性能混凝土，其強(qiáng)度高，韌性好，表面粗糙，帶有端勾。相比微絲鋼纖維，具有粘結(jié)強(qiáng)度高、機(jī)械咬合力強(qiáng)等特點(diǎn)；相比普通銑削型鋼纖維，具有高強(qiáng)度、高韌性等特點(diǎn)，可以有效提高超高性能混凝土的初裂強(qiáng)度。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述一種銑削型鋼纖維在超高性能混凝土和超高性能混凝土耐磨地坪中的應(yīng)用。

本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種銑削型鋼纖維，由高強(qiáng)鋼錠或鋼板銑削得到，包括截面為圓弧形或近似矩形的鋼纖維本體，所述鋼纖維本體為平直形、拱形或波浪形，其上下表面或全表面粗糙，兩端帶有端勾。

優(yōu)選地，所述銑削型鋼纖維抗拉強(qiáng)度為1500～2500MPa，所述銑削型鋼纖維本體，表面粗糙，大大增加了其與水泥基體的接觸面積，使得鋼纖維與基體的粘結(jié)強(qiáng)度大幅提升；兩端帶有端勾，進(jìn)一步加強(qiáng)了鋼纖維的錨固力，使得鋼纖維的力學(xué)性能得到充分發(fā)揮，因而能提升超高性能混凝土的初裂強(qiáng)度。

優(yōu)選地，所述銑削型鋼纖維，長(zhǎng)度為12～22mm，截面寬度為2～3mm，截面厚度為0.2～0.4mm，端部彎鉤長(zhǎng)度1～2mm。

優(yōu)選地，所述鋼纖維本體為平直形，其直線部分長(zhǎng)度≥纖維總長(zhǎng)的2/3；所述鋼纖維本體為拱形，拱形弧度為25～45°，更優(yōu)選為25～35°；所述鋼纖維本體為波浪形，設(shè)有2個(gè)波峰，波高為0.6～1.2mm。

優(yōu)選地，所述鋼纖維本體為平直形，兩端帶有端勾，端勾為折線形，直線部分可扭轉(zhuǎn)，極大增強(qiáng)了鋼纖維的機(jī)械咬合力，進(jìn)而提高鋼纖維和基體的界面粘結(jié)強(qiáng)度。