CN108316560A - 用于提高超高性能混凝土抗拉性能的钢纤维 - Google Patents

用于提高超高性能混凝土抗拉性能的钢纤维 Download PDF

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李雪峰
周良
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    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/01—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings
    • E04C5/02—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings of low bending resistance

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Abstract

本发明属于钢筋混凝土技术领域，尤其涉及一种用于提高超高性能混凝土抗拉性能的钢纤维。其包括钢筋本体，所述钢筋本体上包括至少一段异径或弯曲的结构，所述钢筋本体的表面设置防腐层。本发明通过改变钢纤维的形状，由等直径的直线型钢纤维改造为异径、弯曲的形状，增加钢纤维与水泥基体的锚固性能，从而大幅提高超高性能混凝土的抗拉强度。

Description

用于提高超高性能混凝土抗拉性能的钢纤维
技术领域
本发明属于钢筋混凝土技术领域，尤其涉及一种用于提高超高性能混凝土抗拉性能的钢纤维。
背景技术
超高性能混凝土因为一般需要掺入钢纤维，也被称作超高性能纤维增强混凝土。超高性能混凝土不同于传统的高强混凝土和钢纤维混凝土，也不是传统意义“高性能混凝土”的高强化，而是性能指标明确的新品种水泥基结构工程材料。其真正的价值体现在与钢纤维之间的高粘结强度，能够充分发挥与利用钢纤维抗拉强度而实现混凝土高抗拉强度、高韧性和应变硬化行为，形成混凝土、钢纤维、钢筋更加协调的钢-混凝土复合的新模式。钢纤维的掺入使得超高性能混凝土材料的抗拉强度远高于普通混凝土，且具有稳定的裂后抗拉强度。
超高性能混凝土构件在受拉状态下的变形如下为：与普通混凝土类似，在拉应力达到比例极限前均呈线弹性状态，此时的拉应力仅靠水泥基体承担，拉应力一旦超过比例极限，构件就会开裂。对于普通混凝土构件，构件一旦出现裂缝，裂缝就会进一步扩展，构件就会发生破坏，无法继续承载。一般情况下普通混凝土拉应力的比例极限较低，对应的拉应变也较低，因此在工程中偏于安全，一般不考虑普通混凝土的抗拉强度。而超高性能混凝土不同，构件一旦出现裂缝，钢纤维就开始发挥作用，原来由基体平衡的拉力逐渐传递给钢纤维，钢纤维的存在限制了裂缝的进一步开展，使得构件可以继续进一步承载。随着拉应力的进一步增大，构件的某一薄弱处的裂缝会逐渐变宽，钢纤维逐渐被拔出，构件发生破坏，此时构件的拉应变与钢材的应变相当，在工程中具有很好的应用价值，即可以保证超高性能混凝土与钢筋协同受力，在计算时可以考虑其抗拉强度。钢纤维的抗拉强度很高，超高性能混凝土达到极限抗拉强度时，一般是钢纤维-基体粘结失效，纤维自身不会断裂，即超高性能混凝土的抗拉性能取决于钢纤维与水泥基体的锚固性能，因此增加钢纤维与水泥基体的锚固性能就可以大幅提高超高性能混凝土的抗拉强度。
目前超高性能混凝土中的钢纤维一般是采用等直径、直线型的钢纤维，由于材料均质性的要求，也不能通过增加钢纤维的长度来提高钢纤维与水泥基体的锚固性能，因此目前采用的钢纤维并不能充分的发挥超高性能混凝土的抗拉性能，进一步增加纤维与水泥基体的锚固性能将会较大幅度的提高超高性能混凝土的抗拉强度。
本技术领域的技术人员致力于解决上述技术缺陷。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的技术目的在于通过改变钢纤维的形状，由等直径的直线型钢纤维改造为异径、弯曲的形状，增加钢纤维与水泥基体的锚固性能，从而大幅提高超高性能混凝土的抗拉强度。
为实现上述技术目的，本发明提供了一种抗拉强度高、锚固性能更强、耐腐蚀的用于提高超高性能混凝土抗拉性能的钢纤维。
一种用于提高超高性能混凝土抗拉性能的钢纤维，其包括钢筋本体，所述钢筋本体上包括至少一段异径或弯曲的结构，所述钢筋本体的表面设置防腐层。
上述的一种用于提高超高性能混凝土抗拉性能的钢纤维，其所述钢筋本体呈线型，所述钢筋本体的两端直径逐渐增大，所述钢筋本体两端端面的直径大于中间段直径的一至三倍。
上述的一种用于提高超高性能混凝土抗拉性能的钢纤维，其所述钢筋本体的直径相等，所述钢筋本体呈波浪状扭曲，所述钢筋本体的扭曲幅度大于一至三倍的钢筋本体直径。
上述的一种用于提高超高性能混凝土抗拉性能的钢纤维，其所述钢筋本体的直径相等，所述钢筋本体的两端向内弯折形成钩状。
本发明的有益效果：
本发明通过改变钢纤维的形状，由等直径的直线型钢纤维改造为异径、弯曲的形状，增加钢纤维与水泥基体的锚固性能，从而大幅提高超高性能混凝土的抗拉强度。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图。
图2为本发明实施例2的结构示意图。
图3为本发明实施例3的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
实施例1：
参照图1，本发明包括钢筋本体1，所述钢筋本体1呈线型，所述钢筋本体1的两端2直径逐渐增大，所述钢筋本体两端2端面的直径大于中间段3直径的一至三倍(最佳为两倍)，所述钢筋本体1的表面设置防腐层。防腐层为镀铜层或镀锌层。
实施例2：
参照图2，本发明包括钢筋本体4，所述钢筋本体4的直径相等，所述钢筋本体4呈波浪状扭曲，所述钢筋本体4的扭曲幅度大于两倍(也可以在一倍至三倍，甚至更多)的钢筋本体直径，所述钢筋本体4的表面设置防腐层。防腐层为镀铜层或镀锌层。
实施例3：
参照图3，本发明包括钢筋本体5，所述钢筋本体5的直径相等，所述钢筋本体5的两端向内弯折形成钩状6，所述钢筋本体的表面设置防腐层。防腐层为镀铜层或镀锌层。
本发明通过采用非等直径、非直线型的钢纤维，在保证材料均质性的要求下，大大增加钢纤维与水泥基体的锚固性能，充分发挥了超高性能混凝土的抗拉性能。同时，钢筋本体的表面经过镀铜或镀锌处理，提高了钢筋本体的防腐性能。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于提高超高性能混凝土抗拉性能的钢纤维，其特征在于，包括钢筋本体，所述钢筋本体上包括至少一段异径或弯曲的结构，所述钢筋本体的表面设置防腐层。
2.根据权利要求1所述的用于提高超高性能混凝土抗拉性能的钢纤维，其特征在于，所述钢筋本体呈线型，所述钢筋本体的两端直径逐渐增大。
3.根据权利要求2所述的用于提高超高性能混凝土抗拉性能的钢纤维，其特征在于，所述钢筋本体两端端面的直径大于中间段直径的一至三倍。
4.根据权利要求1所述的用于提高超高性能混凝土抗拉性能的钢纤维，其特征在于，所述钢筋本体的直径相等，所述钢筋本体呈波浪状扭曲。
5.根据权利要求4所述的用于提高超高性能混凝土抗拉性能的钢纤维，其特征在于，所述钢筋本体的扭曲幅度大于一至三倍的钢筋直径。
6.根据权利要求1所述的用于提高超高性能混凝土抗拉性能的钢纤维，其特征在于，所述钢筋本体的直径相等，所述钢筋本体的两端向内弯折形成钩状。
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