CN112759291A - 一种混掺形状记忆合金纤维的抗高温爆裂uhpc及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混掺形状记忆合金纤维的抗高温爆裂UHPC及其制备方法，包括金属纤维，金属纤维包括钢纤维和形状记忆合金纤维；其中，形状记忆合金纤维在金属纤维中的质量占比为20%~60%；形状记忆合金纤维的预应变为2%~4%；在常温时，钢纤维和形状记忆合金纤维的形状和尺寸相同。本发明中，由于形状记忆合金纤维的加入，高温时，形状记忆合金内部发生马氏体逆相变，产生记忆效应从而恢复其初始形态。但由于纤维受到周围基体的约束，纤维形状无法改变故对UHPC基体产生预压应力，从而达到抑制高温爆裂的效果。本发明大幅降低UHPC高温爆裂面积率，并提高初始爆裂温度，高温爆裂程度得到明显降低，有效增加火灾下UHPC结构的安全性，使其能够在防火要求较高的结构中得到应用。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，特别是一种混掺形状记忆合金纤维的抗高温爆裂UHPC及其制备方法。
背景技术
UHPC（超高性能混凝土）因其超高强度和超高耐久性等突出的性能优点而逐渐应用于工程结构中。然而，UHPC内部结构极为致密，在遭受高温作用过程中内部水分难以挥发，导致UHPC极易发生高温爆裂。高温环境下抗爆裂能力是评估材料耐火性能的重要指标之一，高温爆裂现象会进一步加剧高温环境下的不确定性因素，加大结构的不安全隐患。因此抗高温爆裂成为UHPC在工程中进一步推广应用的一个亟待解决的难题。
针对UHPC高温环境下易爆裂的特点，已有的解决方式主要有：加大粗骨料占比，降低材料含湿量、组合养护方式（热水养护+干热养护）以及添加纤维等方法。上述方法均可提高UHPC的抗爆裂能力，但都存在一定的弊端。加大粗骨料的含量可以降低UHPC内部应力，一定程度增大孔隙率使得内部水分得到蒸发，但材料强度会受到影响。降低材料含湿量和组合养护方式可明显抑制高温爆裂现象，但此方法仅停留在实验室阶段，在实际工程中会延长工期，施工工艺较为繁琐，大幅增加工作量。另外，研究发现掺入PP纤维可以改善高温下的爆裂现象，但纤维的掺入会改变UHPC材料配比以及提高造价，性价比较低。因此，探索一种新的改善UHPC高温爆裂现象的方法具有十分重要的实际意义，使其能够合理的应用于防火要求较高的结构中。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种混掺形状记忆合金纤维的抗高温爆裂UHPC及其制备方法，该混掺形状记忆合金纤维的抗高温爆裂UHPC及其制备方法利用内部形状记忆合金在高温环境下产生形状记忆效应的特性，对UHPC基体产生预压应力，从而达到抑制UHPC高温爆裂的效果。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种混掺形状记忆合金纤维的抗高温爆裂UHPC，包括金属纤维，金属纤维包括钢纤维和形状记忆合金纤维；其中，形状记忆合金纤维在金属纤维中的质量占比为20%~60%；形状记忆合金纤维的预应变为2%~4%；在常温时，钢纤维和形状记忆合金纤维的形状和尺寸相同。
形状记忆合金纤维在金属纤维中的质量占比为60%，形状记忆合金纤维的预应变为4%。
形状记忆合金纤维在金属纤维中的质量占比为60%，形状记忆合金纤维的预应变为3%。
形状记忆合金纤维在金属纤维中的质量占比为60%，形状记忆合金纤维的预应变为2%。
形状记忆合金纤维在金属纤维中的质量占比为40%，形状记忆合金纤维的预应变为4%。
形状记忆合金纤维在金属纤维中的质量占比为40%，形状记忆合金纤维的预应变为3%。
形状记忆合金纤维在金属纤维中的质量占比为40%，形状记忆合金纤维的预应变为2%。
形状记忆合金纤维为铁基记忆合金Fe-SMA。
一种混掺形状记忆合金纤维的抗高温爆裂UHPC的制备方法，包括如下步骤。
步骤1、制备钢纤维：制备后得到的钢纤维长度为L mm，直径为d mm。
步骤2、制备形状记忆合金纤维，具体包括如下步骤。
步骤2A、制备Fe-SMA圆棒：将工业纯铁、电解锰、硅、铬镍和钒，在感应电炉中熔炼得到直径为D的合金圆棒，D＞10d。
步骤2B、制备Fe-SMA纤维：在1100℃的冶炼温度下，对步骤2A制备的Fe-SMA圆棒，进行旋锤，并通过反复冷拉，制成常温下直径为d mm的Fe-SMA纤维。
步骤3、Fe-SMA纤维施加预应变：常温下，对步骤2制备的Fe-SMA纤维，按照2%~4%的预应变值进行拉伸并卸载；然后，将拉伸后的Fe-SMA纤维按照L mm的长度进行截断，形成常温下直径为d mm、长度为L mm、且具有2%~4%预应变2%~4%的Fe-SMA纤维。
步骤4、制备抗高温爆裂UHPC：将设定比例的硅酸盐水泥、粉煤灰、硅灰、矿粉、水、高效减水剂和金属纤维进行掺混；其中，金属纤维包括步骤1制备的钢纤维和步骤3中施加预应变后制备的Fe-SMA纤维；同时，Fe-SMA纤维在金属纤维中的质量占比为20%~60%。
步骤2中，D=15mm，L=13mm，d=0.2mm。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明抗高温爆裂UHPC中的金属纤维采用钢纤维和形状记忆合金纤维共同掺混形成，且形状记忆合金纤维在金属纤维中的质量占比为20%~60%。也就是说，采用形状记忆合金纤维替代20%~60%的原有钢纤维。在高温环境下，铁基形状记忆合金纤维会产生形状记忆效应，与周围UHPC产生相互作用，降低UHPC在高温环境下的爆裂程度，并且提高UHPC高温初始爆裂温度，改善了UHPC的抗爆裂性能，更有利于UHPC在建筑结构中推广和应用。当火灾发生时，内部记忆合金纤维遇热产生记忆效应，由于周围的UHPC约束，记忆合金纤维无法恢复初始状态，故产生相应的恢复力，对周围UHPC施加压应力，抑制了UHPC本身的爆裂，提高了UHPC结构在火灾中的安全性。
2、本发明的抗高温爆裂UHPC不会影响UHPC常温下性能。本发明仅用SMA纤维替代部分钢纤维。在常温时，钢纤维和形状记忆合金纤维的形状和尺寸相同。故而，在常温时，钢纤维和形状记忆合金纤维共同组成的金属纤维与原仅有钢纤维的数量、尺寸、形状以及力学性能相同，因而不影响UJPC材料配比，且其余材料均未发生变化。SMA纤维与钢纤维在常温阶段并无差别，仅在高温阶段存在不同。相比其他改善UHPC高温爆裂的措施（提高粗骨料、加入PP纤维）对UHPC性能产生的影响，本发明的抗高温爆裂UHPC在常温阶段性能与相同配比下UHPC保持一致。
3、本发明的抗高温爆裂UHPC，在UHPC制备过程中，将一定数量的SMA纤维替代原有钢纤维，且对整个过程施工工艺和养护方式均无影响，因而施工工艺简单。相比其他改善UHPC高温爆裂的措施，本发明在施工现场并未改变UHPC浇筑养护方式，与普通UHPC施工没有区别，无额外工作量产生。
4、本发明设计灵活，适用范围广。可以根据不同条件下的防火要求，调整形状记忆合金纤维替代率和预应变值，调整UHPC的抗爆裂能力。
附图说明
图1显示了SMA应力应变关系图。
图2显示了SMA产生记忆效应的原理示意图。
图3显示了高温环境下UHPC与形状记忆合金纤维相互作用力的示意图。
图4显示了不同Fe-SMA纤维替代率时的UHPC结构示意图；其中，图4（a）、图4（b）和图4（c）分别显示了Fe-SMA纤维替代率为20%、40%和60%的UPHC结构示意图。
图5显示了在预应变为4%时，不同Fe-SMA纤维替代率试件的爆裂面积率变化曲线图。
图6显示了在Fe-SMA纤维替代率为60%时，不同预应变试件的爆裂面积率变化曲线图。
图7显示了在预应变为4%时，不同Fe-SMA纤维替代率试件的初始爆裂温度变化曲线图。
图8显示了Fe-SMA纤维替代率为60%时，不同预应变试件的初始爆裂温度变化曲线图。
其中有：1-Fe-SMA纤维，2-水泥基体，3-钢纤维。
具体实施方式
下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本发明的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本发明的保护范围。
如图4所示，一种混掺形状记忆合金纤维的抗高温爆裂UHPC，包括水泥基体2和金属纤维。
水泥基体2和金属纤维的比例关系，采用现有技术中的已知比例，本申请未做改进。水泥基体2的材料也为现有已知材料，本实施例中，优选采用硅酸盐水泥、粉煤灰、硅灰、矿粉、水、砂和高效减水剂等。其中，胶凝材料比例为：硅酸盐水泥 1：硅灰 0.3：矿粉 0.2：粉煤灰 0.2，砂胶比为河砂 1.2，水胶比为水 0.2，纤维体积掺入比为 2%，高效减水剂掺入比为 2%。
上述硅酸盐水泥选用等级为52.5的硅酸盐水泥，硅灰、粉煤灰以及矿粉比表面积为 20000m2/kg、600m2/kg、800m2/kg。高效减水剂优选为液态聚羧酸型高效减水剂，含固率40%，减水率38%。
砂种类优选采用普通河砂，直径优选小于 2.5 毫米，细度模数优选为 2.5。
金属纤维包括钢纤维3和形状记忆合金纤维。
钢纤维长度优选为L=13mm，直径优选为d=0.2mm，抗拉强度＞2000Mpa。
形状记忆合金（Shape Memory Alloy ,简称SMA），是一种兼有感知和驱动功能的金属材料，具有一般金属材料所没有的许多特殊物理力学性能，主要有形状记忆效应、超弹性效应、阻尼效应、电阻特性等特点, 此外还具有强度高、塑性好、抗腐蚀、疲劳寿命长等优异性能。目前形状记忆合金主要分为三类：镍钛基记忆合金(NiTi-SMA)、铜基记忆合金（Cu-SMA）和铁基记忆合金(Fe-SMA)。所谓形状记忆效应是材料呈现热弹性马氏体逆相变的过程，即在常温下将记忆合金张拉，当外力卸除后弹性应变恢复而非弹性应变保留，对于普通金属材料非弹性应变将永久存在，而记忆合金在加热后非弹性应变得到恢复，材料形态恢复到张拉前的初始状态，这一变化过程被成为形状记忆效应。若在记忆合金恢复时抑制其变形，记忆合金会产生相应的恢复应力。恢复应力的开发和利用，使得记忆合金应用于航天、建筑以及医疗等多个领域。
在本实施例中，形状记忆合金纤维1优选采用铁基记忆合金Fe-SMA，简称Fe-SMA纤维1，铁基记忆合金Fe-SMA的价格较为低廉，经济效益高。
上述形状记忆合金纤维在金属纤维中的质量占比为20%~60%，形状记忆合金纤维的预应变为2%~4%。具体根据对抗爆裂性能的不同要求，调整形状记忆合金纤维预应变以及形状记忆合金纤维在金属纤维中的质量占比（简称替换率）来提升UHPC的抗爆裂能力。
在本实施例中，形状记忆合金纤维具有如下几种优选实施例。
实施例1，如图4（c）所示
形状记忆合金纤维在金属纤维中的质量占比为60%，形状记忆合金纤维的预应变为4%。
实施例2，如图4（c）所示
形状记忆合金纤维在金属纤维中的质量占比为60%，形状记忆合金纤维的预应变为3%。
实施例3，如图4（c）所示
形状记忆合金纤维在金属纤维中的质量占比为60%，形状记忆合金纤维的预应变为2%。
实施例4，如图4（b）所示
形状记忆合金纤维在金属纤维中的质量占比为40%，形状记忆合金纤维的预应变为4%。
实施例5，如图4（b）所示
形状记忆合金纤维在金属纤维中的质量占比为40%，形状记忆合金纤维的预应变为3%。
实施例6，如图4（b）所示
形状记忆合金纤维在金属纤维中的质量占比为40%，形状记忆合金纤维的预应变为2%。
实施例7，如图4（a）所示
形状记忆合金纤维在金属纤维中的质量占比为20%，形状记忆合金纤维的预应变为4%。
实施例8，如图4（a）所示
形状记忆合金纤维在金属纤维中的质量占比为20%，形状记忆合金纤维的预应变为3%。
实施例9，如图4（a）所示
形状记忆合金纤维在金属纤维中的质量占比为20%，形状记忆合金纤维的预应变为2%。
在常温时，钢纤维和形状记忆合金纤维的形状和尺寸相同。因而，常温下力学性能两者一致，形状记忆合金纤维的掺入并不影响常温下UHPC性能。同时，形状记忆合金纤维掺入并不影响UHPC配比，并且施工工艺和养护方式均不受影响。
本发明中，利用内部的形状记忆合金纤维，在高温环境下产生形状记忆效应的特性，对UHPC基体产生预压应力，从而达到抑制UHPC高温爆裂的效果。
图1 显示了SMA应力应变关系图，在图1中，四条曲线分别表示如下：
曲线①：外力作用下，SMA应力ε与SMA应变σ的关系，包含弹性阶段和非弹性阶段。
曲线②：外力卸除后，SMA弹性应变恢复。
曲线③：对恢复弹性应变的形状记忆合金进行高温激励，会导致形状记忆合金的非弹性应变得到部分恢复。
高温加热，非弹性应变得到恢复，高温加热时，形状记忆合金的形状受限（若对形状记忆合金的形状加以约束，让其无法恢复初始母状态，形状记忆合金内部就可以产生相应的恢复应力），SMA产生相应恢复应力。
上述非弹性应变是指SMA在卸除外力弹性应变得到恢复后剩余的应变，即ε1。当形状记忆合金在高温环境下产生形状记忆效应，非弹性应变得到恢复（直观表现为形状改变）。而普通钢材无论处于什么环境下，非弹性应变均不会产生恢复。
曲线④：对形状记忆合金进行高温激励的同时，约束其形状，使非弹性应变无法得到恢复，导致形状记忆合金内部产生相应的恢复应力。
其中，ε1是指形状记忆合金弹性应变恢复后的非弹性应变。σR是指形状记忆合金产生的恢复应力。目的是想更直观的表达SMA的应力应变以及形状记忆效应相关的参数。
图2 显示了SMA产生记忆效应示意图，在图2中，5根SMA分别表示如下：
第①根SMA：热炼后SMA，其中L为初始长度。
第②根SMA：自然冷却后的SMA。
第③根SMA：常温下将SMA进行拉伸，拉伸后长度为L+L0。
第④根SMA：常温下拉伸进行高温加热，SMA产生形状记忆效应，恢复到初始长度L。
第⑤根SMA：常温下拉伸，进行高温加热，但是由于SMA形状受到限制，无法恢复到初始长度L，内部产生恢复应力
。
上述
是指形状记忆合金产生的恢复应力，能直观表达内部的恢复应力；当SMA形状受到约束时，高温激励下SMA内部产生恢复应力的过程。
上述L0为SMA拉伸后增加的长度，也即SMA在常温预拉伸后的增加长度。
在第④根SMA中，由于高温激励，SMA恢复到初始状态，此时L0消失。
在第⑤根SMA中，L0的存在表示SMA形状受限，无法恢复到初始状态。
图3显示了高温环境下UHPC与形状记忆合金纤维相互作用力，在图2中，右侧的两幅放大示意图，分别表示如下：
①图：形状记忆合金纤维对周围UHPC的作用力。
②图：UHPC对形状记忆合金纤维的作用力。
图2表达的是形状记忆合金产生记忆效应的过程，从高温母状态、常温下拉伸、有无约束条件下高温激励形状记忆合金等步骤。
图3是指形状记忆合金纤维应用于UHPC中，在高温环境下产生记忆效应从而于周围UHPC产生相互作用力的示意图。图2是对图1应力应变关系的进一步直观表达，而图3是解释形状记忆合金纤维在UHPC中产生的作用。
一种混掺形状记忆合金纤维的抗高温爆裂UHPC的制备方法，包括如下步骤。
步骤1、制备钢纤维：钢纤维的制备方法为成熟的现有技术，这里不再赘述。制备后得到的钢纤维长度为L mm（优选13mm），直径为d mm（优选0.2mm），抗拉强度＞2000Mpa。
步骤2、制备形状记忆合金纤维，具体包括如下步骤：
步骤2A、制备Fe-SMA圆棒：将工业纯铁、电解锰、硅、铬镍和钒等，在感应电炉中熔炼得到直径为D（优选为15mm）的合金圆棒，D＞10d。
步骤2B、制备Fe-SMA纤维：在1100℃的冶炼温度下，对步骤2A制备的Fe-SMA圆棒，进行旋锤，并通过反复冷拉，制成常温下直径为d mm的Fe-SMA纤维。
步骤3、Fe-SMA纤维施加预应变：常温下，对步骤2制备的Fe-SMA纤维，按照2%~4%的预应变进行拉伸；接着，将拉伸后的Fe-SMA纤维按照L mm的长度进行截断，形成常温下直径为d mm、长度为L mm、且预应变为2%~4%的Fe-SMA纤维。
预应变根据具体要求分别取2%，3%和4%。通过对满足直径要求的形状记忆合金长丝进行预拉伸，然后根据纤维长度要求进行截断，从而达到施加预应变的目的。预拉伸长度=预应变×形状记忆合金丝长度。例如制备预应变为2%长度为L mm的形状记忆合金纤维，首先通过旋锤和反复冷拉制备得到长度为L0的形状记忆合金长丝。为方便拉伸，将一定数量的长丝通过拉伸试验机一起拉伸，拉伸长度=2%(预应变)×L0(形状记忆合金丝长度)。拉伸完成后根据纤维长度进行截断得到所需的预应变2%的形状记忆合金纤维，本发明中纤维长度L=13mm。
步骤4、制备抗高温爆裂UHPC：将设定比例的硅酸盐水泥、粉煤灰、硅灰、矿粉、水、高效减水剂和金属纤维进行掺混；其中，金属纤维包括步骤1制备的钢纤维和步骤3施加预应变后形成的Fe-SMA纤维；同时，Fe-SMA纤维在金属纤维中的质量占比为20%~60%。
实验验证
一、试件准备
本实施例中，根据Fe-SMA自身特性，考虑不同Fe-SMA纤维替代率和预应变的影响，设计了如下六种规格的试件，每种规格的试件各2~3个，每个试件的尺寸均优选为150mm×150mm×150mm，六种规格试件具体如下：
①无Fe-SMA纤维；
②Fe-SMA纤维替代率20%、预应变为4%；
③Fe-SMA纤维替代率40%、预应变为4%；
④Fe-SMA纤维替代率60%、预应变为4%；
⑤Fe-SMA纤维替代率60%、预应变为3%；
⑥Fe-SMA纤维替代率60%、预应变为2%。
二、高温爆裂试验
根据以往研究已知UHPC爆裂温度为250℃~500℃之间，因此本方案升温温度为500℃，升温速率为4℃/min。升温装置为自制电加热炉。
高温爆裂的评价指标主要是初始高温爆裂时间和爆裂面积率。下面对两者分别评价如下。
三、爆裂面积率评价
爆裂面积率=爆裂面积/受火总面积×100%。
在高温爆裂试验时，通过炉内发出“噗噗”爆裂声判断初始爆裂温度，试验完成后通过测量爆裂面积确定爆裂面积率。
如图5和图6所示，随着Fe-SMA纤维替代率和预应变的增加，UHPC的爆裂面积率得到了不同的降低。观察发现，相比未添加Fe-SMA纤维试件，替代率20%试件的爆裂面积率降低不明显，这是因为由于纤维本身在UHPC中分布错综复杂，少量的Fe-SMA纤维加入可能导致纤维分布不均匀，部分UHPC处无Fe-SMA纤维，在高温环境下爆裂现象依旧明显。随着纤维替代率的增加，爆裂面积率逐渐降低。当替代率达到60%时，UHPC几乎不发生高温爆裂。此外，Fe-SMA纤维预应变的增加，爆裂面积率明显降低。
四、初始高温爆裂时间评价
如图7和图8所示，随着Fe-SMA纤维替代率和预应变的增加，UHPC初始爆裂温度明显提高。初始爆裂温度的提高对火灾下建筑物安全性评估具有重要的指导意义，同时也为火灾下救援争取宝贵时间。
本发明中的UHPC在制备过程中加入了具有一定预应变的形状记忆合金纤维，替代部分原有钢纤维。加入的形状记忆合金纤维在到达一定温度后，内部发生马氏体逆相变，产生记忆效应从而恢复原始形态，但由于形状记忆合金纤维受到周围水泥基体的约束，纤维形状无法改变，故对UHPC的水泥基体产生预压应力，从而达到抑制高温爆裂的效果。本发明大幅度降低了UHPC高温爆裂面积率，增加了初始爆裂温度，高温爆裂程度得到了明显降低，可有效增加火灾下UHPC结构的安全性，使其能够在防火要求较高的结构中得到应用。
研究表明，本发明利用形状记忆合金的记忆效应，可以明显改变UHPC在高温环境下的爆裂程度，降低由于爆裂引起的UHPC力学性能下降。本发明施工工艺简单，设计灵活，适用范围广，且并不影响常温下UHPC性能，其抑制高温爆裂的作用可以有效增加火灾下UHPC结构的安全性，使其在建筑结构领域具有广阔的应用前景。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种混掺形状记忆合金纤维的抗高温爆裂UHPC，其特征在于：包括金属纤维，金属纤维包括钢纤维和形状记忆合金纤维；其中，形状记忆合金纤维在金属纤维中的质量占比为20%~60%；形状记忆合金纤维的预应变为2%~4%；在常温时，钢纤维和形状记忆合金纤维的形状和尺寸相同。
2.根据权利要求1所述的混掺形状记忆合金纤维的抗高温爆裂UHPC，其特征在于：形状记忆合金纤维在金属纤维中的质量占比为60%；形状记忆合金纤维的预应变为4%。
3.根据权利要求1所述的混掺形状记忆合金纤维的抗高温爆裂UHPC，其特征在于：形状记忆合金纤维在金属纤维中的质量占比为60%；形状记忆合金纤维的预应变为3%。
4.根据权利要求1所述的混掺形状记忆合金纤维的抗高温爆裂UHPC，其特征在于：形状记忆合金纤维在金属纤维中的质量占比为60%；形状记忆合金纤维的预应变为2%。
5.根据权利要求1所述的混掺形状记忆合金纤维的抗高温爆裂UHPC，其特征在于：形状记忆合金纤维在金属纤维中的质量占比为40%；形状记忆合金纤维的预应变为4%。
6.根据权利要求1所述的混掺形状记忆合金纤维的抗高温爆裂UHPC，其特征在于：形状记忆合金纤维在金属纤维中的质量占比为40%；形状记忆合金纤维的预应变为3%。
7.根据权利要求1所述的混掺形状记忆合金纤维的抗高温爆裂UHPC，其特征在于：形状记忆合金纤维在金属纤维中的质量占比为40%；形状记忆合金纤维的预应变为2%。
8.根据权利要求1所述的混掺形状记忆合金纤维的抗高温爆裂UHPC，其特征在于：形状记忆合金纤维为铁基形状记忆合金（Fe-SMA）。
9.一种混掺形状记忆合金纤维的抗高温爆裂UHPC的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1、制备钢纤维：制备后得到的钢纤维长度为L mm，直径为d mm；
步骤2、制备形状记忆合金纤维，具体包括如下步骤：
步骤2A、制备Fe-SMA圆棒：将工业纯铁、电解锰、硅、铬镍和钒，在感应电炉中熔炼得到直径为D的合金圆棒，D＞10d；
步骤2B、制备Fe-SMA纤维：在1100℃的冶炼温度下，对步骤2A制备的Fe-SMA圆棒，进行旋锤，并通过反复冷拉，制成常温下直径为d mm的Fe-SMA纤维；
步骤3、Fe-SMA纤维施加预应变：常温下，对步骤2制备的Fe-SMA纤维，按照2%~4%的预应变值进行拉伸并卸载；然后，将拉伸后的Fe-SMA纤维按照L mm的长度进行截断，形成常温下直径为d mm、长度为L mm、且具有2%~4%预应变的Fe-SMA纤维；
步骤4、制备抗高温爆裂UHPC：将设定比例的硅酸盐水泥、粉煤灰、硅灰、矿粉、水、高效减水剂和金属纤维进行掺混；其中，金属纤维包括步骤1制备的钢纤维和步骤3中施加预应变后制备的Fe-SMA纤维；同时，Fe-SMA纤维在金属纤维中的质量占比为20%~60%。
10.根据权利要求9所述的混掺形状记忆合金纤维的抗高温爆裂UHPC的制备方法，其特征在于：步骤2中，D=15mm，L=13mm，d=0.2mm。
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