CN115677283B - 一种各向异性混杂纤维增强水泥基复合材料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明具体涉及各向异性混杂纤维增强水泥基复合材料及其制备方法，属于水泥基复合材料领域。增强水泥基复合材料的预混料包括：水泥、石英砂、粗骨料，矿粉、硅灰、外加剂一、水；纤维包括钢纤维、碳纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维、玄武岩纤维、聚甲醛纤维；纤维总参量为0.5%~5%；本发明将超高性能水泥基复合材料自身流变特性与外界磁力结合，提出制备适用于各向异性混杂纤维增强水泥基复合材料及其制备方法。通过合理管径设计和多次磁场疏导，实现混杂纤维增强水泥基复合材料定向挤出。机电一体化磁化控制改向平台上使挤出水泥基复合材料中磁性材料制成纤维实现同步二次转向，不影响不磁性材料制成纤维排布方向的同时，改变磁性材料制成纤维排布方向，形成具有各向异性力学特点的水泥基复合材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型水泥基复合材料，具体涉及一种各向异性混杂纤维增强水泥基复合材料及其制备方法，可通过调控水泥基复合材料中的纤维空间分布特点，制备具有各向异性力学特点的水泥基复合材料；属于水泥基复合材料领域。
背景技术
如今，材料发展日新月异，在水泥基复合材料等各个领域均有所突破，传统水泥基复合材料加入纤维使得其材料性能大幅提升。水泥基复合材料超高性能混凝土(UHPC)具有高强高耐久等诸多优点，UHPC中由于有纤维的掺入，大大提高了超高性能水泥基复合材料的力学性能，而其较细的骨料结构也极大的扩展了其适用范围。其抗压强度可达120MPa以上，抗拉性能在7-14MPa之间，较低的孔隙率带来优异的耐久性。这种高性能材料很快获得学术界和工业界的认可，迅速得以发展。(岳健广,夏月飞,方华.钢纤维水泥基复合材料断裂破坏机理及受拉损伤本构试验研究[J].土木工程学报,2021,54(02):93-106.)。
但土木工程结构大多单向受力状态，材料也基于单向受力状态本构为主，因此传统纤维增强水泥基复合材料，纤维随机分布于水泥基材中，与主应力方向夹角较小的纤维应力水平较高，而夹角较大的纤维则应力水平偏低，不利于高强材料的充分利用。学者们曾通过流体力学、磁场诱导等各种方式实现UHPC中的钢纤维定向排布，提升单方向纤维利用效率([2]张秀芝,毕梦迪,刘同军,孙海龙,张冲,慕儒.钢纤维水泥基复合材料中纤维分布特性影响因素研究进展[J].硅酸盐学报,2021,49(08):1732-1742.)。有文献报道，纤维被定向后，其他方向缺少纤维桥接作用致使强度下降([1]李辉.单向分布钢纤维水泥基复合材料的制备以及力学性能试验研究[D].河北工业大学,2014.)。这一特点严重影响了定向纤维增强水泥基复合材料性能的稳定性，阻碍了其推广与应用。
因此，提升传统纤维增强水泥基复合材料性能、降低造价，同时弥补定向纤维增强水泥基复合材料缺陷成为重要学科的问题。
发明内容
本发明克服了单向纤维增强水泥基复合材料的局限性，提出了一种各向异性纤维增强水泥基复合材料及其制备方法。
本发明采用如下技术方案：
本发明所述的各向异性混杂纤维增强水泥基复合材料，增强水泥基复合材料包括预混料及到纤维；
预混料包括：水泥、石英砂、粗骨料，矿粉、硅灰、外加剂一、水；
纤维包括磁性材料纤维、非磁性材料纤维；
所述预混料中混杂纤维，该混杂纤维包括一种磁性材料制成纤维及一种或多种非磁性材料制成纤维；纤维总参量为0.5％～5％；
磁性材料纤维为：钢纤维；
非磁性材料纤维为：碳纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维、玄武岩纤维、聚甲醛纤维；
所述水泥为高强水泥；石英砂为20～80目集配均匀石英砂，粗骨料为10mm以下粒径，矿粉为S105矿粉，硅灰为高活性硅灰粉，所述成分按照质量百分比，以水泥熟料的质量计分别为：
石英砂：100-130份；
粗骨料：0-50份；
矿粉：30-60份；
硅灰：30-80份；
外加剂一为：缓凝剂0.4-0.6份或引气剂0.4-0.6份或减水剂0.5-3.0份。
本发明所述的各向异性混杂纤维增强水泥基复合材料，所述的钢纤维为：长度为4～32mm,直径为0.2～3.0mm的高强镀铜钢纤维。
本发明所述的各向异性混杂纤维增强水泥基复合材料，制备混杂纤维增强水泥基复合材料的设备包括：搅拌电控系统，高性能水泥基复合材料原材料混合箱，搅拌输送管道，控制阀，电控添加口，输送仓，输送电控系统，可拆卸磁化纤维定向装置，基于水泥基复合材料流变学特性设计的专用传输管(基于宾汉姆流体特性设计)；所述高性能水泥基复合材料原材料混合箱用于搅拌预混料，高性能水泥基复合材料原材料混合箱由搅拌电控系统驱动；高性能水泥基复合材料原材料混合箱的出料端通过搅拌输送管道与输送仓的进料端相连通；输送仓的上设有电控添加口，输送仓内设有螺旋式流体传送机，螺旋式流体传送机通过输送电控系统驱动作动；输送仓的出料端为符合水泥基复合材料浆体流变特性(流变学特性或工作特性)的径管，以便于优化出料的纤维排列；输送仓内螺旋混料辊的尾端与出料之间的仓体外侧设有可拆卸磁化纤维定向装置。
本发明所述的各向异性混杂纤维增强水泥基复合材料，制备混杂纤维增强水泥基复合材料的设备所制备完成混杂纤维增强水泥基复合材料在浇筑进模具后，通过机电一体化控制磁化改向平台对未凝结的水泥基复合材料中磁性材料制成纤维进行改向。
本发明所述的各向异性混杂纤维增强水泥基复合材料，所述电一体化控制磁化改向平台包括水泥基复合材料浇筑台座、自动控制机械臂、亥姆霍茨线圈；所述亥姆霍茨线圈布置在自动变动机械臂上，所述自动控制机械臂成对布置，且布置于水泥基复合材料浇筑台座的两侧。
本发明所述的各向异性混杂纤维增强水泥基复合材料的制备方法，制备步骤如下：
步骤1：水泥基复合材料预混料的制备：将水泥、石英砂、矿粉、硅灰、在高性能水泥基复合材料原材料混合箱中进行混合搅拌，形成干粉预混料；
步骤2：将所需的多种纤维掺入其中搅拌至分散均匀，搅拌过程中加入水、外加剂一，形成混杂纤维增强水泥基复合材料浆体；
步骤4：混杂纤维增强水泥基复合材料混合料进行输送，利用螺旋式流体传送机进行管道传送；
步骤5：将输送仓中的混料通过具有顺传输方向的一维磁场，磁场诱导传输通道中的纤维顺流向排列，将混凝土中的磁性材料制成纤维的进行改向；
步骤6：将磁性材料制成纤维改向后的混凝土通过具有一定倾角的浇筑管道向模具内浇筑；
步骤7：通过机电一体化控制磁化改向平台对混杂纤维高性能水泥基复合材料中的磁性材料制成纤维再次进行方向调整，而尽可能不扰动非磁性材料制成纤维分布方向，实现水泥基复合材料中的纤维异向分布，形成面向结构需求的增强性能材料；
步骤8：材料制作后需采用合适方式进行养护工作，可采用标准养护条件养护，亦可优选地选择高温蒸汽养护(温度≥90℃、湿度≥90％)。
本发明所述的各向异性混杂纤维增强水泥基复合材料的制备方法，所述步骤5中一维磁场为布置在输出管路上的通电单向螺线圈或多个一维亥姆霍茨线圈；磁场强度为1.5～2.5×10-3T。
各向异性混杂纤维增强水泥基复合材料的制备方法，可采用基于高性能水泥基复合材料浆体流变学特点进行管径设计，以实现合理的管径变化过渡区间；其过渡区间推荐采用可拆卸磁化钢纤维定向装置进行辅助传输。
本发明所述的各向异性混杂纤维增强水泥基复合材料的制备方法，当混杂纤维增强水泥基复合材料可适用于土木工程结构浇筑施工，亦可采用3D打印技术施工。
本发明所述的各向异性混杂纤维增强水泥基复合材料的制备方法，当混杂纤维增强水泥基复合材料以打印设备工料时，在步骤2制备过程中形成的浆体通过搅拌输送管道输送至输送仓内，使用电控添加口添加加入混杂纤维增强水泥基复合材料成型所需辅助外加剂二；以调节混杂纤维增强水泥基复合材料的凝结硬化时间；所述外加剂二为速凝剂或缓凝剂。
有益效果
本发明将超高性能水泥基复合材料自身流变特性与外界磁力结合，提出制备适用于各向异性混杂纤维增强水泥基复合材料及其制备方法。通过混杂纤维增强水泥基复合材料的设备改变浇筑过程中的定向混杂纤维中的磁性材料制成纤维排布方向；通过合理管径设计和多次磁场疏导，实现混杂纤维增强水泥基复合材料定向挤出。
本年发明通过机电一体化控制磁化改向平台磁性材料制成纤维实现同步二次转向，不影响不磁性材料制成纤维排布方向的同时，改变磁性材料制成纤维排布方向，形成具有各向异性力学特点的水泥基复合材料。
本发明采用的各向异性混杂纤维增强水泥基复合材料及制备方法，能够防止了混凝土传输、浇筑过程中，超高性能水泥基复合材料可能发生的纤维团聚、堵塞管道的不良现象。
本发明所提供的各向异性混杂纤维增强水泥基复合材料，适用于土木工程结构的受力特点；所采用磁性材料制成纤维与非磁性材料制成纤维混合的方法，综合利用外部磁场与新拌浆体的流变学特性两种方法，使得垂直于定向纤维方向亦能形成纤维增强作用，材料多方向上纤维增强效率可控。
对于受力较为复杂的构件(如深梁构件)，采用混杂纤维混合搅拌后磁场定向磁性材料制成纤维。所形成的材料中，磁性材料制成纤维定向排列，非磁性材料均匀分布于基体中；所形成的材料具有较强的横观各向同性力学特点，能很好的满足垂直于纤维侧向抗拉抗剪能力。
而对于如双向板，往往需要兼顾两个方向的抗拉性能，可以通过采用先基于流体力学原理进行所有纤维的定向排列，采用磁场单独改变导磁纤维的排列特点，以形成各向异性增强模式，满足这种板式结构的复杂受力特点。
附图说明
图1为本发明方法的流程图。
图2为本发明的实施案例结构示意图。
图3为本发明的实施案例中的机电一体化控制磁化改向平台实施案例；
图4为横观各向同性的混杂纤维增强水泥基复合材料示例示意图；
图5为各向异性的混杂纤维增强水泥基复合材料示例示意图。
图中：水泥基复合材料搅拌电控系统1、高性能水泥基复合材料原材料混合箱2、搅拌输送3、控制阀4、专用外加剂电控添加口5、专用输送电控系统6、专用输送仓7、可拆卸磁化纤维定向装置8、基于水泥基复合材料浆体流变性能管径9；
机电一体化控制磁化改向平台包括：水泥基复合材料浇筑台座10，自动变动机械臂11，亥姆霍茨线圈12。本发明的实施案例中的机电一体化控制磁化改向平台实施案例中，自动变动机械臂11由平面可移动台座11.1，高度调节模块11.2，转动臂11.3组成。
具体实施方式
下面将参见图1，并结合本发明实施例中的附图2、附图3，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
一种各向异性混杂纤维增强水泥基复合材料及其制备方法，方法主要包括水泥基复合材料浆体的搅拌、输送，专用外加剂的添加及混合，出料口管径调节以及浇筑成型的过程；其中所述水泥基复合材料浆体的搅拌是利用水泥基复合材料搅拌电控系统1、带动水泥基复合材料原材料混合箱2实现的，所述外加剂2的添加专用外加剂电控添加口5实现的，所述输送是利用水泥基复合材料专用输送电控系统6，带动高性能水泥基复合材料专用输送仓7出输送的，所述的纤维疏导是通过可拆卸磁化钢纤维定向装置8实现的、所述的流体引导水泥基复合材料中多种纤维定向是通过基于水泥基复合材料浆体流变性能浇筑管道9实现的，所述的混杂纤维增强水泥基复合材料中磁性材料制成纤维转向是通过机电一体化控制磁化改向平台实现的，通过机床控制系统中的G代码控制自动变动机械臂11、实现亥姆霍茨线圈12空间运动，从而利用磁场改变水泥基复合材料浇筑台座10中的混杂纤维增强水泥基复合材料中磁性材料制成纤维方向实现的。
机电一体化控制磁化改向平台包含以下：
本实施案例中自动变动机械臂11由平面可移动台座11.1、高度调节模块11.2，转动臂11.3组成。平面可移动台座11.1可实现水平面的移动，调节自动变动机械臂11之间的间距，平面可移动台座11.1带有一个转动轴，可改变亥姆霍茨线圈12的水平夹角；高度调节模块11.2调节目标高度；本技术方案中转动臂11.3分为2处，主要调节亥姆霍茨线圈12的竖直角度。通过G代码使水泥基复合材料浇筑台座10两边的自动变动机械臂11协调移动，实现亥姆霍茨线圈12与水泥基复合材料浇筑台座10在空间上具有任意的相对位置。G代码协同控制通过亥姆霍茨线圈12的通电电流强度与时间，控制浇筑或者3D打印供料速度及流速，从而实现各向异性混杂纤维增强水泥基复合材料的制备。
各向异性混杂纤维增强水泥基复合材料的制备方法包含下步骤：
步骤1：混杂纤维增强水泥基复合材料预混料的制备，将水泥、石英砂、矿粉、硅灰、水及相应的外加剂一进行混合搅拌。优选地选择高强水泥、20～80目集配均匀石英砂、S105矿粉、高活性硅灰粉质量比＝1:1.2:0.2:0.3。优选地选配合适的水份及外加剂一(减水剂推荐采用西卡530P型减水剂)使其和易性满足传输及磁化转向平台要求；
步骤2：将所需的多种纤维进行混杂分散，纤维类型包括但不限于钢纤维、碳纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维、聚甲醛纤维等一切可增强水泥基复合材料性能的高性能纤维。其中钢纤维推荐采用长度为8～13mm，直径为0.2mm的高强镀铜钢纤维，推荐总纤维参量为1.5％～5％；
步骤3：混杂纤维增强水泥基复合材料预混料浆体中加入混合纤维，搅拌均匀形成高性能水泥基复合材料混合料；
步骤4：混杂纤维增强水泥基复合材料混合料进行输送，利用螺旋式流体传送机进行管道传送，优选地选择合适的传输管径和流速，形成有利于混杂纤维定向排布的剪切流。此步骤中可加入混杂纤维增强水泥基复合材料成型所需辅助外加剂二，如速凝剂等；
步骤5：将传输管通过具有顺传输方向的一维磁场(推荐磁场强度为1.5～2.5×10-3T)中，优选地选择可拆卸模组，磁场发生器可采用通电单向螺线圈或多个一维亥姆霍茨线圈，可进行拆卸磁场发生装置进行管道清洗，所述传输管道为不屏蔽磁场的光滑管道；
基于高性能水泥基复合材料浆体流变性能管径变化区间，一方面将管径控制至施工所需合适管径，使之更加易用，另一方面设计为基于水泥基复合材料浆体流变性能的管径，可通过流体力学原理，使多种纤维平行于管径方向；
步骤6：若步骤4中所述管径不满足打印要求，可采用基于高性能水泥基复合材料浆体流变性能管径变化区间过渡到合适粗细管径，过渡区间推荐采用可拆卸磁化钢纤维定向装置8进行辅助传输；采用可拆卸磁化钢纤维定向装置疏导钢纤维平行于管径方向，一方面防止了传输过程中，水泥基复合材料可能发生的纤维团聚、堵塞管道的不良现象，同时使得挤出纤维排列一致，定向增强超高性能水泥基复合材料材料性能；
步骤7：传输、浇筑管道9可采用与水平面具有一定倾角的管道，也可施加振捣调节传输速率，所述传输流程满足纤维定向所需流变学机理，可保障混杂纤维在水泥基复合材料浆体中定向排布；
步骤8：通过G代码控制机电一体化控制磁化改向平台进行混杂纤维高性能水泥基复合材料中的磁性材料制成纤维方向调整，而尽可能不扰动不磁性材料制成纤维分布方向，实现水泥基复合材料中的纤维异向分布，形成面向结构需求的增强性能材料；
通过机床控制系统中的G代码实现机电一体化控制磁化改向平台、电控转向臂、亥姆霍茨线圈的相关位置运动，实现三维成型；
步骤9：材料制作后需采用合适方式进行养护工作，可采用标准养护条件养护，亦可优选地选择高温蒸汽养护(温度≥90℃、湿度≥90％)。
搅拌机采用水泥基复合材料专用搅拌机，可将材料充分搅拌，所述外加剂一般指水泥基复合材料专用外加剂，如减水剂、降稠剂等；所述外加剂二为速凝剂或缓凝剂。与常见在混合材料时加入不同，此处在水泥基复合材料输送至接近定向、挤出段内时再加入，可以改变水泥基复合材料性能，从而控制出口挤出水泥基复合材料物理性能，调节凝固时间，有助于本方法中的相关参数的调整。
采用机电一体化控制磁化改向平台进行挤出后的混杂纤维高性能水泥基复合材料中的磁性材料制成纤维转向，磁性材料制成纤维的不同方向极大的改变了该方向的材料性能，转动磁性材料制成纤维而避免扰动不磁性材料制成纤维排布方向可极大的改变该区域的性能，实现各向异性混杂纤维增强水泥基复合材料，避免磁性材料制成纤维单向排布带来的其他方向的材料性能下降，不同的磁场角度可实现面向结构受力特点设计的纤维定向排布。
如图4、图5所示：针对传统纤维增强水泥基复合材料中，制备过程往往采用搅拌机搅拌均匀后直接浇筑成型，成型后的构件中纤维呈任意方向分布，这样浇筑方式中，纤维在材料中的利用效率只有约40％。因此，通过基于新拌水泥基材料浆体的流变学特性，调控浇筑过程中的流动特性和流动时间，使其中纤维呈单一方向排列，以提高线性朝向方向的利用效率。亦可以通过采用磁场的影响使得新拌水泥基复合材料中的钢纤维沿磁场方向定向分布，以达到同样的效果。这种纤维的定向排列能较好的增强纤维方向的抗拉强度，试验证明可提高1.6～2.2倍左右。存在的问题是纤维的定向排列造成的水泥基中纤维排列过于单一，垂直于纤维方向的基体材料缺乏纤维的增强增韧效应，其性能降低严重。
本制备方法所形成的各向异性混杂纤维增强水泥基复合材料能特别适用于土木工程结构的受力特点；所采用磁性材料制成纤维与非磁性材料制成纤维混合的方法，综合利用外部磁场与新拌浆体的流变学特性两种方法，使得垂直于定向纤维方向亦能形成纤维增强作用，材料多方向上纤维增强效率可控。
在图4、图5中所示意的水泥基复合材料中混杂纤维的排列情况使材料呈各向异性力学特点：如，混杂纤维均在基体中乱序排列，水泥基复合材料表现各向同性材料力学特征；
混杂纤维均在基体中乱序排列时，通过磁场诱导基体中磁性材料制成纤维的有序排列，水泥基复合材料表现为横观各向同性材料力学特征；
混杂纤维受基体流变学特点影响，传输运动过程总使得所有纤维有序排列后，单独通过磁场诱导磁性材料制成纤维改变排列方向。
对于受力较为复杂的构件(如深梁构件)，采用混杂纤维混合搅拌后磁场定向磁性材料制成纤维。所形成的材料中，磁性材料制成纤维定向排列，非磁性材料均匀分布于基体中；所形成的材料具有较强的横观各向同性力学特点，能很好的满足垂直于纤维侧向抗拉抗剪能力。
如图5所示：对于如双向板，往往需要兼顾两个方向的抗拉性能，可以通过采用先基于流体力学原理进行所有纤维的定向排列，采用磁场单独改变导磁纤维的排列特点，以形成各向异性增强模式，满足这种板式结构的复杂受力特点。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种各向异性混杂纤维增强水泥基复合材料，其特征在于：增强水泥基复合材料包括预混料及纤维；
预混料包括：水泥、石英砂、粗骨料，矿粉、硅灰、外加剂一、水；
纤维包括磁性材料纤维、非磁性材料纤维；
纤维总参量为0.5%~5%；
磁性材料纤维为：钢纤维；
非磁性材料纤维为：碳纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维、玄武岩纤维、聚甲醛纤维；
所述水泥为高强水泥；石英砂为20~80目均匀级配石英砂，粗骨料为10mm以下粒径，矿粉为S105矿粉，硅灰为高活性硅灰粉，所述成分按照质量百分比，以水泥熟料的质量计分别为：
石英砂：100-130份；
粗骨料：0-50份；
矿粉：30-60份；
硅灰：30-80份；
外加剂一为：缓凝剂0.4-0.6份或引气剂0.4-0.6份或减水剂0.5-3.0份；
制备混杂纤维增强水泥基复合材料的设备通过制备得到混杂纤维增强水泥基复合材料；在混杂纤维增强水泥基复合材料浇筑进模具后，通过机电一体化控制磁化改向平台对未凝结的水泥基复合材料中磁性材料制成纤维进行改向；
所述电一体化控制磁化改向平台包括水泥基复合材料浇筑台座、自动控制机械臂、亥姆霍茨线圈；所述亥姆霍茨线圈布置在自动变动机械臂上，所述自动控制机械臂成对布置，且布置于水泥基复合材料浇筑台座的两侧。
2.根据权利要求1所述的各向异性混杂纤维增强水泥基复合材料，其特征在于：所述的钢纤维为：长度为4~32mm,直径为0.2~3.0mm的高强镀铜钢纤维。
3.根据权利要求1所述的各向异性混杂纤维增强水泥基复合材料，其特征在于：制备混杂纤维增强水泥基复合材料的设备包括：搅拌电控系统，高性能水泥基复合材料原材料混合箱，搅拌输送管道，控制阀，电控添加口，输送仓，输送电控系统，可拆卸磁化纤维定向装置；所述高性能水泥基复合材料原材料混合箱用于搅拌预混料，高性能水泥基复合材料原材料混合箱由搅拌电控系统驱动；高性能水泥基复合材料原材料混合箱的出料端通过搅拌输送管道与输送仓的进料端相连通；输送仓的上设有电控添加口，输送仓内设有螺旋式流体传送机，螺旋式流体传送机通过输送电控系统驱动作动；输送仓的出料端为符合水泥基复合材料浆体流变特性的径管；输送仓内螺旋混料辊的尾端与出料之间的仓体外侧设有可拆卸磁化纤维定向装置。
4.利用权利要求1至3任意一项所述的各向异性混杂纤维增强水泥基复合材料的制备方法，其特征在于：制备步骤如下：
步骤1：水泥基复合材料预混料的制备：将水泥、石英砂、矿粉、硅灰、在高性能水泥基复合材料原材料混合箱中进行混合搅拌，形成干粉预混料；
步骤2：将所需的多种纤维掺入其中搅拌至分散均匀，搅拌过程中加入水、外加剂一，形成混杂纤维增强水泥基复合材料浆体；
步骤4：混杂纤维增强水泥基复合材料混合料进行输送，利用螺旋式流体传送机进行管道传送；
步骤5：将输送仓中的混料通过具有顺传输方向的一维磁场，磁场诱导传输通道中的纤维顺流向排列，将混凝土中的磁性材料制成纤维的进行改向；
步骤6：将磁性材料制成纤维改向后的混凝土通过具有一定倾角的浇筑管道向模具内浇筑；
步骤7：通过机电一体化控制磁化改向平台对混杂纤维高性能水泥基复合材料中的磁性材料制成纤维再次进行方向调整，实现水泥基复合材料中的纤维异向分布，形成面向结构需求的增强性能材料；
步骤8：材料制作后需采用合适方式进行养护工作，采用标准养护条件养护或选择高温蒸汽养护。
5.根据权利要求4所述的各向异性混杂纤维增强水泥基复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤5中一维磁场为布置在输出管路上的通电单向螺线圈或多个一维亥姆霍茨线圈；磁场强度为1.5~2.5×10-3T。
6.根据权利要求4所述的各向异性混杂纤维增强水泥基复合材料的制备方法，其特征在于：混杂纤维增强水泥基复合材料可适用于土木工程结构浇筑施工或3D打印技术施工。
7.根据权利要求6所述的各向异性混杂纤维增强水泥基复合材料的制备方法，其特征在于：当混杂纤维增强水泥基复合材料以打印设备工料时，在步骤2制备过程中形成的浆体通过搅拌输送管道输送至输送仓内，使用电控添加口添加加入混杂纤维增强水泥基复合材料成型所需辅助外加剂二；以调节混杂纤维增强水泥基复合材料的凝结硬化时间；所述外加剂二为速凝剂或缓凝剂。
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