CN202359740U - 一种端勾型钢纤维 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种端勾型钢纤维。钢纤维的中间部份为平直段（1），平直段（1）的两端弯折形成倾斜的第一线段（2），第一线段(2)的底端弯曲成圆弧段（3），圆弧段（3）的尾部再弯折成与平直段（1）平行的第二线段（4）。本实用新型与弓型钢纤维相比，显著增强了其与混凝土的粘结、锚固性能；混凝土的抗弯折性能明显提升；又因其较少的曲折度，在搅拌、施工过程中和易性好、无结团现象，表现出良好的实际应用性能。
Description
技术领域
本实用新型属于建筑工程材料，具体涉及一种混凝土用端勾型钢纤维及其制备方法。
背景技术
混凝土作为一种重要的土木工程材料，正朝着高性能、高耐久性的方向发展，随着混凝土抗压强度的提高，其固有的脆性大、抵抗变形能力差的缺陷也日益显著，而将钢纤维掺入混凝土中可大幅提高混凝土的抗折强度、弯曲韧性，从而提高混凝土的耐久性和延长结构使用寿命。目前常用的钢纤维按材质分为冷轧钢带与冷拉钢丝，冷轧钢带制成的剪切型钢纤维用于低要求的混凝土中，冷拉钢丝钢纤维一般为压痕型、弓型及端勾型，存在品种少、加工困难等缺陷。
中国专利ZL02266658.3公开了一种弓型钢丝切断钢纤维，它采用改变轴线形状的方式，对钢纤维的两端进行弯曲，但整根钢纤维基本在同一平面内，粘结锚固作用有限。
中国专利ZL200820106054.6公开了一种双向锚固型钢纤维，它采用变截面的方式，主要依靠摩擦阻力来阻止纤维与混凝土的脱粘，粘结力小。
中国专利ZL0223283.1公开了一种端勾型钢丝切断钢纤维，它采用两端翘起且与中间部份不在同一平面上的方式，但两端翘起的部份是平直段，未充分发挥锚固作用。
中国专利申请200710103612.3公开了一种具有多锚固点的钢纤维，它采用不在同一平面的多点锚固方式，但锚固点需经过冷轧，加工困难，生产效率低且成本高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种新的端勾型钢纤维，其与混凝土的粘接强度与锚固力明显提高，可显著改善混凝土的韧性，达到提升混凝土的综合性能的目的。
本实用新型所述端勾型钢纤维的中间部份为平直段，平直段的两端弯折形成倾斜的第一线段，第一线段的底端弯曲成圆弧段，圆弧段尾部的再弯折成与平直段平行的第二线段。
本实用新型所述端勾型钢纤维的直径为0.35～0.9mm，公称长度为25～50mm，且长径比为40～90。
上述平直段与第一线段的夹角为120°～135°，在此角度范围内钢纤维与混凝土基体的粘结强度较大。
如果平直段的长度过短，不能起到两端锚固的作用，且在混凝土搅拌过程中易结团造成缺陷，因此平直段的长度≥钢纤维总长的2/3，
如果圆弧段超过半圆，锚固力过大，混凝土受力过程中，纤维被拉断而不是拔出，混凝土韧性的提高幅度有限，因此上述圆弧段是半圆或小于半圆的圆弧，
本实用新型的制备方法是：将钢纤维碾压成主体结构为弓型的形状，然后在弓型钢纤维的两端各弯制出一个弯钩即圆弧段，将圆弧段尾部的再弯折成与平直段平行的第三线段，成型后再按所要求长度切断，即制得成品。
本实用新型的具有如下有益效果：
1、本实用新型的在主体部分呈弓型形状的基础上增加了两端的弯钩即圆弧段，能进一步增强钢纤维的两端与混凝土基体的粘结锚固作用。
现有弓型钢纤维在端部转折点与混凝土脱粘后就会产生滑移，直至被拔出，而本实用新型在钢纤维端部增加一个圆弧段后，极大地提高了其与混凝土的握裹力，试验证明，单根钢纤维的最大拔出荷载是同尺度弓型钢纤维的3.55倍，粘结强度也达3倍。具体数据见表1。
表1端勾型钢纤维与现有弓型钢纤维在砂浆中的粘结强度对比
| 最大拉拔荷载 | 拉拔长度 | 粘接强度 | 增长率 | |
| N | mm | MPa | ||
| 弓型 | 74.840 | 14.875 | 2.68 | |
| 端勾型 | 265.949 | 17.475 | 7.92 | 195.52％ |
注：以上数据均为平均值。
2、本实用新型与混凝土有良好的粘结性能，能够有效地抑制和减缓混凝土裂缝的形成与发展，大大提高了混凝土的抗裂性能。
3、异型钢纤维在混凝土的拔出过程也是其变形调直过程，本实用新型在钢纤维在端部增加的圆弧段，使得其变形调直难度增大，纤维拔出的功耗增加，提 高了钢纤维混凝土的韧性。新型端勾型与弓型的对比图如下：
4、本实用新型的钢纤维的混凝土的抗折强度与同尺度弓型钢纤维混凝土相比，提高约10％。数据见图4(掺加弓型与端勾型钢纤维的混凝土抗折强度对比表)。
5、本实用新型的钢纤维掺加入混凝土后，因较少的曲折度，分散性能良好，搅拌、施工过程中无结团现象，表现出良好的实际应用性能。
附图说明
图1为本实用新型的示意图
图1，①为平直段，②为第一线段，③为圆弧段，④为与平直段①平行的第二线段。
图2为单根弓型钢纤维的拔出功耗的曲线图。
图3单根端勾型钢纤维(即本实用新型)的拔出功耗曲线图
图2和图3中曲线所包围的部份表示纤维拔出的功耗，通过对比可发现新型端勾型钢纤维的功耗明显超出弓型钢纤维，表明本实用新型的增韧效果优于弓型钢纤维。
图4为掺加弓型与端勾型钢纤维的混凝土抗折强度对比表。
具体实施方式
下面用实施例进一步描述本实用新型，但所述实施例仅用于本实用新型而不是限制本实用新型。
实施例1：
将直径为0.35mm的冷拉碳素结构钢丝压制一次成型至新型端勾状，整体近似梯形，
其中：线段①与②的夹角为135°，圆弧段③是呈半圆的圆弧。成型后再切断成长度为25mm的纤维(其中线段①的长度为17mm)，钢纤维的长径比为71。
实施例2：
将直径为0.90mm的冷拉碳素结构钢丝压制一次成型至新型端勾状，整体近 似梯形，其中：线段①与②的夹角为120°，圆弧段③是呈小于半圆的圆弧。成型后再切断成长度为50mm的纤维(其中线段①的长度为34mm)，钢纤维的长径比为56。
实施例3：
将直径为0.60mm的冷拉碳素结构钢丝压制一次成型至新型端勾状，整体近似梯形，其中：线段①与②的夹角为135°，圆弧段③是呈半圆的圆弧。成型后再切断成长度为30mm的纤维(其中线段①的长度为20mm)，钢纤维的长径比为50。
本实用新型的的优势体现在混凝土中的应用中，故将上述三种实施例与普通弓型钢
纤维掺入混凝土中，对比其力学性能的差异。
先配制钢纤维混凝土，20L的试验配合比如下：
| 序号 | 钢纤维掺量 | 减水剂 | 水泥 | 粉煤灰 | 砂 | 大石子 | 小石子 | 水 |
| 1、基准 | 0 | 0.04455 | 5.39 | 2.31 | 15.56 | 12.9 | 8.6 | 3.2 |
| 2、弓型 | 0.8 | 0.04455 | 5.39 | 2.31 | 15.56 | 12.9 | 8.6 | 3.2 |
| 3、实施例① | 0.8 | 0.04455 | 5.39 | 2.31 | 15.56 | 12.9 | 8.6 | 3.2 |
| 4、实施例② | 0.8 | 0.04455 | 5.39 | 2.31 | 15.56 | 12.9 | 8.6 | 3.2 |
| 5、实施例③ | 0.8 | 0.04455 | 5.39 | 2.31 | 15.56 | 12.9 | 8.6 | 3.2 |
注：上表中的数字单位均为kg
混凝土标准养护28天后，依照《CECS13-89钢纤维混凝土试验方法》进行力学性能测试，结果如下：
注：以未掺加纤维的混凝土强度作为基准100％，其它钢纤维混凝土与之类比，得到以上数据。
Claims (5)
1.一种端勾型钢纤维，其特征在于钢纤维的中间部份为平直段(1)，平直段(1)的两端弯折形成倾斜的第一线段(2)，第一线段(2)的底端弯曲成圆弧段(3)，圆弧段(3)的尾部再弯折成与平直段(1)平行的第二线段(4)。
2.根据权利要求1所述的端勾型钢纤维，其特征在于钢纤维其直径为0.35～0.9mm，公称长度为25～50mm，且长径比为40～90。
3.根据权利要求1或2所述的端勾型钢纤维，其特征在于平直段(1)与第一线段(2)的夹角为120°～135°。
4.根据权利要求1或2所述的端勾型钢纤维，其特征在于平直段(1)的长度≥钢纤维总长的2/3。
5.根据权利要求1或2所述的端勾型钢纤维，其特征在于圆弧段(3)是半圆或小于半圆的圆弧。
Priority Applications (1)
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN107716790A (zh) * | 2017-10-26 | 2018-02-23 | 吉林建筑大学 | 一种生产端钩型钢纤维的方法 |
| CN107739164A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-02-27 | 中南大学 | 一种端锚型螺旋式钢纤维及其制作加工方法 |
| CN108316560A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-07-24 | 上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司 | 用于提高超高性能混凝土抗拉性能的钢纤维 |
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2011
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