[发明专利]控制钢纤维混凝土中钢纤维分布方向的分层浇筑工艺

说明书

本发明属于钢纤维混凝土制备领域，特别是一种控制钢纤维混凝土中钢纤维分布方向的分层浇筑工艺。包括如下步骤：步骤(1)：未加入钢纤维水泥砂浆的制备；步骤(2)：钢纤维混凝土的制备；步骤(3)：在振动台上分层浇筑：将试件模具放在振动台上，一边逐层浇筑一边振动密实，浇筑的每一层都进行一次人工抹实，使得钢纤维在该层面内具有面内纵向取向性。本发明工艺通过分层浇筑，控制每层浇筑厚度，对未能自振密实的部分人工抹实，从而实现控制钢纤维面内分布方向的目的，具有简单、通用等特点。且该方法可有效做到控制钢纤维混凝土中钢纤维分布方向，具有首创性，对于可控的钢纤维混凝土材料制备成型具有重要的现实意义。

技术领域

本发明属于钢纤维混凝土制备领域，特别是一种控制钢纤维混凝土中钢纤维分布方向的分层浇筑工艺。

背景技术

二十世纪后期以来，混凝土科学的发展极为迅速，因其具有便于施工、原料易于选取、耐久性好、价格便宜等特点，混凝土成为当代最主要的土木工程材料。然而，普通水泥基复合材料力学性能的缺陷(如抗弯拉强度低、脆性高、延性差等)限制了其应用，而在混凝土中掺入钢纤维能较好的改变这种现象，这些在混凝土中乱向分布的钢纤维能够有效地阻碍混凝土内部微裂缝的扩展及宏观裂缝的形成，显著地改善了混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能，有效提升了混凝土的延性和韧性。

根据纤维增强机理的各种理论，诸如纤维间距理论、复合材料理论和微观断裂理论，以及大量的试验数据的分析，可以确定纤维的增强效果主要取决于基体强度，纤维的长径比，纤维的体积率(钢纤维混凝土中钢纤维所占体积百分数)，纤维与基体间的粘结强度，以及纤维在基体中的分布和分布方向的影响。

研究表明，控制纤维体积率为单一变量时，钢纤维混凝土的流动性随钢纤维混凝土体积率的上升而有显著下降，主要原因有：1.钢纤维长径比大，自身流动性差；2.钢纤维比表面积大，能吸附大量自由水；3.钢纤维之间的相互作用随纤维体积率上升而有明显提升。此外，钢纤维的成本较高，因此在制备钢纤维混凝土时，控制一定量的纤维体积率可以在保证工作性的同时有效节约成本。

对纤维在基体中的分布和分布方向的部分研究表明，钢纤维在基体中的取向对混凝土的强度和韧性有较大影响，控制钢纤维在混凝土受拉方向均匀分布相比于随机乱向分布能有效提升混凝土的受拉性能。

但是，对众多文献的研究发现，钢纤维的加入都是杂乱无章的，未能充分发挥钢纤维强大的抗拉性能以及桥接因受拉产生的裂缝的能力，若能使钢纤维的分布方向与混凝土构件受拉方向一致，则能充分利用钢纤维的抗拉能力，大大提高钢纤维混凝土的整体性能。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种控制钢纤维混凝土中钢纤维分布方向的分层浇筑工艺。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种控制钢纤维混凝土中钢纤维分布方向的分层浇筑工艺，包括如下步骤：

步骤(1)：未加入钢纤维水泥砂浆的制备；

步骤(2)：钢纤维混凝土的制备；

步骤(3)：在振动台上分层浇筑：将试件模具放在振动台上，一边逐层浇筑一边振动密实，浇筑的每一层都进行一次人工抹实，使得钢纤维在该层面内具有面内纵向取向性。

进一步的，所述步骤(1)具体为将水加入搅拌锅内，然后根据配合比加入固体材料，搅拌1-2分钟形成浆体混合物，对该浆体混合物进行流动性检测。

进一步的，所述步骤(1)中调节水泥砂浆的流动度，保证钢纤维掺入后基体中的钢纤维不会成团。

进一步的，所述水泥砂浆的流动度在180±20mm。