[发明专利]一种铣削型钢纤维及其在超高性能混凝土和耐磨地坪中的应用

说明书

本发明公开了一种铣削型钢纤维及其在超高性能混凝土和耐磨地坪中的应用。所述钢纤维由高强钢锭或钢板铣削得到，钢纤维截面为圆弧形或近似矩形，其上下表面或全表面粗糙，两端带有端勾，钢纤维长度为12～22mm，截面宽度为2～3mm，截面厚度为0.2～0.4mm，端部弯钩长度1～2mm，钢纤维抗拉强度为1500～2500MPa。其本体可为平直形、拱形和波浪形，表面设置防腐层。本发明克服了普通铣削型钢纤维抗拉强度过低、韧性差的缺点；相比传统微丝钢纤维，具有粘结强度高、机械咬合力强等特点，可以有效提高超高性能混凝土的初裂强度，能进一步提高结构耐久性，优选应用领域为超高性能混凝土和超高性能混凝土耐磨地坪。

技术领域

本发明属于建筑工程材料领域，具体涉及一种铣削型钢纤维及其在超高性能混凝土和超高性能混凝土耐磨地坪中的应用。

背景技术

超高性能混凝土(UHPC)是一种基于骨料和胶凝材料紧密堆积、低水胶比、钢纤维增强的水泥基材料，具有超高强度、高韧性和优异耐久性，近年来在多个工程领域逐步开展工程应用。其最大骨料粒径小于8mm，通常骨料粒径小于2.36mm，其水胶比低于0.24，抗压强度不小于120MPa。

超高性能混凝土中通常采用的微丝钢纤维的纤维截面为圆形，直径为0.15～0.3mm，长度为10～20mm，平直型或端勾型，抗拉强度≥2000MPa；由于界面粘结强度远远低于钢纤维的抗拉强度，微丝钢纤维和超高性能混凝土基体协同工作效果不佳，对超高性能混凝土的抗初裂性能几乎没有影响。超高性能混凝土达到初裂强度后，超高性能混凝土开裂，内部微丝钢纤维在自然环境下会快速锈蚀，从而大幅降低结构耐久性，也使得超高性能混凝土的高耐久性难以发挥作用，急需开发能够提高超高性能混凝土初裂强度的方法。

目前市场上的普通铣削型钢纤维截面为圆弧形，内弧面粗糙，外弧面光滑，长度为30～34mm，截面宽度为1.4～3.8mm，截面厚度为0.1～0.4mm，抗拉强度为700～1000MPa。其与普通混凝土的粘结强度较高，但在超高性能混凝土中的实验表明：普通铣削型钢纤维存在抗拉强度过低、纤维过长、韧性差的缺点，在超高性能混凝土破坏时为纤维拉断，难以发挥其优异的粘结性能。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种铣削型钢纤维。

本发明所述铣削型钢纤维用于超高性能混凝土，其强度高，韧性好，表面粗糙，带有端勾。相比微丝钢纤维，具有粘结强度高、机械咬合力强等特点；相比普通铣削型钢纤维，具有高强度、高韧性等特点，可以有效提高超高性能混凝土的初裂强度。

本发明的另一目的在于提供上述一种铣削型钢纤维在超高性能混凝土和超高性能混凝土耐磨地坪中的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种铣削型钢纤维，由高强钢锭或钢板铣削得到，包括截面为圆弧形或近似矩形的钢纤维本体，所述钢纤维本体为平直形、拱形或波浪形，其上下表面或全表面粗糙，两端带有端勾。

优选地，所述铣削型钢纤维抗拉强度为1500～2500MPa，所述铣削型钢纤维本体，表面粗糙，大大增加了其与水泥基体的接触面积，使得钢纤维与基体的粘结强度大幅提升；两端带有端勾，进一步加强了钢纤维的锚固力，使得钢纤维的力学性能得到充分发挥，因而能提升超高性能混凝土的初裂强度。

优选地，所述铣削型钢纤维，长度为12～22mm，截面宽度为2～3mm，截面厚度为0.2～0.4mm，端部弯钩长度1～2mm。

优选地，所述钢纤维本体为平直形，其直线部分长度≥纤维总长的2/3；所述钢纤维本体为拱形，拱形弧度为25～45°，更优选为25～35°；所述钢纤维本体为波浪形，设有2个波峰，波高为0.6～1.2mm。

优选地，所述钢纤维本体为平直形，两端带有端勾，端勾为折线形，直线部分可扭转，极大增强了钢纤维的机械咬合力，进而提高钢纤维和基体的界面粘结强度。