[实用新型]用于实现超高性能混凝土各向性能的钢纤维结构

说明书

本实用新型公开了用于实现超高性能混凝土各向性能的钢纤维结构，包括若干钢纤维主杆；若干所述钢纤维主杆互相相交形成单元平面；每一个所述单元平面中的多个所述钢纤维主杆均相交与于一个交点，形成一个环绕所述交点均布的结构。本实用新型的应用能够改善因浇筑过程导致的钢纤维取向一致，提高超高性能混凝土的各向同性，同时根据实际工程的需要，实现超高性能混凝土各向性能的可设计，从而达到节省材料、节能减排的目的。

技术领域

本实用新型涉及超高性能混凝土内纤维结构技术领域，特别涉及用于实现超高性能混凝土各向性能的钢纤维结构。

背景技术

超高性能混凝土是一种纤维增强水泥基复核材料，一般由水泥、细集料、纤维、矿物掺和料、高效减水剂等加水后进行拌合，再经过凝结硬化后形成的一种具有超高抗压强度、抗拉强度等力学性能和较高耐久性能的混凝土。目前最常用的纤维是钢纤维。

超高性能混凝土不同于传统的高强混凝土和钢纤维混凝土，也不是传统意义“高性能混凝土”的强化，其真正的价值体现在与钢纤维之间的高粘结强度，能够充分发挥与利用钢纤维抗拉强度而实现混凝土高抗拉强度、高韧性和应变硬化行为，形成混凝土、钢纤维、钢筋更加协调的钢-混凝土复合的新模式。超高性能混凝土的抗拉性能取决于钢纤维与水泥基体的锚固性能，目前超高性能混凝土中的钢纤维一般是采用一维直线型的钢纤维，由于超高性能混凝土的自流平浇筑方式，导致其中的钢纤维的取向与浇筑的流动方向基本一致，从而使得超高性能混凝土构件在某一方向的抗拉性能特别强，而其他方向的抗拉性能则明显有所降低，因此可认为采用一维直线型钢纤维后，使得超高性能混凝土构件的抗拉性能具有明显的各向异性，即各个方向的抗拉性能不同且差别较大。而在实际工程中，结构构件的受力大多数是多维度的，尤其是桥梁结构中的构件，以桥面板为例，不仅纵向、横向受力，同时还要叠加车辆轮压局部荷载的作用，受力状态比较复杂。考虑到桥面板多维的受力情况，如采用超高性能混凝土材料，则需要对其抗拉强度做很大的折减，目前国内外设计规范中均采用了1/1.75＝0.57的折减系数，即超高性能混凝土只能考虑0.57倍的抗拉强度，这样就造成了材料的极大浪费，不仅不能结构的轻型化，而且不符合国家绿色节能的发展理念。如果能将超高性能混凝土设计为各向同性，则可以不需要考虑0.57的折减系数，这样就可以大大提供材料的使用效率，达到节省材料、节能减排的效果。

当然，也可从浇筑方式对超高性能混凝土抗拉强度的这种“各向异性”进行改进，但浇筑方式的控制比较困难，想通过浇筑方式对其进行改进就更加困难。

因此，如何解决超高性能混凝土抗拉强度各个方向相差较大，实现材料的可设计成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型提供用于实现超高性能混凝土各向性能的钢纤维结构，实现的目的是解决超高性能混凝土抗拉强度各个方向相差较大，实现材料的可设计。

为实现上述目的，本实用新型公开了用于实现超高性能混凝土各向性能的钢纤维结构，包括若干钢纤维主杆。

其中，若干所述钢纤维主杆互相相交形成单元平面；

每一个所述单元平面中的多个所述钢纤维主杆均相交与于一个交点，形成一个环绕所述交点均布的结构。

优选的，每一所述单元平面中若干所述钢纤维主杆的长度均与相应方向所受到的拉力呈正比。

更优选的，每一所述单元平面中所有所述钢纤维主杆所受到的拉力的上下限均在90％-100％范围时，相应所述单元平面内的所有所述钢纤维主杆的长度相同。

更优选的，两个所述单元平面相交成90度夹角，且共用同一个所述交点形成三维加强结构。

本实用新型的有益效果：