[实用新型]一种用于UHPC材料的高弹模钢纤维

说明书

本实用新型涉及一种用于UHPC材料的高弹模钢纤维，包括钢纤维本体，所述钢纤维本体整体为直条形且具有空心结构，所述空心结构上设有开口。本实用新型能够减少UHPC材料在搅拌时钢纤维结团或扎堆现象的同时，保证钢纤维与胶凝材料的界面粘结强度，从而在保证UHPC混凝土材料的流动性能的前提下，提高UHPC混凝土材料的增强增韧效果。

技术领域

本实用新型涉及一种用于UHPC材料的高弹模钢纤维，属于超高性能混凝土材料技术领域。

背景技术

超高性能混凝土，简称UHPC(Ultra-High Performance Concrete)，也称作活性粉末混凝土(RPC，Reactive Powder Concrete)，是过去三十年中最具创新性的水泥基工程材料，实现工程材料性能的大跨越。超高性能混凝土(UHPC)指抗压强度在150MPa以上，具有超高韧性、超长耐久性的水泥基复合材料，其在桥梁工程、建筑工程、防护工程等领域具有广阔的应用前景。

UHPC的主要成分为硅灰和水泥等胶凝材料、细骨料(粒径一般小于0.5mm)、高效减水剂及钢纤维等，UHPC抗拉强度的提高和开裂后韧性的提高等主要依赖钢纤维的掺入，以及钢纤维在水泥基复合材料中的均匀分布。常见的钢纤维形状有平直形以以及弯钩形等异型结构，比如：所述钢纤维的横截面为矩形、锯齿形或弯月形；所述钢纤维的横截面尺寸沿长度而交替变化；所述钢纤维整体呈波浪形、圆圈状或螺旋形，等等。参见《不同形状钢纤维对UHPC受拉性能影响的试验研究》（作者：苏家战等，宁夏大学学报(自然科学版)，第41卷第3期，2020年9月）、《钢纤维形状对超高性能纤维混凝土力学性能的影响》（作者：杨松霖等，工业建筑，2012，42（1））等文献可知，掺入平直钢纤维的UHPC混凝土材料的流动性能更好（流动性能越好，则意味着充满模板的能力越强），而掺入异型结构钢纤维的UHPC混凝土材料，由于钢纤维与胶凝材料的界面粘结强度大，因此增强增韧效果更佳（即韧性和耐久性更佳），但其流动性相对较差。

但是，申请人在生产实践中发现，UHPC材料在搅拌过程中，异型结构的钢纤维会形成钢纤维结团或扎堆现象，导致钢纤维难以分散或者钢纤维与骨料难以搅拌均匀，会严重影响UHPC混凝土的施工及力学性能，降低UHPC混凝土构件的抗压强度和抗拉强度，影响UHPC的韧性和耐久性，最终影响施工质量。

因此，如何在保证UHPC混凝土材料的流动性能的前提下，同时提高UHPC混凝土材料的增强增韧效果，成为亟待解决的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种新型的高弹模钢纤维，能够减少UHPC材料在搅拌时钢纤维结团或扎堆现象的同时，保证钢纤维与胶凝材料的界面粘结强度，从而在保证UHPC混凝土材料的流动性能的前提下，提高UHPC混凝土材料的增强增韧效果。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于UHPC材料的高弹模钢纤维，包括钢纤维本体，所述钢纤维本体整体为直条形且具有空心结构，所述空心结构上设有开口。

优选的，所述空心结构沿钢纤维本体的长度方向延伸，所述开口位于空心结构的两端。

优选的，所述钢纤维本体采用镀铜钢纤维、不锈钢钢纤维或者SMA钢纤维。

本实用新型通过采用直条形的钢纤维本体，避免了UHPC材料在搅拌过程中钢纤维结团或扎堆的现象，保证了UHPC混凝土材料的流动性能，提高了UHPC混凝土充满模板的能力；本实用新型通过在钢纤维本体上设置带有开口的空心结构，使UHPC混凝土在使用过程中，凝胶材料会透过开口注入至空心结构中，因此提高了钢纤维与胶凝材料的界面粘结强度。通过上述改进，UHPC材料在湿搅拌后钢纤维在微观上形成钢管混凝土效应，耗能好，超延性，与混凝土的接触表面积增大，因此能够实现在保证UHPC混凝土材料的流动性能的前提下，提高UHPC混凝土材料的增强增韧效果，从而提高UHPC结构件的韧性和耐久性，提高施工质量。

附图说明

图1是本实用新型实施例的示意图。