一種鋼纖維混凝土的磁力定向方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋼纖維混凝土的磁力定向方法。將鋼纖維混凝土中粗細骨料以鐵磁性骨料，例如鋼渣代替，利用鋼纖維混凝土中的鋼纖維和鐵磁性骨料都具有鐵磁性特性，混凝土在外加磁場下，鐵磁性骨料和鋼纖維都會產(chǎn)生運動，從而控制鋼纖維的位置與方向。通過調(diào)節(jié)磁場大小與方向，控制鋼纖維的運動，能使鋼纖維按照一定方向轉(zhuǎn)動和排布，從而增強鋼纖維混凝土的單一方向的抗拉性能，而鐵磁性骨料的存在會克服普通骨料限制鋼纖維的轉(zhuǎn)動和移動的問題。
【專利說明】
一種鋼纖維混凝土的磁力定向方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及的是一種鋼纖維混凝土的磁力定向方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼纖維混凝土的磁力定向技術(shù)的目的是控制鋼纖維的排列方向。鋼纖維能增強混凝土的拉結(jié)性能，根據(jù)混凝土的受力性能，合理控制鋼纖維的排列方向，能最大程度上提高混凝土單一方向的抗拉性能。
[0003]目前普通鋼纖維混凝土的纖維體積率在1%—2%之間，較之普通混凝土，抗拉強度提高40%—80%，抗彎強度提高60% — 120%，抗剪強度提高50% —100%，抗壓強度提高幅度較小，一般在O—25%之間，但抗壓韌性卻大幅度提高。可見鋼纖維對混凝土性能的提升具有明顯的促進作用?；炷恋闹饕秉c是抗拉性能差，而在混凝土中加入鋼纖維的主要目的就是提高其抗拉性能，理論上當鋼纖維的分布方向與混凝土受拉方向一致時，鋼纖維在混凝土中粘結(jié)性能才能最大程度上提升混凝土的抗拉性能。但是鋼纖維在混凝土拌制過程中方向位置無法準確控制，在混凝土中的分布雜亂無章，目前傳統(tǒng)鋼纖維混凝土仍然沒有解決鋼纖維在混凝土中定向排布的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明目的是提供一種鋼纖維混凝土的磁力定向方法。
[0005]—種鋼纖維混凝土的磁力定向方法，是在鋼纖維混凝土中加入鐵磁性骨料，然后施加外加磁場穿過混凝土，控制鐵磁性骨料和鋼纖維的運動，從而達到控制鋼纖維的定向。
[0006]所述的鐵磁性粗細骨料占骨料重量的50%以上，但骨料本身不會變成帶磁性的物質(zhì)，而吸引鋼纖維。
[0007]所述的鋼纖維受磁場控制，方向轉(zhuǎn)為和磁力線平行方向。
[0008]所述的外加磁場強度，可以控制鋼纖維的運動和轉(zhuǎn)動。
[0009]所述的外加磁場，控制鐵磁性骨料的運動，從而促使鋼纖維的運動和轉(zhuǎn)向，并且通過移動提供空間給鋼纖維轉(zhuǎn)動。
[0010]本發(fā)明的有益效果:磁力線分布可控制，磁場強度、方向等都可以人為調(diào)整，磁力線可以穿過模板或者包裹混凝土的外部構(gòu)件等，從而控制鋼纖維的轉(zhuǎn)向和排列，能最大程度上提升混凝土的抗拉性能。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明實施例在立方體模具中用于定向鋼纖維的實驗磁力裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，線圈1、線圈鋼管外殼2、鋼端板3、非金屬線圈骨架4、鋼芯棒5、含鐵磁性骨料的混凝土6、立方體模具7，磁力裝置A和B各種規(guī)格參數(shù)相同。
[0012]圖2為本發(fā)明實施例鋼纖維混凝土中鋼纖維理論分布示意圖；圖中表示了理論上講鋼纖維插入混凝土的分布，通過實驗驗證磁力定向在混凝土中對鋼纖維轉(zhuǎn)向和排列的影響。
[0013]圖3為本發(fā)明實施例鋼纖維混凝土中鋼纖維實際分布示意圖。
[0014]圖4為本發(fā)明實施例鋼纖維混凝土在無磁力定向下抗拉劈裂分布示意圖。
[0015]圖5為本發(fā)明實施例鋼纖維混凝土在有磁力定向下抗拉劈裂分布示意圖。
【具體實施方式】
[0016]鋼纖維混凝土中的鋼纖維在外在磁場中會發(fā)生運動，實現(xiàn)鋼纖維的定向分布。
[0017]而在混凝土中加入鐵磁性骨料，如鋼渣或者鐵粉等。通過在外部加磁場，鐵磁性骨料在磁力下產(chǎn)生運動，將會促進鋼纖維的轉(zhuǎn)動與排列。經(jīng)試驗研究，混凝土骨料需占混凝土重量的50%以上，其中骨料中磁鐵性物質(zhì)需占骨料重量的50%以上，要求級配良好。
[0018]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的方法在模具(可以采用塑料等不影響磁場分布的材料)中進行混凝土振搗實驗用到的裝置做詳細的介紹。
實施例
[0019]如圖1所示，在非金屬線圈骨架4上面纏繞線圈1(2800圈)，外面用線圈鋼管外殼2和鋼端板3封住;為了使磁力線穿過立方體模具7，即同時穿過含鐵磁性骨料的混凝土6，磁力裝置A和B接觸模具的一端均不加鋼端板3，磁力裝置中插入鋼芯棒5是為了增加磁場強度。
[0020]下面詳細介紹本發(fā)明在立方體模具中振搗含鐵磁性骨料混凝土模擬實驗的步驟:
1、攪拌混凝土。采用的是鐵磁性骨料鋼渣作為粗骨料拌置的混凝土，混凝土配合比為水泥:鋼渣:砂:水=1:3.0:1.6:0.42,混凝土對落度10mm。
[0021]2、組裝磁力饒筑裝置。將100?? X 10fflffl x 100??(可以按照需要放大)立方體模具7放在磁力裝置A和B中間，將鋼芯棒5插入磁力裝置中，減少氣隙，增加磁感應(yīng)強度，并可以減少裝置漏磁現(xiàn)象，增加電磁吸力。磁力裝置連接控制器，通過控制器控制輸入電流大小及方向。控制改變磁力裝置A和B產(chǎn)生的磁場磁感應(yīng)強度大小和方向。
[0022]3、磁力定向鋼纖維混凝土。直接將攪拌好的混凝土倒入立方體模具中，第一次澆筑45mm高，開始插入第一層4*4共16根鋼纖維(鋼纖維約30mm)，插入深度約15mm，如附圖2所示，插入后繼續(xù)加混凝土至75mm，開始插入第二層4*4共16根鋼纖維。然后添加混凝土至模具滿為止，見附圖3所示。實驗分兩組試塊，每組3個，A組不加磁力，B組兩端外加磁力，控制磁力方向左右輪流施加，每次5秒，共施加磁力2分鐘。會發(fā)現(xiàn)鋼纖維在磁力作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動，最終趨向水平方向。
[0023]4、比較A組和B組混凝土鋼纖維方向與抗拉強度。待施加磁力結(jié)束后，關(guān)閉電源，將A組和B組立方體模具里的混凝土進行28天養(yǎng)護，養(yǎng)護結(jié)束后，進行壓力試驗機劈裂抗拉實驗，劈裂后發(fā)現(xiàn)B組試塊抗拉強度比A組抗拉強度高近30%，而B組的鋼纖維方向也在磁力作用下發(fā)生變化(A組與B組的鋼纖維方向見附圖4和5)，可以看出在磁力作用可以使鋼纖維由豎直方向變?yōu)樗椒较?磁力線方向)?？梢缘贸鼋Y(jié)論，磁力可以使鋼纖維混凝土中的鋼纖維按照磁力線方向排列，達到磁力定向效果，也提高了混凝土的抗拉強度。
【主權(quán)項】
1.一種鋼纖維混凝土的磁力定向方法，其特征在于，將鋼纖維混凝土中的粗細骨料以鐵磁性骨料代替，然后施加外加磁場穿過混凝土，控制鐵磁性骨料和鋼纖維的運動，從而達到控制鋼纖維的定向。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述鋼纖維混凝土中的粗細骨料以鐵磁性骨料代替，占總骨料50%以上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的鋼纖維受磁場控制，方向轉(zhuǎn)為和磁力線平行方向。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的外加磁場強度，控制鋼纖維的運動和轉(zhuǎn)動。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述的外加磁場，控制鐵磁性骨料的運動，從而促使鋼纖維的運動和轉(zhuǎn)向，并且通過移動提供空間給鋼纖維轉(zhuǎn)動。
【文檔編號】C04B28/00GK106083188SQ201610421042
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月16日 公開號201610421042.1, CN 106083188 A, CN 106083188A, CN 201610421042, CN-A-106083188, CN106083188 A, CN106083188A, CN201610421042, CN201610421042.1
【發(fā)明人】陳駒, 王君, 金偉良, 吳桐
【申請人】浙江大學(xué)