專利名稱：雙向錨固形鋼纖維的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鋼纖維，具體為一種雙向錨固形鋼纖維。
背景技術：
鋼纖維混凝土是現(xiàn)代建筑材料中的新型復合材料，在國內外已經有三、四 十年的歷史，廣泛用于高級公路路面、機場跑道、工業(yè)地坪、橋梁、隧洞、隧 道、水利大壩、水利工程、防爆工程、防侵徹工程等諸多方面。
鑒于鋼纖維混凝土組成與結構的多相、多組分和非均質性，加上鋼纖維的 "亂向"與"短"的特征，它在設計理論上是一個非常復雜的課題，目前仍然 在不斷爭論、完善和發(fā)展之中，故在鋼纖維的增強、增韌設計上目前還缺乏指
導定量設計的理論與計算公式；特別是鋼纖維本身質量輕微，而使用量巨大的 特點，也極大的制約了復雜形狀鋼纖維商品化的可行性。目前國內外使用的鋼 纖維，大都是形狀比較簡單的鋼纖維， 一般是顧了增強顧不了增韌，或顧了增 韌顧不了增強，故此，它們的性能一般，使用壽命并不理想。為了尋找更好的 鋼纖維，上個世紀末提出了螺旋形鋼纖維實用新型專利，正因為螺旋形鋼纖維 的制造工藝比較復雜，而低抗拉強度的螺旋形鋼纖維混凝土又性能一般，他們 都沒有獲得成功。利用發(fā)明專利(螺旋形鋼纖維軋旋成型機)先解決了螺旋形 鋼纖維的制造難題，再優(yōu)選螺旋形鋼纖維混凝土的性能，發(fā)現(xiàn)提高抗拉強度是 螺旋形鋼纖維混凝土同時增強、增韌的必要條件。在新的實踐基礎上，我們總 結提出鋼纖維對鋼纖維混凝土增強、增韌的機理；從而得到了最大做功型鋼纖 維的設計方法。同時對螺旋形鋼纖維軋旋成型機進行了八次大的改進，使之不但能夠生產小直徑、超高抗拉強度的螺旋形鋼纖維，同時使其生產成本接近一 般鋼纖維的上限水平。螺旋形鋼纖維混凝土的性能好得到了美國有關公司的承 認，但價格上還不為商家所接受。由于螺旋形鋼纖維的生產率受到螺旋成型速 度的制約，進一步提高生產率與降低成本確有困難。如何設計一種最大做功型， 其生產率高、成本低的鋼纖維成為一個亟待解決的技術問題。 發(fā)明內容
本實用新型為了解決現(xiàn)有技術中存在的螺旋形鋼纖維制造復雜，成本高的 問題而提供了 一種了雙向錨固形鋼纖維。
本實用新型是由以下技術方案實現(xiàn)的， 一種新型雙向錨固形鋼纖維，包括 鋼纖維本體，由鋼纖維本體中間段到鋼纖維本體的兩端形成的邊線為輻射狀， 鋼纖維本體的兩端寬度大于鋼纖維本體中間段的寬度。這樣一來可以形成從中 間至兩端形成逐漸增大的錨固面積。
與螺旋形鋼纖維比，本實用新型是一種在全長上能產生雙向錨固作用的異 形鋼纖維，它的有效拔出位移接近二分之一的纖維長度，故它具有最大的增韌
能力；同時它具有足夠的錨固面積與錨固阻力，它能與水泥砂漿界面產生最大 的粘結強度；它具有更高的增強能力，這是因為螺旋形鋼纖維在拔出過程靠反 扭轉抗力來產生拔出阻力，而雙向錨固形鋼纖維在拔出過程靠金屬塑性變形來 產生拔出阻力。如果說波浪形鋼纖維在拔出過程靠反彎曲抗力來產生拔出阻 力，根據(jù)理論分析與有限元分析計算可知，大致只需要30%左右進入塑性狀態(tài)， 就可以產生彎曲變形，我們將彎曲的阻力設為l個單位的話，螺旋形鋼纖維靠 反扭轉抗力來產生拔出阻力，扭轉可以看成是同等厚度、更寬材料的特殊彎曲， 大致需要60 70%左右進入塑性狀態(tài)，就可以產生扭轉變形，其阻力可達2個單位，而本實用新型靠金屬塑性變形來產生拔出阻力，只有全部進入塑性狀態(tài)，
才能使其拔出，其阻力可達3個單位。這就是為什么螺旋形鋼纖維勝于一般鋼 纖維，雙向錨固形鋼纖維更優(yōu)于螺旋形鋼纖維的道理。更重要的是只要設計制 造一臺多頭放線、初軋送進、雙向軋制成型與切斷自動機，就能高速、連續(xù)生 產出合格的雙向錨固形鋼纖維來。它能實現(xiàn)多頭連續(xù)高速軋制成型與飛剪，生 產率高、容易軋制、成本低。


圖1為本實用新型的立體圖 圖2為本實用新型的俯視圖 圖3為圖2的側視圖 圖4為圖2的A-A剖視圖具體實施方式
如圖1所示意， 一種雙向錨固形鋼纖維，包括鋼纖維本體，由鋼纖維本體 中間段到鋼纖維本體的兩端形成的邊線l、 2為輻射狀，鋼纖維本體的兩端寬 度大于鋼纖維本體中間段的寬度。邊線l、 2可以為直線，也可以為曲線，例 如雙曲線、拋物線。
在混凝土中，本實用新型抗拔的作用力體現(xiàn)在"逐漸增大的錨固面積"這 一特點。當混凝土和嵌固在其中的鋼纖維本體在外力作用下相對運動時，鋼纖 維本體的一半為漸開狀，所以無論移動還是靜止，始終都能夠和混凝土產生抗 拒相對移動的拉力，從而起到更好的錨固效果?，F(xiàn)有某些兩端凸起狀的鋼纖維 只能由兩端凸起部分產生拉力，容易斷裂，抗拉效果相對較差。如圖2所示意，雙向錨固形鋼纖維等效直徑^=0.3~0.6騰；抗拉強度 <rA = 600 ~ 2800MPa ;粘結強度/g = 10 ~ 20M尸a ;有效拔出位移^ = (0.8 ~ 1)/附m ，
其中/為鋼纖維長度。
如圖3所示意，雙向錨固形鋼纖維的鋼纖維本體側視面的中間段厚度大于 兩端厚度。
權利要求1、一種雙向錨固形鋼纖維，包括鋼纖維本體，其特征在于由鋼纖維本體中間段到鋼纖維本體的兩端形成的邊線(1、2)為輻射狀，鋼纖維本體的兩端寬度大于鋼纖維本體中間段的寬度。
2、 根據(jù)權利要求l所述的雙向錨固形鋼纖維，其特征在于邊線(1、 2) 可以為直線或者曲線。
3、 根據(jù)權利要求1所述的雙向錨固形鋼纖維，其特征在于鋼纖維本體 的側視面的中間段厚度大于兩端厚度。
專利摘要本實用新型涉及一種鋼纖維，具體為一種雙向錨固形鋼纖維。解決了現(xiàn)有技術中存在的螺旋形鋼纖維制造復雜，成本高的問題。包括鋼纖維本體，由鋼纖維本體中間段到鋼纖維本體的兩端形成的邊線為輻射狀，鋼纖維本體的兩端寬度大于鋼纖維本體中間段的寬度。這樣一來可以形成從中間至兩端形成逐漸增大的錨固面積?？估瓘姸雀哂趥鹘y(tǒng)的鋼纖維，并且非常容易加工制造。
文檔編號E04C5/03GK201292609SQ20082010605
公開日2009年8月19日 申請日期2008年9月25日 優(yōu)先權日2008年9月25日
發(fā)明者劉純郴, 鄧嵩生 申請人:劉純郴