一种钢纤维混凝土的磁力定向方法
【专利摘要】本发明公开了一种钢纤维混凝土的磁力定向方法。将钢纤维混凝土中粗细骨料以铁磁性骨料，例如钢渣代替，利用钢纤维混凝土中的钢纤维和铁磁性骨料都具有铁磁性特性，混凝土在外加磁场下，铁磁性骨料和钢纤维都会产生运动，从而控制钢纤维的位置与方向。通过调节磁场大小与方向，控制钢纤维的运动，能使钢纤维按照一定方向转动和排布，从而增强钢纤维混凝土的单一方向的抗拉性能，而铁磁性骨料的存在会克服普通骨料限制钢纤维的转动和移动的问题。
【专利说明】
一种钢纤维混凝土的磁力定向方法
技术领域
[0001]本发明涉及的是一种钢纤维混凝土的磁力定向方法。
【背景技术】
[0002]钢纤维混凝土的磁力定向技术的目的是控制钢纤维的排列方向。钢纤维能增强混凝土的拉结性能，根据混凝土的受力性能，合理控制钢纤维的排列方向，能最大程度上提高混凝土单一方向的抗拉性能。
[0003]目前普通钢纤维混凝土的纤维体积率在1%—2%之间，较之普通混凝土，抗拉强度提高40%—80%，抗弯强度提高60% — 120%，抗剪强度提高50% —100%，抗压强度提高幅度较小，一般在O—25%之间，但抗压韧性却大幅度提高。可见钢纤维对混凝土性能的提升具有明显的促进作用。混凝土的主要缺点是抗拉性能差，而在混凝土中加入钢纤维的主要目的就是提高其抗拉性能，理论上当钢纤维的分布方向与混凝土受拉方向一致时，钢纤维在混凝土中粘结性能才能最大程度上提升混凝土的抗拉性能。但是钢纤维在混凝土拌制过程中方向位置无法准确控制，在混凝土中的分布杂乱无章，目前传统钢纤维混凝土仍然没有解决钢纤维在混凝土中定向排布的问题。
【发明内容】
[0004]为了克服现有技术的不足，本发明目的是提供一种钢纤维混凝土的磁力定向方法。
[0005]—种钢纤维混凝土的磁力定向方法，是在钢纤维混凝土中加入铁磁性骨料，然后施加外加磁场穿过混凝土，控制铁磁性骨料和钢纤维的运动，从而达到控制钢纤维的定向。
[0006]所述的铁磁性粗细骨料占骨料重量的50%以上，但骨料本身不会变成带磁性的物质，而吸引钢纤维。
[0007]所述的钢纤维受磁场控制，方向转为和磁力线平行方向。
[0008]所述的外加磁场强度，可以控制钢纤维的运动和转动。
[0009]所述的外加磁场，控制铁磁性骨料的运动，从而促使钢纤维的运动和转向，并且通过移动提供空间给钢纤维转动。
[0010]本发明的有益效果:磁力线分布可控制，磁场强度、方向等都可以人为调整，磁力线可以穿过模板或者包裹混凝土的外部构件等，从而控制钢纤维的转向和排列，能最大程度上提升混凝土的抗拉性能。
【附图说明】
[0011]图1为本发明实施例在立方体模具中用于定向钢纤维的实验磁力装置结构示意图；图中，线圈1、线圈钢管外壳2、钢端板3、非金属线圈骨架4、钢芯棒5、含铁磁性骨料的混凝土6、立方体模具7，磁力装置A和B各种规格参数相同。
[0012]图2为本发明实施例钢纤维混凝土中钢纤维理论分布示意图；图中表示了理论上讲钢纤维插入混凝土的分布，通过实验验证磁力定向在混凝土中对钢纤维转向和排列的影响。
[0013]图3为本发明实施例钢纤维混凝土中钢纤维实际分布示意图。
[0014]图4为本发明实施例钢纤维混凝土在无磁力定向下抗拉劈裂分布示意图。
[0015]图5为本发明实施例钢纤维混凝土在有磁力定向下抗拉劈裂分布示意图。
【具体实施方式】
[0016]钢纤维混凝土中的钢纤维在外在磁场中会发生运动，实现钢纤维的定向分布。
[0017]而在混凝土中加入铁磁性骨料，如钢渣或者铁粉等。通过在外部加磁场，铁磁性骨料在磁力下产生运动，将会促进钢纤维的转动与排列。经试验研究，混凝土骨料需占混凝土重量的50%以上，其中骨料中磁铁性物质需占骨料重量的50%以上，要求级配良好。
[0018]下面结合附图对本发明的方法在模具(可以采用塑料等不影响磁场分布的材料)中进行混凝土振捣实验用到的装置做详细的介绍。
实施例
[0019]如图1所示，在非金属线圈骨架4上面缠绕线圈1(2800圈)，外面用线圈钢管外壳2和钢端板3封住;为了使磁力线穿过立方体模具7，即同时穿过含铁磁性骨料的混凝土6，磁力装置A和B接触模具的一端均不加钢端板3，磁力装置中插入钢芯棒5是为了增加磁场强度。
[0020]下面详细介绍本发明在立方体模具中振捣含铁磁性骨料混凝土模拟实验的步骤:
1、搅拌混凝土。采用的是铁磁性骨料钢渣作为粗骨料拌置的混凝土，混凝土配合比为水泥:钢渣:砂:水=1:3.0:1.6:0.42,混凝土對落度10mm。
[0021]2、组装磁力饶筑装置。将100?? X 10fflffl x 100??(可以按照需要放大)立方体模具7放在磁力装置A和B中间，将钢芯棒5插入磁力装置中，减少气隙，增加磁感应强度，并可以减少装置漏磁现象，增加电磁吸力。磁力装置连接控制器，通过控制器控制输入电流大小及方向。控制改变磁力装置A和B产生的磁场磁感应强度大小和方向。
[0022]3、磁力定向钢纤维混凝土。直接将搅拌好的混凝土倒入立方体模具中，第一次浇筑45mm高，开始插入第一层4*4共16根钢纤维(钢纤维约30mm)，插入深度约15mm，如附图2所示，插入后继续加混凝土至75mm，开始插入第二层4*4共16根钢纤维。然后添加混凝土至模具满为止，见附图3所示。实验分两组试块，每组3个，A组不加磁力，B组两端外加磁力，控制磁力方向左右轮流施加，每次5秒，共施加磁力2分钟。会发现钢纤维在磁力作用下发生转动，最终趋向水平方向。
[0023]4、比较A组和B组混凝土钢纤维方向与抗拉强度。待施加磁力结束后，关闭电源，将A组和B组立方体模具里的混凝土进行28天养护，养护结束后，进行压力试验机劈裂抗拉实验，劈裂后发现B组试块抗拉强度比A组抗拉强度高近30%，而B组的钢纤维方向也在磁力作用下发生变化(A组与B组的钢纤维方向见附图4和5)，可以看出在磁力作用可以使钢纤维由竖直方向变为水平方向(磁力线方向)。可以得出结论，磁力可以使钢纤维混凝土中的钢纤维按照磁力线方向排列，达到磁力定向效果，也提高了混凝土的抗拉强度。
【主权项】
1.一种钢纤维混凝土的磁力定向方法，其特征在于，将钢纤维混凝土中的粗细骨料以铁磁性骨料代替，然后施加外加磁场穿过混凝土，控制铁磁性骨料和钢纤维的运动，从而达到控制钢纤维的定向。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钢纤维混凝土中的粗细骨料以铁磁性骨料代替，占总骨料50%以上。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的钢纤维受磁场控制，方向转为和磁力线平行方向。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的外加磁场强度，控制钢纤维的运动和转动。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的外加磁场，控制铁磁性骨料的运动，从而促使钢纤维的运动和转向，并且通过移动提供空间给钢纤维转动。
【文档编号】C04B28/00GK106083188SQ201610421042
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月16日 公开号201610421042.1, CN 106083188 A, CN 106083188A, CN 201610421042, CN-A-106083188, CN106083188 A, CN106083188A, CN201610421042, CN201610421042.1
【发明人】陈驹, 王君, 金伟良, 吴桐
【申请人】浙江大学