一种聚丙烯包覆钢纤维芯柱的复合结构型纤维制造技术

本实用新型专利技术提供了一种聚丙烯包覆钢纤维芯柱的复合结构型纤维，包括钢纤维芯柱和纤维包覆层，所述纤维包覆层包覆于钢纤维芯柱外表面，所述纤维包覆层采用高温熔融的聚丙烯浸润包覆、冷却硬化而成。该复合结构型纤维通过在钢纤维芯柱包覆聚丙烯的纤维包覆层，外层包覆的聚丙烯具有良好的化学稳定性和耐腐蚀性能，能够保护钢纤维芯柱遭受Cl

【技术实现步骤摘要】
一种聚丙烯包覆钢纤维芯柱的复合结构型纤维


[0001]本技术属于新型复合材料
，具体涉及一种聚丙烯包覆钢纤维芯柱的复合结构型纤维。

技术介绍

[0002]结构型纤维是指长度不小于30mm、长径比不小于50的短切型纤维；当作为增强材料用于混凝土时，结构型纤维能够桥接混凝土裂缝并限制裂缝扩展，改善混凝土构件的裂后承载能力尤其是韧性。目前，端部弯钩形钢纤维与聚丙烯纤维是两种广泛应用于混凝土工程的结构型纤维。端部弯钩形钢纤维具有较高的抗拉强度（大于1000MPa）与截面刚度，在混凝土搅拌与浇筑过程中其抵抗变形能力较强；当纤维与混凝土脱粘后，纤维与混凝土的粘结性能取决于摩擦力与混凝土对钢纤维端部弯钩的斜向挤压力。相比于钢纤维，结构型聚丙烯纤维具有更好的抗氯离子侵蚀性能，且用于混凝土时具有较好的耐腐蚀性能；此外，结构型聚丙烯纤维也更加易于加工，可以通过表面处理提高与混凝土之间的粘结性能。
[0003]随着结构型纤维逐渐应用于混凝土工程，钢纤维与聚丙烯纤维也处于更加复杂的环境中，同时也存在以下问题：
[0004](1)当钢纤维用于海工混凝土结构或海水海砂混凝土时，钢纤维在Cl
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离子的侵蚀作用下会出现有效截面减小、纤维与混凝土的粘结性能变差等问题，从而降低钢纤维对混凝土力学性能的增强效果。
[0005](2)当纤维长度相同、长径比相似时，结构型聚丙烯纤维的截面刚度与每公斤纤维根数分别是端部弯钩形钢纤维的7.3%、462%。较高的每公斤纤维根数使结构型聚丙烯纤维在新拌混凝土中易出现结团、分散不均匀等问题，难以保证混凝土较好工作性能的同时提高纤维掺量。

技术实现思路

[0006]针对上述钢纤维与结构型聚丙烯纤维应用于混凝土中的不足，本技术提供了一种聚丙烯包覆钢纤维芯柱的复合结构型纤维，至少可以解决部分现有技术中存在的缺陷。
[0007]为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0008]一种聚丙烯包覆钢纤维芯柱的复合结构型纤维，包括钢纤维芯柱和纤维包覆层，所述纤维包覆层包覆于钢纤维芯柱外表面，所述纤维包覆层采用高温熔融的聚丙烯浸润包覆、冷却硬化而成。
[0009]进一步的，所述纤维包覆层表面具有雕刻加工而成的刻痕。
[0010]进一步的，所述刻痕沿钢纤维芯柱长度方向等间距间隔布置形成锯齿结构。
[0011]进一步的，所述纤维包覆层的厚度为0.15mm。
[0012]进一步的，所述刻痕深度为0.05～0.1mm，刻痕宽度为2～5mm，刻痕间距为5～10mm。
[0013]进一步的，所述钢纤维芯柱采用端部弯钩形钢纤维。
[0014]进一步的，所述端部弯钩形钢纤维采用长度为40mm、等效直径为0.3～0.9mm的短切钢纤维。
[0015]与现有技术相比，本技术的有益效果：
[0016](1)本技术提供的这种聚丙烯包覆钢纤维芯柱的复合结构型纤维通过在钢纤维芯柱包覆聚丙烯的纤维包覆层，外层包覆的聚丙烯具有良好的化学稳定性和耐腐蚀性能，能够保护钢纤维芯柱遭受Cl
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、SO
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离子等有害物质的侵蚀；同时相比于单一的聚丙烯纤维，该复合结构型纤维具有更大的截面刚度，在搅拌过程中易于分散，可避免其在混凝土中的结团现象，其在混凝土基体中的分布更为均匀，显著提高搅拌混凝土工作度所允许的掺量上限。
[0017](2)本技术提供的这种聚丙烯包覆钢纤维芯柱的复合结构型纤维通过在纤维包覆层表面加工刻痕，进一步提升了混凝土与纤维之间的粘结性能，提升了纤维对于混凝土的增韧效果。
[0018]以下将结合附图对本技术做进一步详细说明。
附图说明
[0019]图1是本技术聚丙烯包覆钢纤维芯柱的复合结构型纤维的结构示意图；
[0020]图2是图1中I部的放大示意图；
[0021]图3是图1中沿A
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A方向的截面示意图；
[0022]图4是本实施例中端部弯钩形钢纤维与复合结构型纤维增强混凝土的轴压荷载
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变形全曲线图。
[0023]附图标记说明：1、钢纤维芯柱；2、纤维包覆层；3、刻痕。
具体实施方式
[0024]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
[0025]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0026]在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是抵触连接或一体地连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义；在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0027]如图1、图2和图3所示，本实施例提供了一种聚丙烯包覆钢纤维芯柱的复合结构型
纤维，包括钢纤维芯柱和纤维包覆层，所述纤维包覆层包覆于钢纤维芯柱外表面，所述纤维包覆层采用高温熔融的聚丙烯浸润包覆、冷却硬化而成。在本实施例中，纤维包覆层采用聚丙烯，能够有效保护钢纤维芯柱免于Cl
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、SO
42
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离子等有害物质的侵蚀，从而充分发挥钢纤维良好的抗拉性能；同时将钢纤维与聚丙烯的纤维包覆层进行复合，相比于单一的聚丙烯纤维，该复合结构型纤维具有更大的截面刚度，在搅拌过程中易于分散，可避免其在混凝土中的结团现象，其在混凝土基体中的分布更为均匀，显著提高搅拌混凝土工作度所允许的掺量上限。
[0028]可选的实施方式，所述钢纤维芯柱采用端部弯钩形钢纤维，由于该复合结构型纤维与混凝土脱粘后，二者的粘结性能取决于摩擦力、聚丙烯的纤维包覆层与混凝土之间的斜向挤压力以及混凝土对纤维端部弯钩的斜向挤压力，因而相较于平直形结构纤维，端部弯钩形钢纤维具有更为优越的滑移耗能能力，能够更加有效地桥接裂缝并限制裂缝扩展，从而显著改善混凝土的力学性能（如韧性）和耐久性；具体的，本实施例中，所述端部弯钩形钢纤维采用长度为40mm、等效直径为0.3～0.9mm的短切钢纤维，其截面为圆形。
[0029]而随着滑移量的增加，端部弯钩开始变形、逐渐被拉直，端部弯钩的变形使该复合结构型纤维的锚固作用减弱，为了进一步提升该复合结构型纤维与混凝土本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯包覆钢纤维芯柱的复合结构型纤维，其特征在于：包括钢纤维芯柱和纤维包覆层，所述纤维包覆层包覆于钢纤维芯柱外表面，所述纤维包覆层采用高温熔融的聚丙烯浸润包覆、冷却硬化而成。2.如权利要求1所述的聚丙烯包覆钢纤维芯柱的复合结构型纤维，其特征在于：所述纤维包覆层表面具有雕刻加工而成的刻痕。3.如权利要求2所述的聚丙烯包覆钢纤维芯柱的复合结构型纤维，其特征在于：所述刻痕沿钢纤维芯柱长度方向等间距间隔布置形成锯齿结构。4.如权利要求2所述的聚丙烯包覆钢纤维芯柱的复合结构型纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖明清，孙文昊，丁一宁，薛光桥，何应道，邓朝辉，陈俊伟，赵明应，马相峰，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：新型
国别省市：