STC超高韌性混凝土

一,、超高韌性混凝凝土概述

超高韌性混凝土（super toughness concrete）,，是由水泥、礦物摻合料,、細集料,、鋼纖維和減水劑等材料或由上述材料制成的干混料先加水拌合，再經(jīng)凝結(jié)硬化形成一種具有高抗彎強度,、高韌性,、高耐久性的水泥基復合材料，簡稱“STC”,。

鋼結(jié)構(gòu)橋梁日益成為主流橋梁建造方式，但是,，傳統(tǒng)鋪裝鋼橋面在超載重車的高頻率**下,，鋼橋面中的面板與縱肋、橫隔板間易出現(xiàn)疲勞開裂,，使得鋼橋面板的局部剛度不足,，導致橋面鋪裝極易損壞，不得不反復進行維修,。

鋼-STC輕型組合橋面結(jié)構(gòu)的原理是利用超高韌性混凝土（STC）的超高抗彎拉強度,、高耐久性等特點,，采用剪力釘與鋼面板連接、密集布筋,、混合料攤鋪,、高溫蒸養(yǎng)等方式為手段，提高了橋面結(jié)構(gòu)層的剛度及抗拉強度,，解決鋼橋面結(jié)構(gòu)疲勞破壞及橋面鋪裝極易損壞等世界性質(zhì)量通病和施工難題,。

與傳統(tǒng)正交異性鋼橋面相比，鋼-STC輕型組合橋面結(jié)構(gòu)的局部剛度顯著提高,，大幅度降低了正交異性鋼橋面各構(gòu)造細節(jié)處的活載應(yīng)力,，基本消除了疲勞開裂的風險。與常規(guī)瀝青混凝土鋪裝相比,，鋼-STC輕型組合橋面結(jié)構(gòu)的使用壽命更長,，在全壽命周期內(nèi)具有更好的社會經(jīng)濟效益。其優(yōu)點如下：

1,、組合結(jié)構(gòu)大幅度提高了橋面剛度,，從而有效改善瀝青面層受力狀態(tài)；

2,、STC層為水泥基材料,，溫度穩(wěn)定性好，改善了瀝青面層工作條件,，大幅降低了粘結(jié)層失效,、車轍、推移等破壞風險,；

3,、減小了鋼面板和加勁肋在輪載下的應(yīng)力，大幅提高了鋼橋面的抗疲勞壽命,；

4,、超高韌性混凝土（STC）層的高密實性，使鋼橋面處于更好的工作環(huán)境,，有效降低其被腐蝕的風險,。

二、STC超高韌性混凝凝土的主要性能指標（DB43/T 1173-2016）

備注：每立方原材料重量（不含拌合水）為2300kg,；性能指標可以根據(jù)客戶要求定制。

三,、STC超高韌性混凝凝土的應(yīng)用范圍

1,、新混凝土橋面鋪裝用STC超高韌性混凝凝土：25～50mm STC超高韌性混凝凝土+40mm瀝青混凝土-防水層。

2,、舊混凝土橋面修復用STC超高韌性混凝凝土：40～80mm STC超高韌性混凝凝土（加鋼筋）+40mm瀝青混凝土-防水層

路橋修復后通行重載車輛該方案的優(yōu)勢在于：強度高,，可降低橋梁自重,，快速恢復通車。如四川某跨河橋通過60mm的STC超高韌性混凝凝土鋪裝層,，在不增加橋面重量荷載的情況下,，完成了橋面的修復，3天后可通行80噸重載礦車,，韌性好,，能夠承載礦車通行，并顯著提升橋梁使用壽命,，施工周期僅為20天,。

3、正交異性鋼橋面鋪裝STC超高韌性混凝凝土

STC超高韌性混凝凝土可減輕預制構(gòu)件尺寸和自重,，且**預制構(gòu)件承載力等力學性能,；節(jié)點連接可簡化，便于施工,，且節(jié)點更加牢固,，地震作用下不會成為整個橋梁的薄弱點。

輕型組合橋面主要由正交異性鋼橋面板,、STC層,、粘結(jié)層及面層組成。

    主結(jié)構(gòu)上層主要由STC層,、栓釘和結(jié)構(gòu)網(wǎng)組成,。

4、預制梁板濕接縫澆筑STC超高韌性混凝凝土

常規(guī)普通混凝土濕接縫設(shè)計方案存在很多問題：

⑴,、濕接縫鋼筋分布密集,，導致混凝土極難澆筑密實，施工難度大,。

⑵,、濕接縫寬度過多，現(xiàn)場工程量多,。

⑶,、濕接縫處受力情況復雜，易于破壞,，屬于橋梁結(jié)構(gòu)中的薄弱點,。

采用STC超高韌性混凝凝土澆筑濕接縫可以很好地解決上述問題：

⑴、減少濕接縫處鋼筋的數(shù)量,，STC超高韌性混凝凝土流動性良好，無粗骨料,，可以**現(xiàn)場澆筑的施工質(zhì)量,。

⑵,、濕接縫寬度可以減少到1/3以上，降低現(xiàn)場施工的作業(yè)量,。

⑶,、STC超高韌性混凝凝土自身優(yōu)異的力學性能，可以**濕接縫從原本的薄弱點變成現(xiàn)在的強點,。

四,、STC超高韌性混凝凝土橋面鋪裝材料的施工工藝

1、配合比

粉料:鋼纖維:水=100∶（10～30）∶10

2,、攪拌

投入粉料到攪拌機,，加水攪拌3～4分鐘(物料達到膠體狀態(tài))，加入鋼纖維繼續(xù)攪拌（當鋼纖維用量較大時——通常不超過3%,，可以逐漸或分次加入）,，待鋼纖維分散后均勻后進行澆筑，并振動成型,，而后進行養(yǎng)生,。

3、養(yǎng)生

STC層保濕養(yǎng)護用的節(jié)水保濕養(yǎng)護膜應(yīng)由高分子吸水樹脂和不透水塑料面膜制成,，其質(zhì)量應(yīng)符合JTG/T F30-2014《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)細則》中3.11.3規(guī)定,。高溫期施工時，宜選用白色反光面膜的節(jié)水保濕養(yǎng)護膜,；低溫期施工時,，宜選用黑色或藍色吸熱面膜的節(jié)水保濕養(yǎng)護膜。

按照設(shè)計要求進行高溫蒸汽養(yǎng)護,。

五,、包裝貯存

采用牛皮紙復合袋包裝，25kg/袋（鋼纖維單獨包裝）,；

須貯存于干燥通風的室內(nèi),，包裝袋密閉，注意防潮,、防凍,。