STC超高韧性混凝土

一、超高韧性混凝凝土概述

超高韧性混凝土（super toughness concrete），是由水泥、矿物掺合料、细集料、钢纤维和减水剂等材料或由上述材料制成的干混料先加水拌合，再经凝结硬化形成一种具有高抗弯强度、高韧性、高耐久性的水泥基复合材料，简称“STC”。

钢结构桥梁日益成为主流桥梁建造方式，但是，传统铺装钢桥面在超载重车的高频率碾压下，钢桥面中的面板与纵肋、横隔板间易出现疲劳开裂，使得钢桥面板的局部刚度不足，导致桥面铺装极易损坏，不得不反复进行维修。

钢-STC轻型组合桥面结构的原理是利用超高韧性混凝土（STC）的超高抗弯拉强度、高耐久性等特点，采用剪力钉与钢面板连接、密集布筋、混合料摊铺、高温蒸养等方式为手段，提高了桥面结构层的刚度及抗拉强度，解决钢桥面结构疲劳破坏及桥面铺装极易损坏等世界性质量通病和施工难题。

与传统正交异性钢桥面相比，钢-STC轻型组合桥面结构的局部刚度显著提高，大幅度降低了正交异性钢桥面各构造细节处的活载应力，基本消除了疲劳开裂的风险。与常规沥青混凝土铺装相比，钢-STC轻型组合桥面结构的使用寿命更长，在全寿命周期内具有更好的社会经济效益。其优点如下：

1、组合结构大幅度提高了桥面刚度，从而有效改善沥青面层受力状态；

2、STC层为水泥基材料，温度稳定性好，改善了沥青面层工作条件，大幅降低了粘结层失效、车辙、推移等破坏风险；

3、减小了钢面板和加劲肋在轮载下的应力，大幅提高了钢桥面的抗疲劳寿命；

4、超高韧性混凝土（STC）层的高密实性，使钢桥面处于更好的工作环境，有效降低其被腐蚀的风险。

二、STC超高韧性混凝凝土的主要性能指标（DB43/T 1173-2016）

备注：每立方原材料重量（不含拌合水）为2300kg；性能指标可以根据客户要求定制。

三、STC超高韧性混凝凝土的应用范围

1、新混凝土桥面铺装用STC超高韧性混凝凝土：25～50mm STC超高韧性混凝凝土+40mm沥青混凝土-防水层。

2、旧混凝土桥面修复用STC超高韧性混凝凝土：40～80mm STC超高韧性混凝凝土（加钢筋）+40mm沥青混凝土-防水层

路桥修复后通行重载车辆该方案的优势在于：强度高，可降低桥梁自重，快速恢复通车。如四川某跨河桥通过60mm的STC超高韧性混凝凝土铺装层，在不增加桥面重量荷载的情况下，完成了桥面的修复，3天后可通行80吨重载矿车，韧性好，能够承载矿车通行，并显著提升桥梁使用寿命，施工周期仅为20天。

3、正交异性钢桥面铺装STC超高韧性混凝凝土

STC超高韧性混凝凝土可减轻预制构件尺寸和自重，且保证预制构件承载力等力学性能；节点连接可简化，便于施工，且节点更加牢固，地震作用下不会成为整个桥梁的薄弱点。

轻型组合桥面主要由正交异性钢桥面板、STC层、粘结层及面层组成。

   主结构上层主要由STC层、栓钉和结构网组成。

4、预制梁板湿接缝浇筑STC超高韧性混凝凝土

常规普通混凝土湿接缝设计方案存在很多问题：

⑴、湿接缝钢筋分布密集，导致混凝土极难浇筑密实，施工难度大。

⑵、湿接缝宽度过多，现场工程量多。

⑶、湿接缝处受力情况复杂，易于破坏，属于桥梁结构中的薄弱点。

采用STC超高韧性混凝凝土浇筑湿接缝可以很好地解决上述问题：

⑴、减少湿接缝处钢筋的数量，STC超高韧性混凝凝土流动性良好，无粗骨料，可以保证现场浇筑的施工质量。

⑵、湿接缝宽度可以减少到1/3以上，降低现场施工的作业量。

⑶、STC超高韧性混凝凝土自身优异的力学性能，可以保证湿接缝从原本的薄弱点变成现在的强点。

四、STC超高韧性混凝凝土桥面铺装材料的施工工艺

1、配合比

粉料:钢纤维:水=100∶（10～30）∶10

2、搅拌

投入粉料到搅拌机，加水搅拌3～4分钟(物料达到胶体状态)，加入钢纤维继续搅拌（当钢纤维用量较大时——通常不超过3%，可以逐渐或分次加入），待钢纤维分散后均匀后进行浇筑，并振动成型，而后进行养生。

3、养生

STC层保湿养护用的节水保湿养护膜应由高分子吸水树脂和不透水塑料面膜制成，其质量应符合JTG/T F30-2014《公路水泥混凝土路面施工技术细则》中3.11.3规定。高温期施工时，宜选用白色反光面膜的节水保湿养护膜；低温期施工时，宜选用黑色或蓝色吸热面膜的节水保湿养护膜。

按照设计要求进行高温蒸汽养护。

五、包装贮存

采用牛皮纸复合袋包装，25kg/袋（钢纤维单独包装）；

须贮存于干燥通风的室内，包装袋密闭，注意防潮、防冻。