超高韧性混凝土(stc)

发布时间：2024-12-25

超高耐磨混凝土（STC）详解
界定
超高耐磨混凝土（Super Toughness Concrete，通称STC)是一种高抗拉强度、高耐磨性、高耐久性的水泥基复合材料，由水泥、矿物掺合料、细集料、钢纤维和添加剂等材料放水混合，然后凝固硬化而成。其制造原理和UHPC（Ultra High Performance Concrete）相似性，即通过较大的表观密度理论，将不同粒径的颗粒以最佳比例密切沉积，实现毫米级、微米级和亚微米级颗粒之间的密切添加。加入细钢纤维，提高韧性和可塑性。
应用领域
STC主要用于铺设钢桥面。将剪力钉和绑扎钢筋网焊接在钢桥面板上，然后浇筑STC，使其与钢桥面板融为一体，产生钢-超高耐磨混凝土（STC）组成路面。
商品优势
STC在以下几个方面具有优异的工艺性能：
提高路面刚度:STC可以提高路面刚度40倍，大大降低轮载中面板和纵横肋的应力，提高钢桥面的抗疲劳寿命超过3倍。
改进工作标准:STC下层采用水泥基材料，优化沥青面层工作条件，大大降低粘结层无效、车辙、变化等破坏风险，解决传统钢桥面铺装难点。
耐蚀性：STC层使钢路面具有良好的耐蚀性，延长了桥梁的使用寿命。
性能参数
下表显示了STC的常见性能指标：
检测项目 STC120 STC140 STC160
正方体外形抗拉强度指标值(MPa) ≥120 ≥140 ≥160
抗弯强度指标值(MPa) ≥22 ≥25 ≥28
轴拉强度不配筋(MPa) ≥7 ≥8 ≥9
抗压力/抗拉弹性模具(GPa) ≥37.6 ≥40.7 ≥43.5
极限拉伸应变// ≥0.2 ≥0.2 ≥0.2
极限抗拉强度/弹力段抗压强度≥1.1 ≥1.1 ≥1.1
最初的崩溃扩展程度(mm) ≥700 ≥700 ≥70
配料制备工艺
STC的主要原料包括水泥、水性环氧树脂乳液、聚丙烯纤维、硅灰、粘土陶粒、膨胀剂、聚羧酸减水剂、多元胺固化剂、三乙烯四胺、甲基丙烯酸甲酯和聚乙烯醇纤维。20-40%的质量比:1-4:4-8:1-5:2-8:1-2:1-2:0.1-1:2-6:1-3:1-4。
STC的制备过程主要包括以下步骤：
生成改性纤维:将三乙烯四胺加入氮氮二甲基甲酰胺，40-60℃搅拌均匀，慢慢滴入甲基丙烯酸甲酯，再搅拌4-8小时，加入聚乙烯醇纤维，调节系统中性，80-100℃搅拌2-4小时，冷却至室温，加水使沉积彻底，减压抽滤，清洗，干燥，破碎获得接枝聚乙烯醇纤维。
混合搅拌:将水泥、水性环氧树脂乳液、聚丙烯纤维、硅灰、粘土陶粒、膨胀剂、聚羧酸减水剂与水混合均匀，加入接枝聚乙烯醇纤维再搅拌2-6分钟，加入多元胺固化剂搅拌均匀，静置45-75分钟，静置环节保持稳定的负压，获得水泥预混料。
维护：水泥预混料的温度是25。±2℃、空气湿度为90±在5%的条件下维护3-6天，得到STC。
研究成果
近年来，STC的**主要体现在提高抗疲劳性能和在实际工程中的应用上。例如，超高耐磨纤维混凝土材料（UHTCC）在反复荷载作用下的抗疲劳性能研究发现，UHTCC具有应变硬化和多缝干裂的显著特点，其拉伸应变可达多个点。这使得UHTCC在需要承受反复循环荷载的系统中显示出广阔的应用前景。
另一项研究论述了钢纤维对UHPC机械性能的影响，强调钢纤维的混合可以显著提高UHPC的抗压强度和抗压强度，但也在一定程度上考验其工作性能和产品成本。由于纤维含量和几何结构的影响，大量生产和应用钢纤维来提高UHPC。
STC作为一种前沿的水泥基复合材料，在钢桥面铺装等行业具有优异的抗弯强度和韧性和耐久性，具有很大的潜力。**将进一步优化其成分和制备工艺，控制成本，拓展更多实际工程应用。