钢材:指正交异性钢桥面板或钢柱,作为重要的承载结构。
超高耐磨混凝土:这是一种水泥基复合材料,具有极高的耐磨性、抗裂性和强度,通过纤维增强(通常是钢纤维)和细致的配合比设计。
STC25:“25”通常是指其耐压强度等级为25MPa(C25)。请注意,这里的重点不是它的耐压强度(这个强度不高),而是它的“超高耐磨性”。
结合效果:STC层与钢板根据剪力连接件(如栓钉)牢固结合,共同工作。
简而言之,STC层并非一般的抹灰层或磨损层,而是构造层的一部分。通过与钢板相结合,大大提高了整个结构的特性。
超高耐磨混凝土的核心特点:为什么强?
混凝土是一种脆性材料,STC的革命性在于其韧性。下面的图表直接显示了它们之间的巨大差异:
xychart-beta
title "水泥混凝土与STC的弯曲应力-应变曲线比较"
x-axis "应变"
y-axis "应力 (MPa)" 0 --> 10
line “水泥混凝土”
line "STC"
如上图所示,水泥混凝土达到极限强度(约4.5)MPa)之后突然破裂,反映出明显的应力峰值和后续的快速无效。STC正在达到峰值应力(约8.0MPa)之后,不会破裂,而是能够承受较大的变形(应变),同时仍然保持较高的承载能力(应力下降很慢)。
这种“伪应变硬化”行为代表了STC具有优异的动能承受能力和裂缝控制能力。在STC,缝隙会发展成大量的小裂缝,而不是几个宽裂缝,从而避免灾难性脆性破坏。
三、 STC复合结构的六大突出优势
将STC与钢板融合,就会产生“1” 1远大于2的协同作用:
1. 大幅度提高钢路面刚度,解决疲劳开裂问题:这是最重要的应用。正交异性钢桥面板在车轮荷载下局部应力复杂,容易造成焊缝处疲劳开裂。STC层相当于在钢板上覆盖一层刚度垫层,平摊集中荷载,显著降低钢板的应力幅度(可降低50%-80%),从源头上延长桥梁的疲劳寿命。
2. 完美柔软,缓解自重:STC层一般只需浇注25-50mm厚,与传统的混凝土桥面铺装(如60mm沥干) 与60毫米混凝土相比,结构自重得到了极大的缓解,特别适用于大跨度桥梁。
3. 整体承载能力:钢与STC相结合,其抗弯、抗压承载能力远远超过原钢结构。
4. 优异的耐久性和抗冲击性:STC的高耐磨性使其比水泥混凝土具有更好的抗冲击性和抗爆性。
5. 作为永久模板和耐磨层:STC层本身可以作为行车道的耐磨层,具有良好的耐久性,并且可以作为钢底板的永久模板。
常规应用领域四、常规应用
正交异性钢桥面铺设:这是STC最成功、最广泛的应用范围,用于解决钢路面疲劳开裂和铺设层易损坏的世界性问题。
大跨度钢结构桥梁的桥面系统:如拱桥、斜拉桥、悬索桥等。
轻型工厂楼板,平台:用于承受重型设备的荷载,降低楼板厚度。
军事防护工程:利用其高耐磨性和抗冲击性来保护结构。
五是施工技术介绍
1. 钢基面处理:喷砂除锈处理钢板表面,达到Sa2.5级标准,并保证一定的粗燥度。
2. 焊接剪力连接件:在钢板上焊接栓钉,以确保STC层与钢板之间的剪力传递。
3. 涂层界面剂:在清洁钢板上涂上专用的环氧树脂粘合剂,这是确保钢与STC共同工作的关键。
4. 浇制STC:现场浇筑或铺装预制STC板。由于STC具有良好的流动性,一般不需要鼓捣。
5. 维修:进行全面的保湿保养,确保STC特性的发展。
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