STC超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete, UHPC)是一种具有超高强度、优异耐久性和卓越韧性的新型水泥基复合材料www.uujsj.com。其抗压强度通常可达150MPa以上,抗折强度超过30MPa,断裂韧性是普通混凝土的200倍以上。这种材料通过优化颗粒级配、掺入钢纤维和采用低水胶比(通常低于0.20)等关键技术,实现了微观结构的致密化。
在材料组成方面,STC超高性能混凝土主要包含以下成分:525R及以上标号的硅酸盐水泥、硅灰(掺量8-15%)、石英粉(粒径1-100μm)、高效减水剂(聚羧酸系,减水率≥30%)以及镀铜钢纤维(体积掺量1.5-3%,长度12-20mm)。其中,钢纤维的加入显著改善了材料的韧性,使断裂能可达20,000-40,000J/m²。材料的孔隙率可控制在2%以下,氯离子扩散系数低于0.5×10⁻¹²m²/s,表现出优异的抗渗透性能。www.mldhj.com
从力学性能来看,STC超高性能混凝土的弹性模量可达45-60GPa,是普通混凝土的1.5-2倍。其受压应力-应变曲线在峰值应力后呈现明显的应变硬化特征,极限压应变可达0.004-0.006。在抗冻性方面,经300次冻融循环后相对动弹性模量仍能保持在95%以上,质量损失率小于0.5g/m²。
施工工艺方面,STC超高性能混凝土需要采用强制式搅拌机进行拌合,搅拌时间应控制在5-8分钟。由于材料黏度较大,需使用高频振捣器(振动频率≥10,000次/min)进行密实www.khyzd.com。浇筑完成后,需立即覆盖塑料薄膜保湿养护,24小时后拆模,随后进行7天以上的湿养护(相对湿度≥95%)。在温度控制方面,环境温度应保持在5-30℃范围内,夏季施工时应采取降温措施控制混凝土入模温度不超过35℃。
在结构应用时,STC超高性能混凝土的钢筋粘结强度可达25MPa以上,是普通混凝土的3-4倍。当用于预应力结构时,其传力长度可缩短至30-50倍钢筋直径。对于薄壁构件,最小保护层厚度可减少至15mm,同时仍能保证足够的耐久性。在接缝处理方面,新老混凝土界面抗剪强度可达8-12MPa,适合用于结构加固工程。
从微观结构分析,STC超高性能混凝土的水化产物以低钙硅比(C-S-H)凝胶为主,氢氧化钙含量极少。扫描电镜观察显示,其界面过渡区厚度不足5μm,远小于普通混凝土的50μm。X射线衍射分析表明,材料中基本不存在有害的钙矾石和石膏结晶,这是其具备优异耐久性的关键因素。通过压汞法测试,其最可几孔径集中在10-30nm范围,属于无害孔范畴。