超高性能混凝土保护层厚度取值分析

摘要

从结构的安全性、适用性、耐久性、耐火性出发,分析了影响超高性能混凝土(UHPC)保护层厚度取值的主要因素,包括黏结强度、裂缝、挠度、碳化、冻融、氯离子侵蚀、硫酸盐侵蚀、耐火性。在安全性方面,基于变形钢筋黏结强度的理论计算方法,得到了UHPC构件的最小保护层厚度,并试验检验了计算结果。在适用性方面,考虑了钢纤维对混凝土构件挠度和裂缝的影响,经过验算得到了保护层厚度最低要求。在耐久性方面,分别考虑了碳化、冻融、氯离子侵蚀、硫酸盐侵蚀,借用已有公式计算出各类环境下的最小保护层厚度。在抵抗氯离子侵蚀方面,对不同环境进行了具体分析。此外,还对比分析了普通混凝土与UHPC的耐火性。最后,综合考虑安全性、适用性、耐久性、耐火性的要求,给出了UHPC保护层厚度取值的建议值。结果表明:当保护层不小于纵筋公称直径时,可保证UHPC构件的黏结强度,且最小保护层厚度可减小到普通混凝土的0.824倍以下;UHPC抵抗碳化和冻融作用的性能远优于普通混凝土,5 mm厚的保护层能够满足UHPC构件100年内使用需求;UHPC的导热能力高于普通混凝土,应该增加UHPC构件的构造措施来满足其防火要求。