UHPC加固混凝土结构方法概述
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摘 要 UHPC是一种新型水泥基材料，具有耐久性高、强度高、韧性好等优点，特别适合用于混凝土结构加固。根据加固目的的不同，UHPC加固可分为耐久性加固、承载能力加固和抗震加固，均可取得较好的效果。
关键词 UHPC;加固;技术
概述
高度发达的基础设施对于社会的繁荣和经济的发展是十分重要的，而且许多基础设施都是属于钢筋混凝土结构。在中国，大量的钢筋混凝土结构已经服役几十年了，经受显著增加的活载和环境荷载（冻融和盐腐蚀）的影响，在性能上出现了退化;或各类设计规范修订升级，已建结构要满足现行规范的设计要求必须进行加固改造。目前超高性能混凝土是研究的热门，本文将探讨将其应用加固的方法。
超高性能混凝土（Ultra-High Performance Concrete，简称UHPC），一般需掺入钢纤维或其他高强聚合物纤维，也被称为超高性能纤维增强混凝土（Ultra-High Performance Fiber Reinforced Concrete，简称UHPFRC），包括活性粉末混凝土（RPC）。国外对超高性能混凝土的定义是抗压强度超过150MPa，抗拉强度超过5MPa的新型水泥基材料。它具有优异的韧性和断裂能，使得混凝土结构在超载环境下或地震中具有更优异的结构可靠性。UHPC具有高耐久性，密实度高，氯离子和硫酸盐渗透几乎为零，其抗腐蚀性能为混凝土结构在恶劣环境中提供了保护，极大限度地提高混凝土结构的使用寿命，减少维修费用[1]。在开裂情况下，UHPC内部存在大量未开化颗粒，使得其具有自修复功能。由以上优点，我们可以判断UHPC特别适合做加固修补材料，学术界和工程界也都对其用于加固做了许多的研究，目前在实际工程中也有应用。
1 超高性能混凝土用于加固的可行性
UHPC具有优异的力学性能和优异的耐久性能，为充分发挥UHPC的这些优势，在加固工程中，可以将其应用于混凝土结构中暴露在极端恶劣环境中（比如除冰盐或海洋环境下）的部分或承受极端力作用（如冲击荷载、集中力或疲劳荷载）的部位。浇筑完的UHPC具有快速获得高强度的特性，环境空气养护下的UHPC可以在1天和2天内分别获得80MPa和100MPa的抗压强度，这可以有效保证高效施工和快速施工。Lee[2]的研究表明，和其他类型的混凝土相比，RPC具有较高的动模量值、较高的黏结强度承载力以及出色的黏结耐久性，在抗压和抗弯加固中显示出良好的修补和改造潜力。
在已建结构的基础上再浇一层修复层，为保证新旧两种材料的适应性，一般要求两种材料具有相近的力学性能。UHPC弹性模量比普通混凝土大将近60%，不过其改善的抗拉性能可以抵消这部分的增量，且UHPC具有显著的应变硬化，比普通混凝土的最大弹性变形大了好几倍。UHPC具有很低的水灰比，其变形主要是自收缩，这部分值可以等效于普通混凝土的干燥收缩值。因此具有应变硬化特性的UHPC是密度、高抗拉强度和显著变形能力的极好折中，适合于已建混凝土结构的修补或新组合结构。
2 UHPC加固的研究和实际工程
国外最早开始进行对UHPC的研究并将其用于工程实践，根据其耐久性能好、强度高、韧性好等优点，尝试将其用于普通混凝土结构加固，针对不同的加固目标，对结构的不同部位进行不同形式的加固，取得了良好的效果。国内近些年来也开展了一些UHPC的加固研究，目前主要是试验室研究，真正用于实际工程较少。
党祺[3]对3块足尺箱梁顶板局部模型进行UHPC加固试验研究，在其中2块顶板的上部浇筑一层UHPC，分别对其作用正/负弯矩，对其开裂强度和承载能力进行分析，和未加固试件进行对比，发现正负弯矩下加固有效提高了试件整体的刚度，破坏前较好的延性和明显变形。
刘超等[4]提出在桥面板顶部浇筑一层UHPC铺层，与原结构一起受力，以沪嘉高速公路蕴藻浜大桥加固项目为背景，进行了理论和试验研究，发现在车辆荷载作用下，桥面板的横向应变和竖向挠度均降低了约60%，应力也有所下降，说明采用UHPC层加固可有效改善桥面板受力。
In-Yeong Koo等[5]研究了外包UHPC加固钢筋混凝土柱的抗震性能。试验获得良好的加固效果，UHPC层越厚，加固效果越好，配置箍筋比没有配置箍筋的效果更好。
3 结束语
UHPC用于混凝土加固主要是三个方面，一是耐久性修复，就是在受恶劣环境影响的结构部位现浇或粘贴一层UHPC薄层，利用UHPC的密实性和低渗透率，有效阻止有害物质侵入结构，腐蚀内部结构钢筋;二是承載能力加固，目前研究较多是梁结构，在弯矩最大处承受拉应力的一侧浇筑UHPC层，可以有效延迟混凝土结构的开裂，即便开裂也可以得到较好的延性性能;三是抗震加固，一般是针对墩柱、墙等结构，在其中一面或多面浇筑UHPC或在塑性铰位置处外包UHPC，可以取得良好的延性和有效提高结构的承载力。
参考文献
[1] 张政刚.综述超高性能混凝土应用[J].装饰装修天地，2017，（12）：251.
[2] Lee M G，Wang Y C，Chiu C T. A preliminary study of reactive powder concrete as a new repair material[J].Construction & Building Materials，2007，21（1）：182-189.
[3] 党祺.UHPC加固损伤板受弯性能的研究[D].长沙：湖南大学，2016.
[4] 刘超，马汝杰，王俊颜，等.超高性能混凝土薄层加固法在槽形梁桥中的应用[J].桥梁建设，2017，（05）：115-119.
[5] In-Yeong Koo，Sung-Gul Hong.Strengthening RC columns with Ultra High Performance Concrete[C].The 2016 Structures Congress，Jeju Island，Korea，Aug.28-Sep.1，2016：28.
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