混凝土结构耐久设计与施工指南Word下载.docx
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2.0.8混凝土侵入性（penetrabilityofconcrete）：
表达外部物质（水、气及溶于水、气中的其他分子和离子等）入侵到混凝土内部难易程度的混凝土性能。
根据入侵物质的不同传输机理与特征，常用渗透系数，扩散系数，吸收率等不同参数表示，作为混凝土材料耐久性的综合度量指标。
混凝土侵人性又常被称为渗透性（permeability），但渗透（permeation）通常单指水或溶液在压力差驱动下的传输，并用渗透系数表示渗透性。
2.0.9扩散（diffusion）：
流体中的分子或离子通过无序运动从高浓度区向低浓度区的传输，驱动力为浓度差。
2.0.10混凝土的氯离子扩散系数（chloridediffusioncoefficientofconcrete）表示混凝土中氯离子扩散性的一个参数。
氯离子在混凝土中的扩散是溶于混凝土孔隙水中的氯离子从高浓度区向低浓度区的传输。
因为氯离子可以同时通过扩散、渗透和吸附等不同机理侵入到混凝土内部，并在传输过程中有部分氯离子与水泥的水化产物相结合，所以通过试验和计算得到的扩散系数有时在一定程度上也包含了其他传输机理与被结合等因素的影响。
2.0.11混凝土耐久性指数DF（durabilityfactor）：
反映混凝土抗冻性能的一个指标，用混凝土标准试件和标准试验方法经规定次数快速冻融循环试验后的动弹性模量与初始弹性模量的比值表示。
2.0.12含气量（entrainedaircontent）：
混凝土中掺入引气剂后，在混凝土内形成大量球形微细气泡与混凝土的体积比。
这些气泡相邻边缘之间距离的平均值称为气泡间距系数（airbubblespacing）。
2.0.13维修（maintenance）：
为维持结构或其构件在使用年限内所需性能而采取的各种技术和管理活动，包括维护和修理（修复）。
2.0.14修理或修复（repair，orrestore）：
通过修补、更换或加固，使损伤的结构或其构件恢复到可接受的状态。
按修复的规模、费用及其对结构正常使用的影响，可分为大修和小修。
当修复活动需在一定期限内停止结构的正常使用，或需大面积置换结构构件中的受损混凝土或更换结构的主要构件时为大修。
2.0.15可修复性（restorability，orrepairability）：
结构或其构件在所考虑的作用下受到损伤后能够经济合理地进行修复的能力。
2.0.16胶凝材料（cementitiousmaterial，orbinder）：
用于配制混凝土的硅酸盐水泥与粉煤灰、磨细矿渣和硅灰等矿物掺和料的总称。
矿物掺和料在混凝土配比中的用量，通常以其占胶凝材料总量的百分比（重量比）表示。
2.0.17水胶比（watertobinderratio）：
混凝土配制时的用水量与胶凝材料（水泥加矿物掺和料）总量之比。
2.0.18高性能混凝土（highperformanceconcrete）：
以耐久性为基本要求并用常规材料和常规工艺制造的水泥基混凝土。
配合比特点是掺加合格的矿物掺和料和高效减水剂，取用较低的水胶比和较少的水泥用量，并在制作上通过严格的质量控制，使其达到良好的工作性、均匀性、密实性和体积稳定性。
2.0.19大掺量矿物掺和料混凝土（concretewithhighvolumemineraladmixtures）：
单掺粉煤灰时的掺量不小于胶凝材料总量的30%（重量比），单掺磨细粒化高炉矿渣的掺量不小于总量的50%；
复合使用两种或以上的矿物掺和料时，为其中的粉煤灰掺量不小于胶凝材料总量的30%，或各种矿物掺和料掺量和不小于胶凝材料总量50%。
需水量很大的矿物掺和料如硅灰、沸石岩粉等不适合于大掺量，宜与其他矿物掺和料复合使用。
2.0.20防腐蚀附加措施（additionalprotectivemeasures）：
有别于通过改善混凝土的密实性和增加保护层厚度等常规手段来提高混凝土结构耐久性的其他特殊措施，如混凝土表面涂层和防腐蚀面层，环氧涂层钢筋、钢筋阻锈剂和阴极保护等。
2.0.21混凝土表面涂层（surfaceprotectivemembranetOconcrete）：
用无机或有机材料如树脂、橡胶或沥青类涂料分层涂刷于混凝土表面的防腐层，一般由底层、面层或有中间层的涂层组成。
涂层的总厚度一般较薄。
2.0.22环氧涂层钢筋（epoxycoatedrebar）：
将填料、热固性环氧树脂与交联剂等外加剂制成的粉末，在严格控制的工厂流水线上，采用静电喷涂工艺喷涂于表面处理过的预热的钢筋上，形成一层坚韧、抗渗透、连续的绝缘涂层的钢筋。
2.0.23钢筋阻锈剂（corrosioninhibitor）：
能抑制混凝土中钢筋电化学腐蚀的化学物质。
掺人型阻锈剂为掺加到新拌混凝土中的化学外加剂，主要用于新建工程；
渗透型阻锈剂涂于混凝土表面并渗透到混凝土中，主要用于已有工程的修复。
2.0.24混凝土表面硅烷渗涂（silanecoatedconcrete）：
用硅烷类液体渗涂混凝土表层，使其具有低吸水率、低氯离子扩散率的防腐蚀措施。
2.0.25混凝土防护面层（protectivelayer）：
涂抹、浇筑或覆盖在混凝土表面并与之牢固粘结的防护层，如水泥基聚合物砂浆抹面层、油毡防水面层及玻璃钢面层等，防腐面层的厚度远大于涂层。
3设计基本规定
3.0.1混凝土结构及其构件的耐久性应根据不同的设计使用年限及其相应的极限状态和不同环境类别及其作用等级设计。
同一结构中的不同构件或同一构件中的不同部位由于所处的局部环境条件有异，应予区别对待。
结构的耐久性设计必须考虑施工质量控制与质量保证对结构耐久性的影响，必须考虑结构使用过程中的维修与检测要求。
3.0.2结构的设计使用年限一般可按表级别选取。
根据工程的实际需求，结构的设计使用年限可高于表中数值。
对于特殊重要的结构物，其设计使用年限可大于100年；
工矿建筑与构筑物的结构设计使用年限则宜与生产的设计服务年限相应；
对于大城市中的高层建筑或大型宾馆，结构的设计使用年限宜不小于70年。
某些工业厂房结构的设计使用年限因现代化生产工艺的快速变更或根据实际需要可定为30年。
当结构的使用预期会因服务功能的快速变化（如桥梁通行能力的快速增长）而较早终结，或当环境特别严酷，采取较长的使用年限受到技术、经济上的制约时，则在主管部门和业主的同意下，可按较低设计使用年限设计，但不宜低于30年。
本《指南》仅提出100年、50年合0年三种设计使用年限下的具体设计要求，对于介于其中的不同设计使用年限的要求，可大体按照插入的办法处理。
级别
设计使用年限
名称
示例
一
约100年
重要建筑物
标志性、纪念性建筑物，大型公共建筑物，政府重要办公楼、大型电视塔等
重要土木基础设施工程
大型桥梁，隧道，高速和一级公路上的桥涵，城市干线上的大型桥梁、立交桥，城市地铁轻轨系统
二
约50年
一般建构筑物
一般民用建筑，中小型商业和文体卫生建筑，大型工业建筑
次要的土木设施工程
二级和以下公路及城市一般道路上的桥涵
三
约30年
不需较长寿命的结构物
可替换的易损构件
某些工业厂房
3.0.3结构的设计使用年限，通常应是使用过程中仅需一般维护（包括构件表面涂刷等）而不需大修的期限。
仅当技术条件不能保证结构的所有部件均能达到与结构设计使用年限相同的耐久性时，或从经济等角度考虑认为有必要时，则在业主认可的前提下，可在设计中规定结构的某些构件需要在的设计使用年限内进行1~2次或更多次数的大修（包括更换）。
处于良好环境条件下的一般民用建筑，在结构的设计使用年限内，应按仅需一般维护进行设计。
处于露天环境下的桥梁等结构物，在结构的设计使用年限内，通常需要对桥面板等个别构件定期大修或更换。
列为需要在设计使用年限内大修或更换的构件，应具有能够修补或更换的施工操作条件。
需要修补或更换的构件，其使用年限可低于结构整体设计使用年限。
土中或水下缺乏修理条件的结构构件，设计使用年限应与结构的整体设计使用年限相同。
3.0.4环境作用按其对配筋混凝土结构的侵蚀程度分为6级。
不同环境类别的环境作用等级为：
环境作用等级
作用程度
A
可忽略
C
中度
E
非常严重
B
轻度
D
严重
F
极端严重
环境类别及作用等级
环境类别
环境条件
等级
一般环境（无冻融，盐、酸等作用）
室内干燥环境
低湿度环境（RH<
60%）2室内砼构件
非干湿交替的室内潮湿环境和露天环境，长期湿润环境
中高湿度环境（RH>
60%）2室内砼构件；
不受雨淋或与水接触的露天构件；
长期与水或湿润土体接触的水、土中构件
干湿交替环境
与冷凝结露水接触的室内天窗构件和地下室顶板，表面频繁淋雨或与水接触的室外构件，处于水位变动区、靠近地表、湿度受地下水位变动影响构件
一般冻融环境（无盐、酸等作用）
微冻地区，砼高度饱水
水位变动区，频繁淋雨的构件水平表面
严寒和寒冷地区，中度饱水
受雨淋构件的竖向表面
严寒和寒冷地区，高度饱水
除冰盐冻融环境
混凝土中度饱水
受除冰盐溅射的构件竖向表面
混凝土高度饱水
直接接触除冰盐的构件水平表面
近海或海洋环境
水下区
长期浸没于水中的桥墩
大气区
轻度盐雾区
离平均水位15m以上的海上大气区，离涨潮岸线50m~200m室外环境
靠海陆上室外构件
桥梁上部结构构件
重度盐雾区
离平均水位上方15m以内海上大气区，离涨潮岸线50m内室外环境
水位变化和浪溅区，非炎热
桥墩
水位变化和浪溅区，炎热区
盐碱结晶环境
轻度盐碱结晶
与含盐土壤接触的电杆、墙、柱等露出地面以上的“吸附区”
重度盐类结晶（大温差，频繁干湿交替）
大气污染环境
汽车或机车废气
受废气直射的结构构件，处于有限封闭空间内受废气作用的车库或隧道构件
酸雨（pH<
4按E级）
遭酸雨频繁作用的构件
盐碱地区含盐分的大气和雨水作用（盐度很高按E级，较轻按C级）
盐碱地区的露天构件，尤其是受淋雨的迎风构件
土中及地表、地下水中化学腐蚀环境（除海水环境）
见表3.0.4-3
与腐蚀性化学介质等土体、地下水、地表水接触的结构构件
注：
1、标中环境条件指配筋混凝土保护层一侧表面所接触的局部环境，对素混凝土结构为砼表面局部环境。
但一侧干燥而另一侧湿润或饱水的配筋构件，其干燥一侧的配筋需按表中干湿交替环境考虑。
2、相对湿度RH指年平均值。
3、一般冻融环境、除冰盐环境下的混凝土均按引气混凝土考虑，参见4.0.4条。
4、冻融环境按当地最冷月平均气温划分为严寒、寒冷和微冻地区，其最冷月平均气温t分别为t≤-8℃，-8℃<
t<
-3℃和-3℃≤t≤2.5℃。
5、高度饱水指冰冻前长期或频繁接触水或湿润土体，混凝土体内高度水饱和；
中度饱和指冰冻前偶受雨水或潮湿，混凝土体内饱水程度不高。
6、海洋环境中的水下区、水位变动区、浪溅区和大气区的划分，按《海港工程混凝土结构防腐蚀规范》的规定。
此外，海洋环境中的混凝土即使没有抗冻要求也蚁适当引气。
7、遭受冻融作用的海洋环境混凝土，按引气混凝土考虑。
8、表中不同环境条件下的作用等级适用于配筋砼构件。
对于素砼构件，其在海水和近海环境中的作用等级及土、水中氯离子环境中的作用等级可比配筋构件低一个等级取用。
表3.0.4-3环境分类及其作用等级
作用等级
水中SO42-（mg/L）
≤200
200~1000
1000~4000
4000~10000
土中SO42-总量强透水层
（mg/kg）弱透水层
≤300
≤1500
300~1500
1500~5000
1500~6000
5000~15000
6000~15000
15000~50000
水中Mg2+（mg/L）
300~1000
1000~3000
3000~4500
水中pH值水中或强透水层中
弱透水层
≤6.5
≤5.5
5.5~6.5
4.5~5.5
4.0~4.5
4~4.5
3.5~4.0
水中CO2（mg/L）水中或强透水层中
15~30
30~60
60~100
>
100
氯离子浓度水中（mg/L）干湿交替
长期浸水
土中（mg/kg）潮湿
100~500
500~5000
150~750
5000~20000
750~7500
5000~10000
20000~40000
7500~15000
1、水中及强透水土层中的硫酸盐和镁盐环境，如无干湿交替，表中数据可乘系数1.5。
2、冰冻环境下按引气混凝土考虑。
3、受硫酸盐、镁盐和酸作用下的砼需符合4.0.5条的特殊要求，不得使用仅有硅酸盐和普通水泥的砼。
4、沿海地区的地下工程或海底工程，如土与地下水中的含盐成分与海水相似，则与水、吐接触的构件环境作用登记可按海洋环境中的水下区考虑（但在地下水位的变动区内则需适当提高等级），而构件与空气接触的另一侧，则宜按接近于干湿交替的海洋环境条件考虑。
当结构处于表3.0.4-3中多项化学物质同时作用的环境时，应根据具体情况取其中单项作用最高的等级或再提高一级作为结构所处环境的作用等级，以考虑多项作用共同发生时可能加重的结果。
对素混凝土结构，可仅考虑冻融环境、除冰盐环境、盐类结晶环境、大气污染环境和水、土中化学腐蚀环境的作用。
3.0.5建筑物室内的厨房、卫房间和地下室等频受潮湿的构件及室外频受雨淋的阳台、外廊、女儿墙等构件需按干湿交替的环境条件设计。
冰冻区受冻前可能接触雨水或其他水体的建筑物室外构件与桥梁露天构件必须按冻融环境设计。
桥梁构件的设计应考虑由于路面层、防水层和桥面伸缩缝等各种连接部位的渗漏所造成的局部环境作用。
对于桥面板的顶面及可能遭受来自伸缩缝处渗漏水作用的下部梁、柱（墩）表面，应按干湿交替的环境条件设计，在冰冻地区需按一般冻融环境设计。
对于除冰盐环境，需考虑含除冰盐的渗漏水作用。
冬季使用除冰盐和将来可能使用除冰盐来融化道路和桥梁积雪的冰冻地区，其道路两旁的构件、桥梁构件及附近的车库构件必须考虑除冰盐的侵蚀作用。
沿海地区和盐碱地区应考虑当地大气和地下水、土中可能存在的腐蚀性化学物质的作用。
这些地区的构件设计不应随意套用一般的标准图。
3.0.6除3.0.4条所列环境类别可能引起钢筋锈蚀和混凝土腐蚀外，混凝土结构的耐久性设计还必须高度重视混凝土发生碱-骨料反应，钙矾石延迟反应和软水浸出作用破坏的可能性。
3.0.7混凝土结构耐久性设计的设计文件应列入以下内容：
1、结构使用环境类别与环境条件，对于严重环境作用（D级及高于D级）下的结构物，除勘测资料外，应有结构周边已建工程耐久性现状的详细调查资料和必要的检测数据；
2、结构的设计使用年限，并列出结构各个部件（如桥梁的基础、礅台、梁、桥面板，房屋的基础、勒脚、主体框架、外墙板、室外阳台、女儿墙等）使用年限的明细表，标明在结构的设计使用年限内需要大修或更换的结构构件部件名称及其预期的修补或更换的期限。
由于混凝土结构的承重构件与其他建筑部件之间往往密不可分或相互影响，在设计文件中还宜一并列出其他部件（如桥梁中的桥面防水层、伸缩缝、栏杆等）的使用年限明细表及其修补或更换的期限；
3、向施工单位提出耐久混凝土施工质量控制与施工质量保证的具体措施与要求；
4、向工程业主和工程使用的运营管理单位（或用户和物业管理单位）提出使用过程中需要进行正常维修以及设计预定的需要对某些部件进行定期大修或更换的具体内容与要求；
对于特殊重要的结构物或处于严重环境作用下的结构，应有使用期内定期检测的要求；
5、对于桥梁结构等基础设施，需对设计使用年限内的全寿命投资费用作出适当的评估与论证。
3.0.8混凝土结构的耐久性设计一般应包括：
1、耐久混凝土的选用。
提出混凝土原材料选用（水泥品种与等级，掺和料种类，骨料品种与质量要求等）、混凝土配比的主要参数（最大水胶比、最大水泥用量、最小胶凝材料用量等）及引气等要求，根据需要提出混凝土的氯离子扩散系数、抗冻耐久性指数或抗冻等级等具体指标（参见第4章）；
在设计施工图和相应说明中，必须标明水胶比等与耐久混凝土相关的重要参数和要求；
2、与结构耐久性有关的结构构造措施与裂缝控制措施（参见第5章）；
3、为结构使用过程中的检测、维修或部件更换，设置必要的通道和空间；
4、与结构耐久性有关的施工质量要求，特别是混凝土的养护方法（包括温度和湿度控制与养护期限）以及保护层厚度的质量控制与质量保证措施（参见第6章）；
在设计施工图上应标明钢筋的混凝土保护层厚度的施工允差及混凝土施工养护要求；
5、结构使用阶段的定期维修与检测要求；
6、当环境作用非常严重或极端严重（E、F级）时，应考虑是否需要采取防腐蚀附加措施，如局部选用环氧涂层钢筋，在混凝土组成中加入阻锈剂或水溶性聚合物乳液，在混凝土表面上涂刷或覆盖防护材料，直至采用阴极保护等；
此外，还可考虑在混凝土浇筑成型中采用特殊的织物衬里透水模板以有效提高表层混凝土的密实性。
采用防腐蚀附加措施，尤其是防腐新材料和新工艺的使用，需通过专门的论证；
7、对于可能遭受氯盐引起钢筋锈蚀的重要混凝土工程，宜根据具体环境条件和适当的材料劣化模型，进行结构使用年限的验算。
不同设计使用年限的结构物，在不同环境作用等级下需要按照本指南的要求进行耐久性设计的具体内容大体如表3.0.8所示。
耐久性设计内容
混凝土材料
结构构造和裂缝控制
施工要求
定期检测
使用阶段
防腐蚀附加措施
使用年限级别
●
▲
1、混凝土材料、结构构造和施工要求需同时满足本《指南》提出的最低要求；
2、表中符号意义：
●需要；
▲可能需要。
3.0.9提高混凝土结构耐久性的一般设计原则如下：
1、采用的结构类型、结构布置和结构构造应尽可能有利于阻挡或减轻环境对结构的作用，便于施工并有利于保证施工质量，便于工程今后使用过程中的检查和维修。
2、选用质量稳定并有利于改善混凝土密实性和抗裂性的水泥和骨料等原材料；
尽可能降低混凝土的拌和水用量与水胶比并在混凝土组成中掺人适宜的矿物掺和料、高效减水剂和引气剂；
3、增加钢筋的混凝土保护层厚度；
4、注重防、排水和密封等构造措施，尽可能避免水和氯盐等有害物质接触混凝土表面，尽可能防止混凝土在使用过程中遭受干湿交替；
5、从混凝土耐久性出发，提出混凝土施工质量的要求，特别是混凝土养护的温、湿度控制。
6、对于严重环境作用下的重要工程，宜采取多重防护对策，即综合采用多种的防护措施，可以在一种措施失效后启动下一种措施，如结构锈蚀后启动阴极保护；
也可以多种措施同时平行地起作用，如同时采用阻锈剂和涂层钢筋等。
3.0.10同一结构中使用相同材质的钢筋有利于降低钢材的电化学锈蚀速度。
对非预应力钢筋，宜在设计中统一选用新三级钢筋HRB400。
在严重环境作用（D级及D级以上）下采用预应力混凝土时，需对预应力体系（预应力索、锚具和孔管等）的使用年限作出专门评估，
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