混凝土工程及环境作用等级Word文件下载.docx
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室外环境
T3
水位变动区
干湿交替
注：
当混凝土薄型结构的一侧干燥而另一侧湿润或饱水时，其干燥一侧混凝土的碳化环境作用等级应按T3级考虑。
表2氯盐环境
L1
长期在海水水下区
离平均水位15m以上的海上大气区
离涨潮岸线100m～300m的陆上近海区
L2
离涨潮岸线100m以内的陆上近海区
海水潮汐区或浪贱区（非炎热地区）
L3
海水潮汐区或浪贱区（南方炎热地区）
盐渍土地区露出地表的毛细吸附区
遭受氯盐冷冻液和氯盐化冰盐侵蚀部位
表3化学侵蚀环境
化学侵蚀类型
H1
H2
H3
H4
硫酸盐侵蚀
环境水中SO42含量，mg/L
≥200
≤600
>
600
≤3000
3000
≤6000
6000
强透水性环境土中SO42含量，mg/kg
≥2000
≤12000
12000
≤24000
24000
弱透水性环境土中SO42含量，mg/kg
≥3000
盐类结晶侵蚀
环境土中SO42含量，mg/kg
酸性侵蚀
环境水中PH值
≤6.5
≥5.5
<
5.5
≥4.5
4.5
≥4.0
二氧化碳侵蚀
环境水中侵蚀性CO2含量，mg/L
≥15
≤40
40
≤100
100
镁盐侵蚀
环境水中Mg2+含量，mg/L
≥300
≤1000
1000
注:
1对于盐渍土地区的混凝土结构，埋入土中的混凝土遭受化学侵蚀；
当环境多风干燥时，露出地表的毛细吸附区内的混凝土遭受盐类结晶侵蚀。
2对于一面接触含盐环境水（或土）而另一面临空且处于干燥或多风环境中的薄壁混凝土，接触含盐环境水（或土）的混凝土遭受化学侵蚀，临空面的混凝土遭受盐类结晶侵蚀。
3当环境中存在酸雨时，按酸性环境考虑，但相应作用等级可降一级。
表4冻融破坏环境
D1
微冻地区+频繁接触水
D2
微冻地区+水位变动区
严寒和寒冷地区+频繁接触水
微冻地区+氯盐环境+频繁接触水
D3
严寒和寒冷地区+水位变动区
微冻地区+氯盐环境+水位变动区
严寒和寒冷地区+氯盐环境+频繁接触水
D4
严寒和寒冷地区+氯盐环境+水位变动区
严寒地区、寒冷地区和微冻地区是根据其最冷月的平均气温划分的。
严寒地区、寒冷地区的微冻地区最冷月的平均气温t分别为：
t≤-8℃,-8℃<
t<
-3℃和-3℃≤t≤2.5℃。
表5磨蚀环境
M1
风蚀（有砂情况）
风力等级≥7级，且年累计刮风时间大于90天
M2
几天等级≥9级，且年累计刮风时间大于90天
流冰冲刷
被强烈流冰撞击、磨损、冲刷（冰层水位下0.5m～冰层水位上1.0m）
M3
风力等级≥11级，且年累计刮风时间大于90天
泥砂冲刷
被大量夹杂泥砂或物体磨损、冲刷
3.2.2环境作用等级为L3、H3、H4、D3、D4、M3级的环境为严重腐蚀环境。
T2/L1~L2
M1~M3
T3/L3/D1~D4H1~H4
水位变动区（淡水或海水）
T1/L1/H1~H4
T1/H1~H4
T1/L1~L3/H1~H4
地下水位
《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》表5.2.1和表5.2.2、《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》表6.3.4-1和表6.3.4-2修改为：
钢筋混凝土及预应力混凝土最低强度等级、最大水胶比
和最小胶凝材料用量（kg/m3）
环境
类别
环境作
用等级
使用年限级别
一（100年以上）
二（60年以上）
三（30年以上）
碳化环境
C30，0.55，280
C25，0.60，260
C25，0.65，260
C35，0.50，300
C40，0.45，320
氯盐环境
C45，0.40，340
C50，0.36，360
化学侵蚀环境
C30，0.60，260
冻融破坏环境
C35，0.55，280
磨蚀环境
C30，0.50，300
C30，0.45，320
三、主要耐久性指标
1．混凝土电通量
对于碳化环境、氯盐环境、化学腐蚀环境而言，混凝土的耐久性与其密实度密切相关。
密实度是判定混凝土抵抗环境中各种有害离子侵入性能的重要指标。
传统上，人们采用混凝土抗高压水渗透的能力—抗渗标号来表示混凝土的密实性能。
实践证明，抗渗标号比较适合于判定低强度等级混凝土的密实性，但却难以区分现代混凝土的密实性，因为强度等级超过C30的混凝土，抗渗等级几乎均能达到P20及以上的水平，单靠抗渗标号已难以区分混凝土抵抗外界水、气及溶于水汽中的其它有害物质侵入混凝土内部的能力大小。
采用电通量指标，相对评价混凝土的密实性或抗侵入性，从而间接评价混凝土的耐久性。
2．混凝土抗冻性指标
采用抗冻等级作为评定混凝土抗冻性的指标。
即快速冻融试验动弹模降到初始值的60%或质量损失到5％（两个条件中只要有一个先达到时）的循环次数作为混凝土抗冻等级。
根据结构使用年限和冻融破坏环境作用等级，分别规定冻融循环次数大于300次、250次、200次。
3．钢筋的保护层厚度
混凝土保护层厚度越大，外界有害离子渗入混凝土内部就越困难，混凝土中钢筋被锈蚀的可能性就越小。
根据不同结构的设计使用年限、环境类别和作用等级，分别对钢筋的最小保护层厚度作出了规定。
四、原材料品质
1．水泥
我国通用水泥按国家标准的规定有六个品种。
（1）硅酸盐水泥，有两个编号P·
I和P·
II，P·
I无任何掺加的矿物混合材料，P·
II允许有不超过5%的活性矿物混合材料；
（2）普通硅酸盐水泥，允许以5%～15%的矿物混合材料等量取代硅酸盐熟料；
，P·
O。
（3）矿渣硅酸盐水泥，在生产水泥时允许以20%～70%的粒化高炉矿渣作为矿物混合材料等量取代硅酸盐熟料，由于矿渣硬度比熟料大，共同磨细时，水泥中的矿渣颗粒太粗，矿渣的潜在活性不能充分发挥；
（4）火山灰质硅酸盐水泥，允许有20%～50%的火山灰质材料作为矿物混合材料等量取代熟料；
（5）粉煤灰硅酸盐水泥，允许有20%～40%的粉煤灰等量作为矿物混合材料取代熟料，粉煤灰也属于火山灰质材料，但因其需水量小、抗裂性好，不同于其他火山灰质材料，故单列一个品种；
（6）复合硅酸盐水泥，用两种以上矿物混合材料以总量20%～40%取代硅酸盐熟料。
当使用加有上述矿物掺合材料的混合水泥时，往往不清楚所加入的矿物混合材料质量与掺和工艺，所以为了有效控制混凝土的质量并发挥矿料的作用，在配制耐久混凝土时宜采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
选择水泥不能以强度作为唯一指标。
不能认为强度高的水泥就一定好。
发达国家的水泥标准中，对于水泥的强度要求，不仅规定了最低值，而且也规定了最高值的限制，强度超过规定的也不合格。
而我国水泥标准中则没有最高值的限制，客观上起到了误导厂家和用户片面强调强度的作用，尤其受到经济利益和片面追求施工进度的驱使，过分追求早期强度而牺牲耐久性质量。
在我国目前的生产工艺条件下，提高水泥强度（尤其是早期强度）的主要措施，实际上只是增加水泥中的C3A与C3S含量并提高水泥的比表面积。
水泥的技术要求
序号
项目
技术要求
水泥产品标准
1
比表面积
≤350m2/kg
（硅酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥）
＞300m2/kg
2
80µ
m方孔筛筛余
≤10.0%（普通硅酸盐水泥）
≤10.0%
3
游离氧化钙含量
≤1.0%
未规定
4
碱含量
≤0.80%
5
熟料中的C3A含量
非氯盐环境下≤8%，氯盐环境下≤10%
6
氯离子含量
不宜大于0.10%（钢筋混凝土）
≤0.06%（预应力混凝土）
2．掺和料（粉煤灰、磨细矿渣粉、硅灰）
使用矿物掺合料首先是为了混凝土的耐久性需要，而不是单纯地出于降低混凝土成本。
矿物掺合料是高性能混凝土的必要组分。
矿物掺合料的作用：
填充作用。
由于粉煤灰、磨细矿渣粉的粒径是水泥颗粒的1/10～1/4，这些颗粒填充于水泥颗粒之间，形成合理的匹配和组合，使得混凝土更为密实。
降低水化热。
水泥水化后呈碱性，主要为Ca（OH）2,粉煤灰、磨细矿渣粉与之进行二次反应，产生新的水化生成物。
由于这种反应持续的时间较长，使混凝土的早期水化降低。
润滑作用。
由于粉煤灰中存在玻璃微珠，提高了混凝土的工作性能。
另外，在利废环保、降低能耗、促进国民经济可持续发展方面，意义重大。
在水灰比不变的情况下，掺入硅灰可明显提高混凝土强度，但需水量随硅灰掺量而增加。
硅灰对提高混凝土抗化学腐蚀性有显著效果。
但其高活性不仅不会降低混凝土的温升，反而使温升提前，不利于减小温度变形，并且增大混凝土自收缩。
硅灰的价格也比较贵，一般较少使用。
粉煤灰的技术要求
名称
高性能混凝土
粉煤灰产品标准
C50以下
C50及以上
Ⅰ级
Ⅱ级
Ⅲ级
细度，%
≤20
≤12
≤25
≤45
Cl-含量，%
不宜大于0.02
需水量比，%
≤105
≤95
≤115
烧失量，%
≤5.0
≤3.0
≤5
≤8
≤15
含水率，%
≤1.0（干排灰）
≤1.0
SO3含量，%
7
CaO含量，%
≤10（对于硫酸盐侵蚀环境）
8
游离CaO含量，%
F类粉煤灰：
C类粉煤灰：
≤4.0
9
安定性
雷氏沸煮后增加距离（mm）
磨细矿渣粉的技术要求
MgO含量，%
≤14
氯离子含量，%
比表面积，m2/kg
350～500
活性指数，%，28d
≥95
硅灰的技术要求
≤6
SiO2含量，%
≥85
≥18000
≤125
3．骨料
（1）细骨料
混凝土的细骨料一般为天然河砂、人工砂、海砂和山砂。
天然河砂使用最为广泛，当天然料场得不到经济适用的砂料时，也可用人工砂。
山砂是由开挖山体浅层风化岩经筛选而得，含泥量高、风化严重，故不提倡使用。
海砂中的有害物氯离子虽然可用谈水冲洗除去，但目前冲洗成本高、质量控制困难。
因此细骨料应选用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小的洁净天然河砂，也可选用采用专门磨机机组生产的人工砂。
目前，砂子的主要问题是级配和有害物质含量。
级配不合理的砂子因通过混掺或重新加工获得满意的级配。
有害物质含量超标的砂子应进行清洗。
砂中有害物质含量限值
普通混凝土
＜C30
C30～C45
≥C50
C30～C50
＞C50
含泥量，%
≤2.5
≤2.0
泥块含量，%
≤0.5
＜1.0
＜0.5
云母含量，%
轻物质含量，%
＜0.02
硫化物及硫酸盐含量（折算成SO3），%
有机物含量（用比色法试验）
颜色不应深于标准色，如深于标准色，则应按水泥胶砂强度试验方法进行强度对比试验，抗压强度比不应低于0.95。
（2）粗骨料
高性能混凝土的粗骨料可按下列原则进行选用和控制：
应选用级配合理、粒形良好、质地均匀坚固、线膨胀系数小的洁净碎石，也可采用碎卵石。
粗骨料的最大公称粒径不宜超过钢筋混凝土保护层厚度的2/3，且不得超过钢筋最小间距的3/4。
配制强度等级C50及以上预应力混凝土时，粗骨料最大公称粒径不应大于25mm。
混凝土应采用二级或三级级配粗骨料，粗骨料应分级采购、分级运输、分级堆放、分级计量。
粗骨料的有害物质含量限值
项目强度等级
≥C30
1.0
2.0
≤0.25
针、片状颗粒总含量，%
≤10
硫化物及硫酸盐含量
（折算成SO3），%
≤0.03
—
卵石中有机质含量
（用比色法试验）
颜色不应深于标准色。
当深于标准色时，应配制成混凝土进行强度对比试验，抗压强度比不应小于0.95。
同料源的粗骨料，其含泥量、泥块含量按进场不同粒径分别检验的方法，其余检验项目采用不同粒径混合后检验的方法。
4．外加剂
外加剂是混凝土的重要组成部分。
在混凝土中合理掺加具有减水率高、坍落度损失小、适量引气、能明显改善或提高混凝土耐久性能的质量稳定产品十分必要。
目前，由于外加剂品种繁多，产品质量参差不齐，选用时，一定要注意不同外加剂的使用功能、特点。
引气剂在混凝土中产生大量的球形微孔（孔径多小于200μm），这些均布的微小封闭气孔可阻断混凝土中连通的毛细孔通路，降低毛细水的渗透作用，并可吸收、缓冲因冻融或化学腐蚀等原因所造成的混凝土内部膨胀压力。
这类气孔不同于混凝土施工中因搅拌或震捣不当而裹入的不规则大孔气泡或甚至开放的气孔而成为混凝土中的缺陷。
引气剂在欧美、日本等国家的使用非常普遍。
引气的最主要作用是为了提高普通混凝土的抗冻性，当有除冰盐时可减少盐冻引起的表面剥落，此外可显著提高混凝土抗硫酸盐腐蚀的性能，减少由碱-骨料反应引起的膨胀。
但引气后可减少用水量，故一般可通过降低水胶比而保持混凝土的原有强度基本不变。
日本学者的最新研究表明，掺加引气剂对混凝土的工作性和匀质性有所提高。
引气剂不仅能减少混凝土的用水量，降低泌水率，更重要的是混凝土引气后，水在拌和物中的悬浮状态更加稳定，因而可以改善骨料底部浆体泌水、沉陷等不良现象。
因此适量引气是配制高性能混凝土的重要手段之一。
外加剂的性能指标
指标
备注
水泥净浆流动度，mm
≥240
硫酸钠含量，%
≤10.0
≤0.2
总碱量（Na2O+0.658K2O）,%
减水率，%
≥20
含气量，%
≥3.0
用于配制非抗冻混凝土时
用于配制抗冻混凝土时
坍落度保留值，mm
30min
≥180
用于配制泵送混凝土时
60min
≥150
常压泌水率比，%
压力泌水率比，%
≤90
10
抗压强度比，%
3d
≥130
7d
≥125
≥120
11
对钢筋锈蚀作用
无锈蚀
12
收缩率比，%
≤135
13
相对耐久性指标，%，200次
≥80
局部修订（铁建设【2009】152号）
高效减水剂的技术要求
标准型
缓凝型
减水率
≥20%
含气量
≤3.0%
常压泌水率比
≤20%
压力泌水率比（用于配制泵送混凝土时）
≤90%
抗压强度比
1d
≥140%
/
≥130%
≥125%
≥120%
60min坍落度保留值（用于配制泵送混凝土时）
≥150mm
凝结时间差
初凝
-90min～+120min
＞+90min
终凝
硫酸钠含量（按折固含量计）
Cl-含量（按折固含量计）
≤0.6%
碱含量（按折固含量计）
≤10%
收缩率比
≤125%
1按GB8076进行检验的项目，其混凝土坍落度控制值为80mm±
10mm。
2现场抽检检验用水泥宜为工程用水泥。
聚羧酸系减水剂的技术要求
早强型
≥25%
≥180%
≥170%
≥160%
≥145%
≥150%
≥130mm
-90min～+90min
甲醛含量（按折固含量计）
≤0.05%
≤5.0%
≤110%
引气剂的技术要求
≥6%
≥3.0%
≤70%
1h含气量经时变化
-1.5%～+1.5%
≥95%
≥90%
-90min～+120min
≤135%
相对耐久性指数（300次）
≥80%
硬化混凝土气泡间距系数
≤300μm
5．水
混凝土拌合用水的质量可下列要求进行控制：
拌和用水的品质指标
预应力混凝土
钢筋混凝土
素混凝土
pH值
＞4.5
不溶物，mg/L
＜2000
＜5000
可溶物，mg/L
＜10000
氯化物（以Cl-计），mg/L
＜500
＜1000
＜3500
硫酸盐（以SO42-计），mg/L
＜600
＜2700
碱含量（以当量Na2O计），mg/L
＜1500
五、原材料的储存与管理
1．水泥和矿物掺合料
水泥、矿物掺合料等宜采用散料仓分别存储。
袋装粉状材料在运输和存放期间应用专用库房存放，不得露天堆放，且应特别注意防潮。
堆垛高度不宜大于1.5m。
堆垛应架离地面0.2m以上，并距离四周墙壁0.2～0.3m。
仓库应设在地势较高处，周围应设排水沟。
应采取措施降低水泥的温度或防止水泥升温。
堆放地点有固定，标识应明确。
以免误用。
2．粗、细骨料
粗、细骨料堆放场地应加设棚盖，必要时设置侧
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