混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

4根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部《關(guān)于印發(fā)<2014年工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制訂、修訂計(jì)劃》的通知》(建標(biāo)[2013]169號(hào))的要求，本標(biāo)準(zhǔn)主編單位：清華大學(xué)本標(biāo)準(zhǔn)參編單位：國(guó)家建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心5中交武漢港灣工程設(shè)計(jì)研究院有限本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人員：李克非邸小壇陳肇元廉慧珍王勝年郝挺宇閻培渝包琦瑋肖緒文鮑衛(wèi)剛干偉忠黃士元金偉良郭保林路新瀛王曉鋒周永祥錢稼茹牛荻濤謝永江趙鐵軍朱萬(wàn)旭鄧德華朱建國(guó)6 2術(shù)語(yǔ)和符號(hào) 2 22.2符號(hào) 43基本規(guī)定 6 83.5構(gòu)造規(guī)定 4.1一般規(guī)定 4.4構(gòu)造與措施 5.1一般規(guī)定 21 6.1一般規(guī)定 7 7化學(xué)腐蝕環(huán)境 338后張預(yù)應(yīng)力體系的耐久性要求 附錄A混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的定量方法 附錄B混凝土原材料的選用 附錄C混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕附加措施 44附錄D引氣混凝土的含氣量與氣泡間隔系數(shù) 45附錄E混凝土耐久性參數(shù)與腐蝕性離子測(cè)定方法 46 488 2 2 4 6 63.2ClassesandIntensitiesofEnvironmental 83.4RequirementsforMat 8 3.6RequirementsforCons 4AtmosphericEnvironme 4.4DetailingandProtectionMeasures 215.4Detailingand 23 2696.4DetailingandProtect 30 307.2EnvironmentalClassification 338DurabilityRequirementsforPost-tensionedPrestressed 348.3ProtectionofAnchorages 358.4DetailingandRequirementsfo 36AppendixAQuantitativeDesignforDurabilityof AppendixBConicreteRawMateri AppendixCAdditionalProtectiveMeasures 44 ExplanationofWordinginThisStandard 47 122.1.2劣化degradation2.1.5一般環(huán)境atmosph2.1.6凍融環(huán)境freeze-thawenvironm暴露環(huán)境，具體包括海洋氯化物環(huán)境和除冰鹽等其他氯化物32.1.12引氣airentrainment表示硬化混凝土或水泥漿體中相鄰氣泡邊緣之間距離的2.1.15維護(hù)maintenance2.1.19膠凝材料cementitious2.1.20水膠比watertobinderratio42.1.21礦物摻和料混凝土concretewithsupplementaryce-膠凝材料中含有不小于30%的礦物摻和料(含水泥中的混5673.2.1混凝土結(jié)構(gòu)暴露環(huán)境類別應(yīng)按表3.2.1的規(guī)定確定。表3.2.1環(huán)境類別IⅡⅢ除冰鹽等其他氯化物環(huán)境V3.2.2當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到多種環(huán)境類別共同作用時(shí)，應(yīng)分別針對(duì)3.2.3配筋混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境作用等級(jí)應(yīng)按表3.2.3的規(guī)定ABC中度DEF除冰鹽等其他氯化物環(huán)境3.2.4在長(zhǎng)期潮濕或接觸水的環(huán)境條件下，混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)應(yīng)考慮混凝土可能發(fā)生的堿-骨料反應(yīng)、鈣礬石延遲生成83.4.1混凝土材料的強(qiáng)度等級(jí)、水膠比和原材料組成應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境類別、環(huán)境作用等級(jí)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限9100年3.4.5素混凝土結(jié)構(gòu)滿足耐久性要求的混凝土最低強(qiáng)度等級(jí)，一般環(huán)境不應(yīng)低于C15;凍融環(huán)境和化學(xué)腐蝕環(huán)境規(guī)定應(yīng)與本標(biāo)準(zhǔn)表3.4.4相同；氯化物環(huán)境可按本標(biāo)準(zhǔn)表3.4.4的Ⅲ-C或3.4.6預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的混凝土最低強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C40;大截其混凝土強(qiáng)度可低于本標(biāo)準(zhǔn)表3.4.4的規(guī)定，但不應(yīng)低于本標(biāo)準(zhǔn)第3.4.5條對(duì)素混凝土的規(guī)定。3.4.7直徑為6mm的細(xì)直徑熱軋鋼筋作為受力主筋，只限于3.4.8預(yù)應(yīng)力筋的公稱直徑不得小于5mm。冷加工鋼筋不應(yīng)作環(huán)境作用等級(jí)為D、E、F的混凝土構(gòu)件，其耐久性要求應(yīng)經(jīng)專3.5.1不同環(huán)境作用下鋼筋主筋、箍筋和分布筋，其混凝土保3.5.2預(yù)應(yīng)力鋼筋的混凝土保護(hù)層應(yīng)符合下列規(guī)定：1具有連續(xù)密封套管的后張預(yù)應(yīng)力筋，混凝土保護(hù)層厚度應(yīng)取本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值與孔道直徑的1/2兩者的較大值；沒(méi)有密封套基礎(chǔ)上增加10mm;2先張法構(gòu)件中預(yù)應(yīng)力鋼筋在全預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下的保護(hù)層厚比普通鋼筋增加10mm;3直徑大于16mm的預(yù)應(yīng)力螺紋筋保護(hù)層厚度可與普通鋼3.5.3工廠預(yù)制的混凝土構(gòu)件，其普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力筋的混凝土保護(hù)層厚度可比現(xiàn)澆構(gòu)件減少5mm。3.5.4根據(jù)耐久性要求，在荷載作用下配筋混凝土構(gòu)件的表面裂縫最大寬度計(jì)算值不應(yīng)超過(guò)表3.5.4中的限值。對(duì)裂縫寬度無(wú)特殊外觀要求的，當(dāng)保護(hù)層設(shè)計(jì)厚度超過(guò)30mm時(shí)，可將厚度ABCD按二級(jí)裂縫控制或按部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件控制按一級(jí)裂縫控制或按全預(yù)應(yīng)力類構(gòu)件控制4在混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件與上覆的露天面層之間，應(yīng)設(shè)置防度的50%,且不少于7d注：1表中要求適用于混凝土表面大氣溫度不低于10℃的情況，否則應(yīng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)3礦物摻和料混凝土在I-A環(huán)境中用于永久浸沒(méi)于水中的構(gòu)件。4.1.1一般環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)，應(yīng)控制正常大氣4.1.2當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件同時(shí)承受其他環(huán)境作用時(shí)，應(yīng)按環(huán)境尚應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)第3.5節(jié)的規(guī)定。4.1.4一般環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制應(yīng)按照本標(biāo)準(zhǔn)第3.6節(jié)的規(guī)定執(zhí)行。4.2.1一般環(huán)境對(duì)配筋混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境作用等級(jí)應(yīng)按表4.2.1的規(guī)定確定。環(huán)境作用結(jié)構(gòu)構(gòu)件示例常年干燥、低濕度環(huán)境中的結(jié)構(gòu)內(nèi)部構(gòu)件中、高濕度環(huán)境中的結(jié)構(gòu)內(nèi)部環(huán)境作用結(jié)構(gòu)構(gòu)件示例觸的結(jié)構(gòu)內(nèi)部構(gòu)件；大于60%;4.2.2配筋混凝土墻、板構(gòu)件的一側(cè)表面接觸室內(nèi)干燥空氣、4.3.1一般環(huán)境中的配筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其普通鋼筋的保護(hù)層最小厚度與相應(yīng)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)、最大水膠比應(yīng)符合表4.3.1的要求。100年CCc續(xù)表4.3.1100年CCC時(shí)，混凝土水膠比按本標(biāo)準(zhǔn)表4.3.1規(guī)定低于0.45的，可適當(dāng)?shù)头炔粦?yīng)超過(guò)兩個(gè)強(qiáng)度等級(jí)，且設(shè)計(jì)使用年限為100年和50級(jí)時(shí)，混凝土保護(hù)層厚度應(yīng)增加5mm;當(dāng)?shù)蛢蓚€(gè)等級(jí)時(shí)，混凝4.3.5直徑為6mm的細(xì)直徑熱軋鋼筋作為受力主筋，當(dāng)環(huán)境4.3.6公稱直徑不大于6mm的冷加工鋼筋只能在一般環(huán)境中4.3.7采用冷加工鋼筋或直徑6mm的細(xì)直徑熱軋鋼筋作為構(gòu)可比本標(biāo)準(zhǔn)表4.3.1規(guī)定適當(dāng)減小，但減小幅度不應(yīng)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)表4.3.1規(guī)定的基礎(chǔ)上增加10mm～20mm;設(shè)計(jì)使用年限小于50mm。5.1.4凍融環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量控制應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第5.2.1凍融環(huán)境對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境作用等級(jí)應(yīng)按表5.2.1環(huán)境作用結(jié)構(gòu)構(gòu)件示例向表面環(huán)境作用結(jié)構(gòu)構(gòu)件示例動(dòng)區(qū)構(gòu)件和頻繁受雨淋的構(gòu)件水平均氣溫分別為：-3℃~2.5℃、-8℃~-3℃和-8℃以下；5.2.2處于凍融環(huán)境、海水變動(dòng)區(qū)的混凝土構(gòu)件，其環(huán)境作用等級(jí)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)卣{(diào)查確定。無(wú)調(diào)查資料時(shí)，微凍地區(qū)可按Ⅱ-C等級(jí)考慮，寒冷和嚴(yán)寒地區(qū)可按Ⅱ-D等級(jí)考慮；考慮浮冰撞擊5.2.3位于冰凍線以上土中的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其環(huán)境作用等作用等級(jí)可按本標(biāo)準(zhǔn)表5.2.1的規(guī)定降低一個(gè)等級(jí)。5.2.4直接接觸積雪的混凝土墻、柱底部，宜適當(dāng)提高環(huán)境作用等級(jí)，可比表5.2.1的規(guī)定提高一個(gè)等級(jí)。5.2.5最冷月平均氣溫高于2.5℃的地區(qū)，混凝土結(jié)構(gòu)可不考混凝土構(gòu)件，其環(huán)境作用等級(jí)可按本標(biāo)準(zhǔn)表5.2.1的Ⅱ-C等級(jí)100年CCCⅡ-C無(wú)鹽C.35C.30C.30Ⅱ-E有鹽Ⅱ-C無(wú)鹽C.35Ca30C.30Ⅱ-E有鹽表5.3.3混凝土的抗凍耐久性指數(shù)DF(%)100年中度中度高度中度下凍融嚴(yán)寒地區(qū)寒冷地區(qū)5.4.2直接接觸積雪的混凝土墻、柱底部，宜設(shè)置表面防護(hù)表6.2.1海洋氯化物環(huán)境的作用等級(jí)環(huán)境作用結(jié)構(gòu)構(gòu)件示例周邊永久浸沒(méi)于海水或埋于土中大氣區(qū)(輕度鹽霧):大氣區(qū)(重度鹽霧):上大氣區(qū)；橋梁上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件；潮汐區(qū)和浪濺區(qū)，非炎熱地區(qū)潮汐區(qū)和浪濺區(qū)，炎熱地區(qū)或海底隧道配筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其環(huán)境作用等級(jí)不宜低于本標(biāo)準(zhǔn)表6.2.1的規(guī)定。6.2.5除冰鹽等其他氯化物環(huán)境對(duì)于配筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的環(huán)境作用等級(jí)宜根據(jù)調(diào)查確定；當(dāng)無(wú)相應(yīng)的調(diào)查資料時(shí)，可按表6.2.5確定。環(huán)境作用結(jié)構(gòu)構(gòu)件示例受除冰鹽鹽霧輕度作用四周浸沒(méi)于含氯化物水中且有干濕交替處于水位變動(dòng)區(qū)，或部分暴露于且有干濕交替重度鹽霧作用橋梁護(hù)欄、護(hù)墻，立交橋橋墩；處于水位變動(dòng)區(qū)，或部分暴露于注：1水中氯離子濃度的劃分為：較低，100mg/L～500mg/L;較高，500mg/L~3除冰鹽環(huán)境的作用等級(jí)與冬季噴灑除冰鹽的具體用量和頻度有關(guān)，可根據(jù)6.2.6接觸內(nèi)陸鹽湖的配筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其大氣區(qū)的環(huán)境作用等級(jí)可按本標(biāo)準(zhǔn)表6.2.1和第6.2.4條的規(guī)定確定，其接觸含氯鹽水體的環(huán)境作用等級(jí)可根據(jù)實(shí)際含鹽量按本標(biāo)準(zhǔn)表6.2.56.2.7設(shè)置直排式泄水孔的混凝土橋梁翼緣板，當(dāng)其泄水孔附6.3.1氯化物環(huán)境中應(yīng)采用摻有礦物摻和料的混凝土。對(duì)混凝土的耐久性質(zhì)量和原材料選用要求應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)附錄B的6.3.2氯化物環(huán)境中的配筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其普通鋼筋的保6.3.2的規(guī)定。100年CCC100年CCC用較大的混凝土保護(hù)層厚度，且相應(yīng)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜應(yīng)提出混凝土的抗氯離子侵入性指標(biāo)，并應(yīng)滿足表6.3.6的表6.3.6混凝土的抗氯離子侵入性指標(biāo)100年DEDE排水口應(yīng)遠(yuǎn)離混凝土構(gòu)件表面，并應(yīng)與墩柱基礎(chǔ)保持一定距離；4橋面鋪裝與混凝土橋面板之間應(yīng)設(shè)置防水層；處于伸縮縫下方的構(gòu)件應(yīng)采取防止?jié)B漏水侵蝕的構(gòu)造措施。件，其鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度應(yīng)在本標(biāo)準(zhǔn)表6.3.2規(guī)定的基礎(chǔ)上增加10mm～20mm。6.4.4混凝土表面的防水層除經(jīng)專門論證，不應(yīng)考慮其對(duì)氯化6.4.5受氯化物直接作用的混凝土墩柱頂面，宜加大鋼筋的混6.4.6重要配筋混凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)件，當(dāng)氯化物環(huán)境作用等級(jí)為6.4.7氯鹽環(huán)境中混凝土構(gòu)件采用的防腐蝕附加措施，可按本標(biāo)準(zhǔn)附錄C的規(guī)定選?。划?dāng)防腐蝕附加措施的保護(hù)年限符合本標(biāo)準(zhǔn)附錄C的規(guī)定時(shí)，構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級(jí)可降低，但應(yīng)符1當(dāng)環(huán)境作用等級(jí)為C、D時(shí)，采用一種或以上的防腐蝕2當(dāng)環(huán)境作用等級(jí)為E、F時(shí)，采用一種防腐蝕附加措施，6.4.8氯化物環(huán)境中，用于穩(wěn)定周圍巖土的混凝土初期支護(hù)，7.1.1化學(xué)腐蝕環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)，應(yīng)控制混凝7.1.2化學(xué)腐蝕環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求除應(yīng)符合本章規(guī)定外，尚應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)第3.5節(jié)的規(guī)定。7.1.3化學(xué)腐蝕環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量控制應(yīng)按照本標(biāo)準(zhǔn)第3.6節(jié)的規(guī)定執(zhí)行。I水、土中化學(xué)腐蝕環(huán)境7.2.1水、土中的硫酸鹽和酸類物質(zhì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的環(huán)境作用等級(jí)可按表7.2.1確定。(水溶值)(pH值)注：1表中與環(huán)境作用等級(jí)相應(yīng)的硫酸根濃度，所對(duì)應(yīng)的環(huán)境Ⅱ大氣污染腐蝕環(huán)境7.2.4大氣污染環(huán)境對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的作用等級(jí)可按表結(jié)構(gòu)構(gòu)件示例處于封閉空間內(nèi)受廢氣作用的車庫(kù)或隧道構(gòu)件100年CCC注：1預(yù)制構(gòu)件的保護(hù)層厚度可比表中規(guī)定減少5mm;2預(yù)應(yīng)力鋼筋的保護(hù)層厚度按本標(biāo)準(zhǔn)3.5.2條的規(guī)定執(zhí)行。7.4.2當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件處于硫酸根離子濃度大于1500mg/L8.1.1后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)除應(yīng)滿足鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久8.1.2在嚴(yán)重環(huán)境作用下，當(dāng)難以確保預(yù)應(yīng)力體系的耐久性達(dá)8.2.1預(yù)應(yīng)力筋(鋼絞線、鋼絲)的耐久性能可通過(guò)材料表面措施等環(huán)節(jié)提供保證。預(yù)應(yīng)力筋的耐久性防護(hù)措施應(yīng)按表8.2.1防護(hù)工藝防護(hù)措施預(yù)應(yīng)力體系體內(nèi)預(yù)應(yīng)力體系體外預(yù)應(yīng)力體系Ⅱ凍融環(huán)境Ⅱ-C,Ⅱ-D(無(wú)鹽)Ⅱ-D(有鹽),Ⅱ-EIV除冰鹽防護(hù)工藝防護(hù)措施防護(hù)工藝防護(hù)措施8.3.2不同環(huán)境作用等級(jí)下，預(yù)應(yīng)力錨固端的多重防護(hù)措施可根據(jù)具體情況按表8.3.2的規(guī)定選用。I大氣環(huán)境Ⅱ凍融環(huán)境Ⅱ-C,Ⅱ-D(無(wú)鹽)Ⅱ-D(有鹽),Ⅱ-E不宜使用不宜使用IV除冰鹽不宜使用不宜使用8.4.1當(dāng)環(huán)境作用等級(jí)為D,E,F時(shí)，后張預(yù)應(yīng)力體系中的管道應(yīng)采用高密度聚乙烯套管或聚丙烯塑料套8.4.2高密度聚乙烯和聚丙烯預(yù)應(yīng)力套管應(yīng)能承受不小于在冬期施工環(huán)境中灌漿，灌入的漿料必須在10℃~15℃環(huán)0.4;保護(hù)層厚度不應(yīng)小于50mm,且在氯化物環(huán)境中不應(yīng)小或氯離子侵入混凝土內(nèi)部并在鋼筋表面積累的濃度達(dá)到臨界A.0.5鋼筋適量銹蝕的極限狀態(tài)應(yīng)為鋼筋銹蝕發(fā)展導(dǎo)致混凝土構(gòu)件表面開(kāi)始出現(xiàn)順筋裂縫，或鋼筋截面的徑向銹蝕深度達(dá)到0.1mm?；炷两Y(jié)構(gòu)中的可維護(hù)構(gòu)件，可采用鋼筋適量銹蝕的A.0.6混凝土表面輕微損傷的極限狀態(tài)應(yīng)為不影響結(jié)構(gòu)外觀、A.0.7與耐久性極限狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限應(yīng)具有規(guī)常使用極限狀態(tài)失效后果的嚴(yán)重程度，可靠度宜為90%～95%,相應(yīng)的失效概率宜為5%～10%。A.0.8混凝土結(jié)構(gòu)耐久性定量設(shè)計(jì)的性能劣化模型，其有效性第A.0.7條的規(guī)定。A.0.9氯離子侵入混凝土內(nèi)部的過(guò)程，可采用經(jīng)驗(yàn)擴(kuò)散模型。蝕的臨界濃度等參數(shù)尚應(yīng)考慮混凝土材料的A.0.10結(jié)構(gòu)和構(gòu)件性能劣化的材料抗力參數(shù)，在施工中應(yīng)通B.1.1單位體積混凝土的膠凝材料用量宜符合表B.1.1的強(qiáng)度等級(jí)B.1.2配筋混凝土的膠凝材料中，礦物摻和料用量占膠凝材料1長(zhǎng)期處于室內(nèi)干燥I-A環(huán)境中的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，當(dāng)其鋼筋(包括最外側(cè)的箍筋、分布鋼筋)的混凝土保護(hù)層厚度不超過(guò)20mm且水膠比大于0.5時(shí)，無(wú)防止碳化措施不應(yīng)使用礦物凝土，且宜在礦物摻和料中再加入膠凝材料總重3%～5%的4常溫下硬化、C60以上的高強(qiáng)混凝土，可摻入不大于10%的石灰石粉或不大于5%的硅灰，以減小拌合物黏性，并提B.1.3用作礦物摻和料的粉煤灰，其氧化鈣含量不應(yīng)大于10%。不應(yīng)大于5%。級(jí)時(shí)，水泥熟料中的鋁酸三鈣含量應(yīng)分別低于8%和5%;當(dāng)使于10%和8%;當(dāng)環(huán)境作用為V-E級(jí)時(shí)，水泥熟料中的鋁酸三鈣含量應(yīng)低于5%,并應(yīng)同時(shí)摻用礦物摻和料。B.1.7對(duì)可能發(fā)生堿-骨料反應(yīng)的混凝土，宜采用礦物摻和料；單摻的礦物摻和料(含水泥中已摻混合材)摻量占膠凝材料總重的比例，磨細(xì)礦渣不應(yīng)小于50%,粉煤灰不應(yīng)小于40%,火山灰質(zhì)材料不應(yīng)小于30%,并應(yīng)降低水泥和礦物摻和料中的含堿B.2.1配筋混凝土中氯離子含量用單位體積混凝土中氯離子與膠凝材料的重量比表示，其含量不應(yīng)超過(guò)表B.2.1的規(guī)定。設(shè)計(jì)使用年限50年以上的鋼筋混凝土構(gòu)件，其混凝土氯離子含量在各種環(huán)境下均不應(yīng)超過(guò)0.08%。0.1%0.1%B