2023混凝土结构耐久性技术指南.docx
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1、混凝土结构耐久性技术指南1 总则12术语、符号与参考标准21.1 术语21.2 符号51.3 参考标准63基本规定113.1 一般规定113.2 环境类别与作用等级113.3 设计使用年限183.4 设计基本要求193.5 维护设计204结构材料224.1 混凝土224.2 钢筋285构造措施与裂缝控制315.1 一般规定315.2 保护层厚度325.3 裂缝控制规则345.4 裂缝控制措施366施工要求396.1 混凝土原材料选择396.2 混凝土配合比设计与质量控制436.3 混凝土施工446.4 混凝土耐久性质量检验507耐久性附加措施527.1 总则527.2 钢筋阻锈剂547.3 混
2、凝土表面涂层和硅烷浸渍557.4 电化学保护568后张法预应力体系588.1 一般规定588.2 材料要求588.3 构造要求598.4 施工要求608.5 后张法预应力多重防护619维护管理649.1 总则649.2 耐久性检测与评估649.3 维护技术66附录A混凝土抗裂性测试方法67Al抗裂性实验一一圆环试验67A2抗裂性试验一一平板试验(刀口法)70附录B耐久性指标测试方法75Bl混凝土透气性测试方法75B2混凝土吸水速率测试方法79B3混凝土孔隙率测试方法83B4混凝土试件烘箱干燥方法85附录C耐久性定量化设计与模型86Cl耐久性定量化设计原则86C2碳化模型88C3氯离子侵入模型9
3、0C4冻融损伤模型93附录D预应力灌浆浆体泌水率测试方法94Dl长筒泌水率测试方法94D2二次灌浆泌水率测试方法96本规程用词说明99条文说明100Contents1 Generalprovisions12 Terms,symbolsandreferencestandards22.1 Terms22.2 Symbols52.3 ReferenceStandards63 Generalrules113.1 General113.2 EnvironmentalconditionsU3.3 Designservicelife183.4 Basicdesignrequirements193.5 Mai
4、ntenancedesign204 Structurematerials224.1 Concrete224.2 Steel285 Structuraldetailsandcrackcontrol315.1 General315.2 Concretecoverdepth325.3 Requirementsforcrackcontrol345.4 Detailingforcrackcontrol366 Constructiontechniques396.1 Concretematerials396.2 Concretemixdesignandqualitycontrol436.3 Concrete
5、construction446.4 Durabilityinpsectionforconcrete507 Additionaldurabilitymeasures527.1 General527.2 Corrosioninhibitor547.3 Concretecoatingandsilaneimpregnation557.4 Electrochemicalprotection568 Post-tensionedConcrete588.1 General588.2 Materialrequirments588.3 Structuraldetails598.4 Constructionrequ
6、irements608.5 Multi-barrierprotection619 Maintenancemanagement649.1 General649.2 Durabilityinspectionandassessment649.3 Maintenancetechniques66Appendix A Concretecrackresistancetests67AlRingtest67A2Slabtest70Appendix B Durabilityindicatortestsandtreatmentmethod7581 Concreteairpermeability7582 Concre
7、teSorptivity7983 Concreteporosity8384 Oven-dryingproceduresofconcrete85Appendix C Model-baseddesignfordurability86C1Generalrequirementsforquantitativedesign86C2Concretecarbonation88C3Chlorideingress90C4Freeze-thawdeterioration93Appendix D Bleedingtestsforthegroutingoftendonsinprestressedconcrete94D1
8、Longtubemethod94D2Secondarygroutingmethod96Explanationforwordinginthespecification99Explanationofprovisions100.o.本指南旨为工程技术人员提供环境作用下混凝土结构耐久性设计与施工的原则与要求。当结构所处环境可能导致结构材料性能劣化或结构设计使用年限较长时,则在结构设计与施工过程中必须专门考虑环境作用下的耐久性要求,并应在设计文件中单独列入耐久性设计的内容。1.0.2本指南适用于常见环境作用对混凝土结构耐久性的影响,所考虑的环境作用因素包括:温度、湿度(水分)及其变化,空气中的氧气、二氧
9、化碳和污染物(盐雾、酸雨、二氧化硫、汽车尾气等),土体与水体中的氯盐、硫酸盐、碳酸等物质,以及降雪地区使用的除冰盐等。本指南不涉及低周疲劳荷载、振动与磨损等力学作用对混凝土结构耐久性的影响,也不涉及生物、辐射与电磁等的作用,这些因素引起的耐久性问题需要特别研究。1.0.3本指南主要适用于房屋、桥梁、涵洞、隧道等一般构筑物的钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构,不适用于轻骨料混凝土与其它特种混凝土结构。处于特殊腐蚀环境以及生产、使用、排放或贮存各种化学腐蚀性物质的混凝土结构,其耐久性设计宜按照专门技术标准进行并参考本指南的相关规定。1.0.4混凝土结构的耐久性设计与施工,除本指南的规定以外,在结构材
10、料、结构构造、结构施工上尚应符合国家现行标准的有关规定。1.0.5本指南中提出的耐久性要求是满足结构适用性、可修复性和安全性的最低要求,设计人员可结合工程及其所处环境的具体特点,考虑工程的重要性、环境作用的复杂性、材料劣化导致结构失效后果的严重性、使用中修复的可行性等,采取更高的要求。2术语、符号及参考标准2.1 术语2.1.1 结构耐久性structuredurability在环境作用和正常维护、使用条件下,结构或构件在设计使用年限内保持其适用性和安全性的能力。2.1.2 环境作用environmentalaction温、湿度及其变化以及二氧化碳、氧、盐、酸等环境因素对结构或材料性能的影响。
11、2.1.3 劣化degradation材料或结构在所处环境中性能随时间的衰减。2.1.4 设计使用年限designworkinglife结构或构件能满足预定设计性能而无需计划外大修的年限。2.1.5 修复restore通过修补、更换或加固,使受到损伤的结构恢复到满足正常使用所进行的活动。2.1.6 维护maintenance为维持结构在使用年限内所需性能而采取的各种技术和管理活动。2.1.7 环境类别environmentalclassification根据环境作用导致的劣化机理对混凝土结构暴露环境的划分。2.1.8 环境等级environmentalactionintensity根据钢筋混凝
12、土的劣化程度对环境作用效果的划分。2.1.9 耐久性附加措施additionalmeasuresfordurability在改善混凝土密实性、增加保护层厚度和利用防排水措施等常规手段的基础上,进一步提高混凝土结构耐久性的措施,包括混凝土表面涂层、环氧涂层钢筋、钢筋阻锈剂和阴极保护等。2.1.10 弓I气airentrainment混凝土拌和时用表面活性剂在混凝土中形成均匀、稳定、球形封闭微气泡的工艺措施。2.1.11 劣化模型degradationmodel描述材料或结构性能劣化过程的数学表达式或试验装置。2.1.12 耐久性再设计durabilityredesign根据结构检测在使用年限内为
13、保持结构耐久性而采取的技术措施和方法。2.1.13 冻融耐久性指数durabilityfactor耐久性指数DF为300次快速冻融循环后的动弹性模量与初始值的比值,如在300次循环以前,试件的动弹模已降到初始值的60%以下或重量损失已超过5%,则以此时的循环次数N计算DF值,并取DF=0.6xN30002.1.14 氯离子扩散系数chloridediffusioncoefficient表示氯离子在混凝土中从高浓度区向低浓度区扩散速率的参数。2.1.15 孔隙率porosity混凝土内部液相和气相所占据的材料体积分数。2.1.16 表面吸水速率surfaceSorptivityofconcret
14、e混凝土表面和液态水接触后的吸水速率。2.1.17 气体渗透系数gaspermeability表示气体在压力差的作用下在混凝土中渗透速率的参数。2.1.18 含气量entrainedaircontent混凝土中气泡体积与混凝土总体积的比值,用百分数表示。2.1.19 气泡间隔系数spacingfactorofairvoids表示硬化混凝土或水泥浆体中相邻气泡边缘之间距离的参数。2.1.20 胶凝材料CemeIItitiOiISmaterial,orbinder混凝土原材料中具有胶结作用的硅酸盐类水泥和粉煤灰、硅灰、粒化高炉矿渣粉等矿物掺和料的总称。2.1.21 水胶比Watertobinder
15、ratio单位体积混凝土拌和物中用水量与胶凝材料总量的质量比。2.1.22 钢筋保护层COnCretecovertoreinforcement从混凝土表面到钢筋公称直径外边缘之间的最小距离;对后张法预应力筋,为套管或孔道外边缘到混凝土表面的距离。2.1.23 保护层最小厚度minimumcoverthickness混凝土构件内部钢筋防锈、防火和钢筋锚固粘结所需保护层的最小厚度。2.1.24 荷载裂缝loadingcracks钢筋混凝土和预应力混凝土构件在荷载作用下产生的裂缝。2.1.25 非荷载裂缝cracksnotduetoloadings钢筋混凝土和预应力混凝土构件在温度变化、太阳辐射热、
16、材料体积稳定性、不均匀沉降和变形等作用下产生的裂缝。2.1.26 矿物掺和料mineraladmixture配制耐久混凝土所用的粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、硅灰、天然火山灰质材料、石灰石粉等辅助胶凝材料2.1.27 氯离子含量chloridecontent混凝土中氯离子总量,用单位体积混凝土中氯离子与胶凝材料的重量比表示。2.1.28 透水模板布CoIltrOHedpermeableformworkliner由聚丙烯纤维加工制成,贴敷于模板内侧,用于排出混凝土拌和物表层多余的水分和空气、截留拌和物表层颗粒、提高成型混凝土表观质量的一种纤维制品。2.1.29 混凝土入模温度concretepouri
17、ngtemperature现浇混凝土进入模板时的初始温度。2.1.30 设计保护年限designprotectionlife采取的耐久性附加措施能够保持对结构有效保护的时间。2.1.31 涂层coating由有机或无机涂料分层涂装在结构构件表面,使该表面具有阻隔或延缓有害介质侵入的防腐蚀保护层。2.1.32 硅烷浸溃silaneimpregnation用膏状或液体类硅烷涂覆混凝土表面,渗透进混凝土表层使混凝土具有低吸水率、低氯离子渗透率并具有透气性的防腐蚀措施。2.1.33 阻锈剂corrosionInhibitor拌和在混凝土中或涂在混凝土表面的能抑制混凝土中钢筋电化学腐蚀的物质。2.1.3
18、4 电化学保护electrochemicalprotection在钢筋混凝土构件表面或其内部设置阳极系统,对结构内部钢筋施加一定的阴极电流,通过改变钢筋的电位抑制钢筋腐蚀的防护方法,主要包括外加电流阴极保护和牺牲阳极阴极保护等方法。2.1.35 多重防护措施multi-layerprotection为确保混凝土结构和构件的使用年限而同时采取多种防腐蚀附加措施的方法。2.1.36 全寿命管理lifecyclemanagement综合考虑混凝土结构在使用期的性能与成本实施管理的方法。2.2 符号2.2.1 缩写符号11IC-表示环境类别和环境作用等级,罗马字符代表不同的环境类别(I-V),大写英文
19、字代表作用等级(A-F)。DF-混凝土抗冻耐久性指数;PREN(PittingResistanceEquivalentNumber)不锈钢的耐点蚀当量;C3A铝酸三钙,硅酸盐水泥中的一种矿物成分,水化反应快,强度发展迅速,水化热和收缩最大,易受硫酸盐腐蚀;PAl-表示对后张法预应力锚固端的多重保护,前面的PA表示锚固端,后边的数字表示多重保护的具体措施组成;PS2表示对后张法预应力钢筋的多重保护,前面的PS表示预应力钢筋,后边的数字表示多重保护的具体措施组成;2.2.2 耐久性参数与变量施工负允许误差的绝对值,mm;。一混凝土孔隙率(一);c钢筋的混凝土保护层厚度,mm;Cmin钢筋的混凝土保
20、护层最小厚度,mm;CCr钢筋脱钝的临界氯离子浓度(胶凝材料);Cs混凝土表面氯离子含量(胶凝材料);Dapp一氯离子在混凝土中的表观扩散系数(112s或mm2a);设计龄期的表观氯离子扩散系数(m2s或mn?/a);ko一混凝土的本征渗透率,通过CemBUreaU方法测得(m?);kc碳化速率系数(mma5);DCo2二氧化碳扩散系数(mr112a);50.1混凝土第一阶段和第二阶段毛细吸水率(mmsh2);Scr混凝土受到冻融循环作用而不发生损伤的临界孔隙饱水率(一);Sn混凝土长期吸水曲线的拐点对应的孔隙含水率(一);炕一构件的设计使用年限(a);AVeL混凝土表面的湿润时间(a)o我一
21、碳化深度(mm)。2.3参考标准1普通混凝土力学性能试验方法标准GB/T500812普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准GB/T500823水质硫酸盐的测定重量法GB/T118994工程结构可靠性设计统一标准GB501535城市轨道交通技术规范GB504906城镇给水排水技术规范GB507887普通混凝土拌合物性能试验方法标准GB/T500808水泥化学分析方法GB/T1769101112131415161718192021222324252627282930313233343536钢筋混凝土用环氧涂层钢筋GB/T25826钢筋混凝土用锌铝合金镀层钢筋GB/T32968钢筋混凝土用耐蚀钢筋
22、GB/T33953钢筋混凝土用不锈钢筋GB/T33959混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204混凝土结构耐久性设计标准GB/T50476混凝土结构设计规范GB50010建设用卵石、碎石GB/T14685建设用砂GB/T14684混凝土外加剂GB8076混凝土外加剂应用技术规范GB50119混凝土膨胀剂GB/T23439混凝土结构工程施工规范GB50666大体积混凝土施工标准GB50496混凝土结构现场检测技术标准GB/T50784钢筋混凝土阻锈剂耐蚀应用技术规范GB/T33803色漆和清漆一人工气候老化和人工辐射暴露(滤过的例弧辐射)GB/T1865漆膜耐冲击测定方法GB/T1732预应
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