混凝土耐久性课件.ppt

1、 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级混凝土耐久性结构、材料和试验湖南大学土木工程学院黄政宇 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级混凝土材料和结构的耐久性概念混凝土材料和结构的耐久性概念 混凝土材料耐久性混凝土材料耐久性 混凝土在所处工作环境下,长期抵抗内、外部劣化因素的作用，仍能维持其应有结构性能的能力。混凝土结构耐久性混凝土结构耐久性 结构的耐久性是结构及其构件在各种可能引起结构材料性能劣化的作用下长期维护其原有性能的能力。单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级混凝土材料的耐久性混凝土材料的耐久性 混凝土材料耐久性的内容：混凝土材料

2、耐久性的内容：抗渗性抗渗性抗冻性抗冻性抗氯离子侵入性抗氯离子侵入性抗化学侵蚀性抗化学侵蚀性碳化碳化(中性化中性化)碱碱-骨料反应等骨料反应等 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级混凝土的抗水渗透性抗水渗透性的定义和表示抗水渗透性的定义和表示混凝土的抗水渗透性是指混凝土抵抗压力水渗透的能力。混凝土的抗水渗透性可用渗水高度或抗渗等级表示。2023年1月1日 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级渗透系数:根据达西定律，渗透系数K为：渗透系数越小，材料的抗渗性越好。抗渗等级:以28d龄期的标准试件，所能承受的最大静水压力来确定。用“Pn”表示,可分为P4、P6、

3、P8、P10和P12等。渗水高度：以28d龄期的标准试件，在恒定水压力下的平均渗水高度来确定。2023-1-1AtHQdK 混凝土抗渗仪混凝土抗渗仪 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级影响混凝土抗渗性的主要因素影响混凝土抗渗性的主要因素水灰比和骨料最大粒径水灰比和骨料最大粒径 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级水灰比和早期养护水灰比和早期养护的影响的影响 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级混凝土的抗冻性混凝土的抗冻性 抗冻性的定义抗冻性的定义 指混凝土在饱和水状态下，能抵抗冻融循环作用而不发生破坏，强度也不显著降低的性质。根据冻

4、融条件有气冻水融、水冻水融和大气环境中与盐接触的冻融（盐冻）之分。单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级混凝土的冻融破坏混凝土的冻融破坏 混凝土中的毛细孔隙水受冻后膨胀，如混凝土的混凝土中的毛细孔隙水受冻后膨胀，如混凝土的饱水程度高，毛细孔隙内存在的气体少，就会产饱水程度高，毛细孔隙内存在的气体少，就会产生很大压力，造成混凝土损伤、开裂并剥落生很大压力，造成混凝土损伤、开裂并剥落 冻融过程中产生渗透压力，促使混凝土表面的水冻融过程中产生渗透压力，促使混凝土表面的水分向里传输。反复冻融使毛细孔隙内的饱水程度分向里传输。反复冻融使毛细孔隙内的饱水程度不断累积，并达到不断累积，并达

5、到“临界饱和度临界饱和度”，这时的混凝，这时的混凝土就会很快冻坏土就会很快冻坏 盐冻情况下，盐能促使混凝土饱水，还能使水泥盐冻情况下，盐能促使混凝土饱水，还能使水泥浆体在受冻时产生很高的渗透压力和水压力，使浆体在受冻时产生很高的渗透压力和水压力，使混凝土面层起皮剥落或坑蚀混凝土面层起皮剥落或坑蚀 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 抗冻性的表示：抗冻性的表示：抗冻标号是28d龄期的混凝土标准试件，在饱和水状态和气冻水融条件下，强度损失不超过25，且质量损失不超过5时，所能承受的最大冻融循环次数，有D25、D50、D100、D150、D200、D250和D300等。抗冻等级

6、是28d龄期的混凝土标准试件，在饱和水状态和水冻水融条件下，相对动弹性模量下降不超过40%，且质量损失率不超过5%时的最大冻融循环次数,有F25、F50、F100、F150、F200、F250和F300等。单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级大气环境中与盐接触的冻融条件下，以能够经受的冻融循环次数或者表面剥落质量或超声波相对动弹性模量来表示。停止试验的条件：u1 1)达到28次冻融循环时；u2)试件单位表面面积剥落物总质量大于l500g,/时；u3)试件的超声波相对动弹性模量降低到80%时。单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级混凝土冻融破坏机理混凝土冻融

7、破坏机理结冰对水泥石毛细孔的结冰对水泥石毛细孔的结冰压力结冰压力 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级气孔对结冰压力的影响气孔对结冰压力的影响 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级经受经受150150次冻融试验的混凝土试件次冻融试验的混凝土试件非引气、高水非引气、高水灰比混凝土灰比混凝土引气、低水灰引气、低水灰比混凝土比混凝土 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级影响混凝土抗冻性的因素影响混凝土抗冻性的因素养护条件、水灰比和引气的影响养护条件、水灰比和引气的影响Type I c

8、ement 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级临介饱和度、吸水特性对抗冻性的影响临介饱和度、吸水特性对抗冻性的影响 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级混凝土的抗氯离子侵入性混凝土的抗氯离子侵入性 指混凝土外部氯离子传输到混凝土内部的指混凝土外部氯离子传输到混凝土内部的能力。能力。传输机理：传输机理：扩散扩散 自由分子或离子通过无序运动从高浓度到低自由分子或离子通过无序运动从高浓度到低 浓度区的流动，驱动力是传输介质中的浓度浓度区的流动，驱动力是传输介质中的浓度 差，扩散规律通常用差，扩散规律通常用FickFick定律描述定律描述吸收吸收 多孔材料毛细

9、孔隙（中空）表面张力引起的多孔材料毛细孔隙（中空）表面张力引起的 液体传输液体传输渗透渗透 压力差驱动下产生的液体或气体的流动压力差驱动下产生的液体或气体的流动 ，对水的流动用达西定律表达对水的流动用达西定律表达此外还有此外还有吸附（物理或化学结合）吸附（物理或化学结合）单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级抗氯离子渗透性的测试方法抗氯离子渗透性的测试方法 快速氯离子迁移系数法（或称快速氯离子迁移系数法（或称RCM法）法）适用于以测定氯离子在混凝土中非稳态迁移的迁移系数来确定混凝土抗氯离子渗透性能。电通量法电通量法 适用于测定以通过混凝土试件的电通量为指标来确定混凝土抗氯离子

10、渗透性能。单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级水灰比和引气对混凝土的抗氯离子侵水灰比和引气对混凝土的抗氯离子侵入性的影响入性的影响 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级矿物掺合料对氯离矿物掺合料对氯离子渗透的影响子渗透的影响 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级混凝土的化学腐蚀 混凝土的化学腐蚀主要取决于水泥石的抗侵蚀性；水泥石的腐蚀有：软水侵蚀（溶出性侵蚀）盐类的腐蚀 硫酸盐腐蚀（膨胀性化学腐蚀）镁盐的腐蚀 酸的腐蚀（溶解性化学腐蚀）一般酸的腐蚀 碳酸水的腐蚀 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 软水侵蚀软水侵

11、蚀 水泥石长期接触软水时，会使水泥石中的氢氧化钙不断被溶出，当水泥石中游离的氢氧化钙减少到一定程度时，水泥石中的其它含钙矿物也可能分解和溶出，从而导致强度降低，甚至破坏。当水泥石处于软水环境时，特别是处于流动的软水环境中时，水泥被软水侵蚀的速度更快。单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级混凝土的化学腐蚀混凝土的化学腐蚀 硫酸盐能与水泥水化产物中的氢氧化钙和水化铝硫酸盐能与水泥水化产物中的氢氧化钙和水化铝酸三钙起作用，分别生成硫酸钙和钙矾石，均造酸三钙起作用，分别生成硫酸钙和钙矾石，均造成体积膨胀，使混凝土开裂破坏成体积膨胀，使混凝土开裂破坏化学破坏化学破坏 硫酸盐在混凝土毛细

12、孔隙水中的浓度不断增加并硫酸盐在混凝土毛细孔隙水中的浓度不断增加并过度饱和而结晶时（盐结晶），会产生非常大的过度饱和而结晶时（盐结晶），会产生非常大的压力，使混凝土破坏压力，使混凝土破坏物理破坏物理破坏（常发生在盐碱地区或频繁接触海水并干湿交替时（常发生在盐碱地区或频繁接触海水并干湿交替时）硅酸盐水泥混凝土的抗酸能力差，当接触的水呈硅酸盐水泥混凝土的抗酸能力差，当接触的水呈酸性（酸性（pHpH值小于值小于6.56.5）时就可能被腐蚀，包括酸雨）时就可能被腐蚀，包括酸雨 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 硫酸盐的化学腐蚀硫酸盐的化学腐蚀 当环境中含有硫酸盐的水渗入到水泥石

13、结构中时，会与水泥石中的氢氧化钙反应生成石膏，石膏再与水泥石中的水化铝酸钙反应生成钙矾石，产生1.5倍的体积膨胀，这种膨胀必然导致脆性水泥石结构的开裂，甚至崩溃。由于钙矾石为微观针状晶体，人们常称其为水泥杆菌。23242234224123203331()CaO Al OH OCaSOH OCaO Al OCaSOH OCa OH 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级硫酸镁的腐蚀硫酸镁的腐蚀 硫酸镁除生成石膏外，还生成氢氧化镁，并降低水泥石的的碱度，导致水化硅酸钙分解。其腐蚀比其他硫酸盐更严重。单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 硫酸盐的物理腐蚀硫酸盐的

14、物理腐蚀 当环境中含有较高浓度的硫酸钠的水渗入到水泥石结构中，再受干湿交替的作用下，结晶出含水硫酸盐（二水石膏或含水硫酸钠），产生结晶压力使混凝土破坏。单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级混凝土的硫酸盐腐蚀混凝土的硫酸盐腐蚀 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级抗硫酸盐侵蚀性能抗硫酸盐侵蚀性能 用混凝土受一定浓度硫酸盐溶液作用下，在干湿交替环境中，能够经受的最大干湿循环次数来表示的混凝土抗硫酸盐侵蚀性能。抗硫酸盐等级以混凝土抗压强度耐蚀系数下降到不低于75%时的最大干湿循环次数来确定，并用符号KS表示 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第

15、五级水泥水泥类型类型和用和用量对量对硫酸硫酸盐腐盐腐蚀的蚀的影响影响 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级矿物掺合料对硫酸盐腐蚀的影响矿物掺合料对硫酸盐腐蚀的影响 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级矿物掺合料对硫酸盐腐蚀的影响矿物掺合料对硫酸盐腐蚀的影响 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级矿物掺合料对硫酸盐腐蚀的影响矿物掺合料对硫酸盐腐蚀的影响 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级矿物掺合料对硫酸盐腐蚀的影响矿物掺合料对硫酸盐腐蚀的影响 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 一般酸的腐蚀一般

16、酸的腐蚀 工程结构处于各种酸性介质中时，酸性介质易与水泥石中的氢氧化钙反应，其反应产物可能溶于水中而流失，或发生体积膨胀造成结构物的局部被胀裂，破坏了水泥石的结构。其基本化学反应式为：22()22Ca OHHCaH O 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 碳酸的腐蚀碳酸的腐蚀 雨水及地下水中常溶有较多的二氧化碳，形成了碳酸。碳酸水先与水泥石中的氢氧化钙反应，中和后使水泥石碳化，形成了碳酸钙，碳酸钙再与碳酸反应生成可溶性的碳酸氢钙，并随水流失，从而破坏了水泥石的结构。其腐蚀反应过程为：22232()2Ca OHCOH OCaCOH O2233 2()COH OCaCOCa

17、HCO 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级混凝土的抗碳化性混凝土的抗碳化性混凝土的碳化主要指水泥石的中性化 混凝土碳化，使其碱度降低，使混凝土对钢筋的保护作用降低，钢筋易锈蚀；引起混凝土表面开裂。22232()2Ca OHCOH OCaCOH O 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级混凝土的碳化混凝土的碳化 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级影响混凝土碳化的因素 混凝土的水灰比 混凝土的养护时间 水泥的品种或掺合料的用量 环境温度和湿度 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级混凝土的碱集料反应混凝土的碱集料反应

18、碱骨料反应是指混凝土的碱与碱活性骨料在潮湿环境下缓慢发生并导致混凝土开裂破坏的膨胀反应。碱骨料反应分为碱硅酸盐反应和碱碳酸盐反应两类。可用碱-骨料反应试验检验混凝土试件在温度38及潮湿条件养护下，混凝土中的碱与骨料反应所引起的膨胀是否具有潜在危害。单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级碱骨料反应碱骨料反应 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级碱硅酸盐反应的开裂碱硅酸盐反应的开裂 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级矿渣掺量对碱骨料反应的影响矿渣掺量对碱骨料反应的影响 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级碱含量对碱骨料

19、反应的影响碱含量对碱骨料反应的影响 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级粉煤灰对碱骨料反应的影响粉煤灰对碱骨料反应的影响 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级化学外加剂（锂盐）对碱骨料反应的影响化学外加剂（锂盐）对碱骨料反应的影响 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级混凝土结构的混凝土结构的耐久性问题性问题 钢筋锈蚀钢筋锈蚀 碳化碳化引起引起 二氧化碳、水分、氧二氧化碳、水分、氧 氯离子氯离子引起引起 氯盐、水分、氧氯盐、水分、氧 近海环境、除冰盐环境，氯离子从外表侵入近海环境、除冰盐环境，氯离子从外表侵入 海砂、防冻盐用于混凝土，氯

20、离子在配制时拌入海砂、防冻盐用于混凝土，氯离子在配制时拌入 混凝土的冻蚀（冻融破坏）混凝土的冻蚀（冻融破坏）主要与混凝土毛细孔隙内的主要与混凝土毛细孔隙内的饱水程度有关，冻融循环使饱水程度不断增加，到临界饱水程度有关，冻融循环使饱水程度不断增加，到临界饱和度后很快破坏饱和度后很快破坏 混凝土的硫酸盐、酸、软水侵蚀混凝土的硫酸盐、酸、软水侵蚀 碱骨料反应碱骨料反应 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级钢筋锈蚀钢筋锈蚀钢筋在混凝土的高碱性环境中不会锈蚀，能在表面形钢筋在混凝土的高碱性环境中不会锈蚀，能在表面形成氧化的钝化膜，隔绝水分、氧气与金属的接触成氧化的钝化膜，隔绝水分、氧

21、气与金属的接触 空气中的二氧化碳扩散到混凝土内部并与混凝土空气中的二氧化碳扩散到混凝土内部并与混凝土中的氢氧化钙反应生成中性的碳酸钙（碳化），降低中的氢氧化钙反应生成中性的碳酸钙（碳化），降低混凝土碱度，当碳化从混凝土表面逐渐向里发展到钢混凝土碱度，当碳化从混凝土表面逐渐向里发展到钢筋表面位置，钝化膜破坏筋表面位置，钝化膜破坏 氯离子从混凝土表面扩散到钢筋表面并累积到临氯离子从混凝土表面扩散到钢筋表面并累积到临界浓度（界浓度（0.15%0.15%），钝化膜破坏），钝化膜破坏 钝化膜破坏后，如有充足的水分与氧气供给，钢钝化膜破坏后，如有充足的水分与氧气供给，钢筋发生持续的锈蚀筋发生持续的锈蚀 单

22、击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级钢筋锈蚀钢筋锈蚀 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级钢筋锈蚀的电化学过程 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级钢筋锈蚀的后果钢筋锈蚀的后果 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级钢筋锈蚀的过程 锈蚀前的初始阶段：锈蚀前的初始阶段：碳化从混凝土表面发展到钢筋位置的时间碳化从混凝土表面发展到钢筋位置的时间，或氯离子从混凝土表面扩散到钢筋位置并积，或氯离子从混凝土表面扩散到钢筋位置并积累到临界浓度的时间累到临界浓度的时间 锈蚀发展阶段：锈蚀发展阶段：从脱钝开始持续锈蚀到某一可接受的劣化从

23、脱钝开始持续锈蚀到某一可接受的劣化程度的时间程度的时间 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级氯盐和碳化引起锈蚀的特点氯盐和碳化引起锈蚀的特点 碳化产物会增加混凝土的密实性，在潮湿条件碳化产物会增加混凝土的密实性，在潮湿条件下，碳化到一定深度后还会停止发展；保护层下，碳化到一定深度后还会停止发展；保护层厚的钢筋很难被锈蚀厚的钢筋很难被锈蚀 碳化引起钢筋脱钝后，如无氯盐存在，一般为碳化引起钢筋脱钝后，如无氯盐存在，一般为均匀锈蚀，锈蚀的发展速度较慢均匀锈蚀，锈蚀的发展速度较慢 氯盐引起钢筋脱钝后，锈蚀发展速度非常快，氯盐引起钢筋脱钝后，锈蚀发展速度非常快，在氧气与水分参与下，氯

24、盐促使钢筋锈蚀而本在氧气与水分参与下，氯盐促使钢筋锈蚀而本身并不消耗，且为局部锈蚀（点蚀）身并不消耗，且为局部锈蚀（点蚀）单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级湿度对碳化和锈蚀的影响湿度对碳化和锈蚀的影响 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级钢筋锈蚀速率钢筋锈蚀速率 微米微米/年年温度每增加温度每增加1010度，锈蚀速率约可提高一倍度，锈蚀速率约可提高一倍钢筋的锈蚀深度到钢筋的锈蚀深度到100100微米时，混凝土保护层有可能胀裂微米时，混凝土保护层有可能胀裂相对湿度相对湿度RH碳化引起锈蚀碳化引起锈蚀氯离子引起锈蚀氯离子引起锈蚀50097003680161

25、901298955012299233 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级混凝土结构耐久性设计 混凝土结构耐久性的影响因素：结构（抗力）方面：设计方面 材料方面 施工方面 环境（作用）方面：作用的类别 作用的程度 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级基本规定基本规定 设计原则设计原则 应根据结构的设计使用年限、结构所处的环境类别及其作用等级进行设计；耐久性设计应包括的内容：结构的设计使用年限、环境类别及其作用等级 有利于减轻环境作用的结构形式、布置和构造 混凝土结构材料的耐久性质量要求 钢筋的混凝土保护层厚度 混凝土裂缝控制要求 防水、排水等构造措施 严

26、重环境作用下合理采取防腐蚀附加措施或多重防护策略 耐久性所需的施工养护制度与保护层厚度的质量验收要求 结构使用阶段的维护、修理与检测要求 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级环境作用类别环境作用类别环境类别名称腐蚀机理一般环境保护层混凝土碳化引起钢筋锈蚀冻融环境反复冻融导致混凝土损伤海洋氯化物环境氯盐引起钢筋锈蚀除冰盐等其他氯化物环境氯盐引起钢筋锈蚀化学腐蚀环境硫酸盐等化学物质对混凝土的腐蚀 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级环境作用等级环境作用等级环境作用等级/环境类别 A轻微 B轻度 C中度 D严重 E非常严重 F极端严重一般环境-A-B-C冻融环

27、境-C-D-E海洋氯化物环境-C-D-E-F除冰盐等其他氯化物环境-C-D-E化学腐蚀环境-C-D-E 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 当结构构件受到多种环境类别共同作用时，应分别满足每种环境类别单独作用下的耐久性要求。3在长期潮湿或接触水的环境条件下，混凝土结构的耐久性设计应考虑混凝土可能发生的碱-骨料反应、钙矾石延迟反应和软水对混凝土的溶蚀-在设计中采取相应的措施。混凝土含碱量的限制应根据附录B确定。混凝土结构的耐久性设计尚应考虑高速流水、风沙以及车轮行驶对混凝土表面的冲刷、磨损作用等实际使用条件对耐久性的影响。单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第

28、五级设计使用年限设计使用年限设计使用年限名 称示 例100年重要建筑物标志性、纪念性建筑物，大型公共建筑物如大型的博物馆、会议大厦和文体卫生建筑，政府的重要办公楼大型电视塔等重要土木基础设施工程城市快速路和主干道上的桥梁以上其他道路上的大型桥梁、隧道，重要的市政设施等50年一般建筑物和构筑物一般民用建筑如公寓、住宅以及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城市次干道和一般道路上的中小型桥梁，一般市政设施 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 一般环境的民用建筑在设计使用年限内无需大修其结构构件的设计使用年限应与结构整体设计使用年限相同。严重环境作用下的桥梁

29、、隧道等混凝土结构，其部分构件可设计成易于更换的形式，或能够经济合理地进行大修。可更换构件的设计使用年限可低于结构整体的设计使用年限，并应在设计文件中明确规定。单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级材料要求材料要求 混凝土材料：应根据结构所处的环境类别、作用等级和结构设计使用年限，按同时满足混凝土最低强度等级、最大水胶比和混凝土原材料组成的要求确定。对重要工程或大型工程，应针对具体的环境类别和作用等级，分别提出抗冻耐久性指数、氯离子在混凝土中的扩散系数等具体量化耐久性指标。结构构件的混凝土强度等级应同时满足耐久性和承载能力的要求。单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四

30、级 第五级耐久性要求的配筋混凝土最低强度等级耐久性要求的配筋混凝土最低强度等级环境类别与作用等级环境类别与作用等级设计使用年限设计使用年限100年年50年年30年年I-AC30C25C25I-BC35C30C25I-CC40C35C30II-CCa35,C45Ca30,C45Ca30,C40II-DCa40Ca35Ca35II-ECa45Ca40Ca40III-C，IV-C，V-C，III-D，IV-DC45C40C45V-D，III-E，IV-EC50C45C45V-E，III-FC55C50C50注：注：1、预应力混凝土构件的混凝土最低强度等级不应低于预应力混凝土构件的混凝土最低强度等级不

31、应低于C40C402 2、如能加大钢筋的保护层厚度，大截面受压墩、柱的混凝土强度等级可以低于、如能加大钢筋的保护层厚度，大截面受压墩、柱的混凝土强度等级可以低于表中规定的数值，但不应低于素混凝土最低强度等级要求。表中规定的数值，但不应低于素混凝土最低强度等级要求。单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 素混凝土结构满足耐久性要求的混凝土最低强度等级：一般环境不应低于C15；冻融环境应根据规范的表5.3.2的规定确定化学腐蚀环境应根据规范的表7.3.2的规定确定；氯化物环境可按III-C或IV-C环境作用等级确定。单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 钢筋材

32、料：钢筋材料：直径为6mm的细直径热轧钢筋作为受力主筋，应只限在一般环境（I类）中使用，且当环境作用等级为轻微（I-A）和轻度（I-B）时，构件的设计使用年限不得超过50年；当环境作用等级为中度（I-C）时，设计使用年限不超过30年。冷加工钢筋不宜作为预应力筋使用，也不宜作为按塑性设计构件的受力主筋。公称直径不大于6mm的冷加工钢筋应只在I-A、I-B等级的环境作用中作为受力钢筋使用，且构件的设计使用年限不得超过50年。预应力筋的公称直径不得小于5mm。同一构件中的受力钢筋，宜使用同材质的钢筋。单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级构造规定构造规定 钢筋主筋、箍筋和分布筋的混

33、凝土保护层厚度应满足钢筋防锈、耐火以及与混凝土间粘结力传递的要求，且混凝土保护层厚度设计值不得小于钢筋的公称直径。具有连续密封套管的后张预应力钢筋，混凝土保护层厚度可与普通钢筋相同且不应小于孔道直径的1/2；否则应比普通钢筋增加100mm。先张法构件中预应力钢筋在全预应力状态下的保护层厚度可与普通钢筋相同，否则比普通钢筋增加10mm。直径大于16mm的热轧预应力钢筋保护层厚度可与普通钢筋相同。工厂预制的混凝土构件，其普通钢筋和预应力钢筋的混凝土保护层厚度可比现浇构件减少5mm。单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 在荷载作用下配筋混凝土构件的表面裂缝最大宽在荷载作用下配筋混

34、凝土构件的表面裂缝最大宽度计算值的限值度计算值的限值环境作用等级环境作用等级钢筋混凝土构件钢筋混凝土构件有粘结预应力混凝土构件有粘结预应力混凝土构件A A0.400.400.200.20B B0.300.300.200.20（0.150.15）C C0.200.200.100.10D D0.200.20按二级裂缝控制或按部分预应力按二级裂缝控制或按部分预应力A A类构件控类构件控制制E,FE,F0.150.15按一级裂缝控制或按全预应力类构件控制按一级裂缝控制或按全预应力类构件控制对裂缝宽度无特殊外观要求的，当保护层设计厚度超过对裂缝宽度无特殊外观要求的，当保护层设计厚度超过30mm30mm时

35、，时，可将厚度取为可将厚度取为30mm30mm计算裂缝的最大宽度。计算裂缝的最大宽度。括号中的宽度适用于采用钢丝或钢绞线的先张预应力构件；括号中的宽度适用于采用钢丝或钢绞线的先张预应力构件；有自防水要求的混凝土构件，其横向弯曲的表面裂缝计算宽度有自防水要求的混凝土构件，其横向弯曲的表面裂缝计算宽度不应超过不应超过0.20mm0.20mm。单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 混凝土结构构件的形状和构造应有效地避免水、汽和有害物质在混凝土表面的积聚，并应采取以下结构措施：受雨淋或可能积水的露天混凝土构件顶面，宜做成斜面，并应考虑结构挠度和预应力反拱对排水的影响；受雨淋的室外悬

36、挑构件侧边下沿，应做滴水槽、鹰嘴或采取其他防止雨水淌向构件底面的构造措施；屋面、桥面应专门设置排水系统，且不得将水直接排向下部混凝土构件的表面；在混凝土结构与上覆的露天面层之间，应设置可靠的防水层。单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 当环境作用等级为D、E、F级时，应减少混凝土结构构件表面的暴露面积，并应避免表面的凹凸变化；构件的棱角宜做成圆角。施工缝、伸缩缝等连接缝的设置避开局部环境作用不利的部位，否则应采取有效的防护措施。暴露在混凝土结构构件外的吊环、紧固件、连接件等金属部件，表面应采用可靠的防腐措施；后张法预应力体系应采取多重防护措施。单击此处编辑母版文本样式 第二

37、级 第三级 第四级 第五级施工质量的附加要求施工质量的附加要求环境作用等级环境作用等级混凝土类型混凝土类型养养 护护 制制 度度I-AI-A一般混凝土一般混凝土至少养护至少养护 1d1d大掺量矿物掺合料混凝土大掺量矿物掺合料混凝土浇筑后立即覆盖并加湿养护，至少养护浇筑后立即覆盖并加湿养护，至少养护3d3dI-B,I-C,II-C,III-C,I-B,I-C,II-C,III-C,IV-C,V-CIV-C,V-CII-D,V-DII-D,V-DII-E,V-EII-E,V-E一般混凝土一般混凝土养护至现场混凝土的强度不低于养护至现场混凝土的强度不低于28d28d标准强度的标准强度的50%50%，

38、且不少于，且不少于3d3d大掺量矿物掺合料混凝土大掺量矿物掺合料混凝土浇筑后立即覆盖并加湿养护，养护至现场混凝土浇筑后立即覆盖并加湿养护，养护至现场混凝土的强度不低于的强度不低于28d28d标准强度的标准强度的50%50%，且不少于，且不少于7d7dIII-D,IV-DIII-D,IV-DIII-E,IV-EIII-E,IV-EIII-FIII-F大掺量矿物掺合料混凝土大掺量矿物掺合料混凝土浇筑后立即覆盖并加湿养护，养护至现场混凝土浇筑后立即覆盖并加湿养护，养护至现场混凝土的强度不低于的强度不低于28d28d标准强度的标准强度的50%50%，且不少于，且不少于7d7d。加湿养护结束后应继续用养

39、护喷涂或覆盖保温、加湿养护结束后应继续用养护喷涂或覆盖保温、防风一段时间至现场混凝土的强度不低于防风一段时间至现场混凝土的强度不低于28 d28 d标准标准强度的强度的70%70%混凝土养护制度要求混凝土养护制度要求 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 环境作用等级为C、D、E、F的混凝土结构构件，应按下列要求进行保护层厚度的施工质量验收：对选定的每一配筋构件，选择有代表性的最外侧钢筋816根进行混凝土保护层厚度的无破损检测；对每根钢筋，应选取3个代表性部位测量。对同一构件所有的测点，如果95%或以上的实测保护层厚度c1满足以下要求，则认为合格：C1c 式中 c保护层设计

40、厚度；保护层施工允许负偏差的绝对值，对梁柱等条形构件10mm，板墙等面构件取5mm。当不能满足的要求时，可增加同样数量的测点进行检测，按两次测点的全部数据进行统计，如仍不能满足要求，则判定为不合格，并要求采取相应的补救措施。单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级耐久性设计概要耐久性设计概要 一般环境一般环境混凝土结构的耐久性设计，应控制在正常大气作用下混凝土碳化引起的内部钢筋锈蚀。冻融环境冻融环境混凝土结构的耐久性设计，应控制混凝土遭受长期冻融循环作用引起的损伤。最冷月平均气温高于2.5C的地区，混凝土结构可不考虑冻融环境作用。对冻融环境中混凝土结构的薄壁构件，宜增加构件厚度

41、或采取有效的防冻措施。混凝土构件在施工养护结束至初次受冻的时间不得少于一个月并避免与水接触，冬期施工中混凝土接触负温时的强度应大于10N/mm2。单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级重要工程和大型工程混凝土抗冻耐久性指数重要工程和大型工程混凝土抗冻耐久性指数DFDF（%）的规定）的规定设计设计使用年限使用年限100年年50年年30年年环境条件环境条件高高度度饱饱水水中中度度饱饱水水盐或盐或化学化学腐蚀腐蚀下冻下冻融融高高度度饱饱水水中中度度饱饱水水盐或盐或化学化学腐蚀腐蚀下冻下冻融融高高度度饱饱水水中中度度饱饱水水盐或化盐或化学腐蚀学腐蚀下冻融下冻融严寒地区严寒地区寒冷地区

42、寒冷地区微冻地区微冻地区807060706060858070706050605045807060656050504540756555 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 氯化物环境氯化物环境氯化物环境中配筋混凝土结构的耐久性设计，应控制氯离子引起的钢筋锈蚀。海洋和近海地区接触海水氯化物的配筋混凝土结构构件，应按海洋氯化物环境进行耐久性设计。降雪地区接触除冰盐（雾）的桥梁、罐道、停车库、道路周围构筑物等配筋混凝土结构的构件，内陆地区接触含有氯盐的地下水、土以及频繁接触古氯盐消毒剂的配筋混凝土结构的构件，应按除冰盐等其他氯化物环境进行耐久性设计。降雪地区新建的城市桥梁和停车库

43、楼板，应按除冰盐氯化物环境作用进行耐久性设计。单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级氯化物环境中的重要配筋混凝土结构的抗氯离子侵入性指标设计使用年限设计使用年限100年年50年年作用等级作用等级侵入性指标侵入性指标DEDE28d龄期氯离子扩散系数龄期氯离子扩散系数 DRCM（1012/s）74106*表中的表中的 值适用于较大或大掺量矿物掺合料混凝土，对于胶凝值适用于较大或大掺量矿物掺合料混凝土，对于胶凝材料主要成分为硅酸盐水泥的混凝土，应采取更为严格的要求。材料主要成分为硅酸盐水泥的混凝土，应采取更为严格的要求。单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 化学

44、腐蚀环境化学腐蚀环境 化学腐蚀环境下混凝土结构的耐久性设计，应控制混凝土遭受化学腐蚀性物质长期侵蚀引起的损伤。严重化学腐蚀环境下的混凝土结构构件，应结合当地环境和对既有建筑物的调查，必要时可在混凝土表面施加环氧树脂涂层、设置水溶性树脂砂浆抹面层或铺设其他防腐蚀面层，也可加大混凝土构件的截面尺寸。对于配筋混凝土结构薄壁构件宜增加其厚度。当混凝土结构构件处于硫酸根离子浓度大于1500mg/L的流动水或pH值小于3.5的酸性水中时，应在混凝土表面采取专门的防腐蚀附加措施。单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 后张预应力混凝土结构后张预应力混凝土结构后张预应力混凝土结构除应满足钢筋

45、混凝土结构的耐久性要求外，尚应根据结构所处环境类别和作用等级对预应力体系采取相应的多重防护措施。在严重环境作用下，当难以确保预应力体系的耐久性达到结构整体的设计使用年限时，应采用可更换的预应力体系。单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级混凝土原材料的选用混凝土原材料的选用混凝土胶凝材料混凝土胶凝材料单位体积混凝土的胶凝材料用量单位体积混凝土的胶凝材料用量最低最低强度等级强度等级最大最大水胶比水胶比最小用量最小用量（kg/mkg/m3 3）最大用量最大用量（kg/mkg/m3 3）C25C250.600.60260260400400C30C300.550.55280280C35

46、C350.500.50300300C40C400.450.45320320450450C45C450.400.40340340C50C500.360.36360360480480C55C550.360.36380380500500注：1 表中数据适用于最大骨料粒径为20mm的情况，骨料径较大时宜适当降低 胶凝材料用量，骨料粒径较小时可适当增加；2 引气混凝土的胶凝材料用量与非引气混凝土要求相同；3 对于强度等级达到C60的泵送混凝土，胶凝材料最大用量可增大至530kg/m3 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 配筋混凝土的胶凝材料中，矿物掺合料用量配筋混凝土的胶凝材料中，

47、矿物掺合料用量占胶凝材料总量的比值应根据环境类别与作占胶凝材料总量的比值应根据环境类别与作用等级、混凝土水胶比、钢筋的混凝土保护用等级、混凝土水胶比、钢筋的混凝土保护层厚度以及混凝土施工养护期限等因素综合层厚度以及混凝土施工养护期限等因素综合确定，并应符合下列规定：确定，并应符合下列规定：长期处于室内干燥I-A环境中的混凝土结构构件，当其钢筋（包括最外侧的箍筋、分布钢筋）的混凝土保护层20mm，水胶比 0.55时，不应使用矿物掺料或粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥；长期湿润I-A环境中的混凝土结构构件，可采用矿物掺合料，且厚度较大的构件宜采用大掺量矿物掺合料混凝土。单击此处编辑母版文本样式 第

48、二级 第三级 第四级 第五级 I-B、I-C环境和II-C、II-D，II-E环境中的混凝土结构构件，可使用少量矿物掺合料，并可随水胶比的降低适当增加矿物掺合料用量。当混凝土的水胶比W/B0.4时，不应使用大掺量矿物掺合料混凝土。氯化物环境和化学腐蚀环境中的混凝土结构构件，应采用较大掺量矿物合料混凝土，III-D、IN-D、III-E、IV-E、III-F环境中的混凝土结构构件，应采用水胶比W/B0.4的大掺量矿物掺合料混凝土，且宜在矿物掺合料中再加入胶凝材料总重的3%5%的硅灰。单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 用作矿物掺合料的粉煤灰应选用游离氧化钙含量不大于10%的

49、低钙灰。冻融环境下用于引气混凝土的粉煤灰掺合料，其含碳量不宜大于1.5%。氯化物环境下不宜使用抗硫酸盐硅酸盐水泥。硫酸盐化学腐蚀环境中，当环境作用为V-C和V-D级时，水泥中的铝酸三钙含量应分别低于8%和5%；当使用大掺量矿物掺合料时，水泥中的铝酸三钙含量应分别低于10%和8%；当环境作用为V-E时，水泥中的铝酸三钙含量应低于5%，并应同时掺加矿物掺合料。单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 硫酸盐环境中使用抗硫酸盐水泥或高抗硫酸盐水泥时，宜掺加矿物掺合料。当环境作用等级超过V-E级时，应根据当地的大气环境和地下水变动条件，进行专门实验研究和论证后确定水泥的种类和掺合料用量

50、，且不应使用高钙粉煤灰。硫酸盐环境中的水泥和矿物掺合料中，不得加入石灰石粉。对可能发生碱-骨料反应的混凝土，宜采用大掺量矿物掺合料；单掺磨细矿渣的用量占胶凝材料总重s 50%，单掺粉煤灰 f40%，单掺火山质材料不小于30%，并应降低水泥和矿物掺合料中的含碱量和粉煤灰中的游离氧化钙含量。单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级混凝土中氯离子、三氧化硫和碱含量混凝土中氯离子、三氧化硫和碱含量混凝土中氯离子的最大含量（水溶值）混凝土中氯离子的最大含量（水溶值）环境作用等级环境作用等级构件类型构件类型钢筋混凝土钢筋混凝土预应力混凝土预应力混凝土I-AI-A0.3%0.3%0.06%0