条文说明「混凝土结构耐久性设计标准」 GB/T50476-2019

中华人民共和国国家标准

混凝土结构耐久性设计标准

GB/T 50476-2019

条文解释

《混凝土结构耐久性设计标准》GB/T 50476-2019，由住房和城乡建设部于2019年6月19日第176号公告批准发布。

本标准是在《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T 50476-2008的基础上修订的。 上一版主编为清华大学，参与单位为中国建筑科学研究院、国家工程结构检测院。 中心、北京市政工程设计研究院、同济大学、西安建筑科技大学、大连理工大学、中交第四航务工程研究院、中交天津港务工程研究院、路桥集团桥梁技术有限公司、中国建筑工程股份有限公司、中国建筑工程总公司，主要起草人：陈招远、邸晓坦、李克飞、连惠珍、徐友林、鲍起伟、王庆林、黄士元、金伟良、钱卫忠、赵军、朱万旭、鲍伟刚、潘德强、孙伟、王凯、陈伟凡、巴恒景、卢欣英、谢永江、郝廷玉、邓德华、冷广发、苗长文、钱嘉茹、王庆祥、张欣、邢峰、尤天智，赵铁军。

在本标准修订过程中，编制组进行了广泛的调查研究，总结了近年来我国在混凝土结构和材料耐久性方面的科研成果和工程经验，并参考了国外先进技术标准和同类研究成果。分析关键问题的时期。 对技术方面进行了深入的研究和讨论，这些工作为标准的修订积累了宝贵的资料。 同时，修订过程中广泛征求意见也为标准的修订提供了很大帮助。

为了便于广大设计、施工、科研、学校等单位相关人员在使用本标准时正确理解和执行本标准的规定，编制组编制了《混凝土结构耐久性设计标准》本标准按章、节、条的顺序规定。 解释说明了本规定的目的、依据以及实施中需要注意的有关事项。 但条款的描述并不与标准正文具有同等效力，仅作为使用者理解和掌握标准条款的参考。

1 一般

1.0.1 我国《建筑法》（2011年修订版）规定：“在建筑物的合理使用期限内，必须保证基础工程和主体结构的质量”（第六十条）、“在合理使用期限内建筑物在使用期限内，因建设工程质量不合格造成损害的，有权向责任人要求赔偿”（第八十条）。所谓“合理”寿命一个项目的建设首先要满足项目本身的“功能”需要（安全性、适用性、耐久性等），其次是“经济性”，最后才符合国家、社会和人民的根本利益（公共安全、环境保护和资源节约等）。

项目业主和设计者应注重项目的功能需求和经济性，同时以国家批准的法规和技术标准规定的最低年龄要求来保障社会和公众的根本利益。 设计者在进行工程设计前，应首先听取业主和用户对工程合理使用寿命的要求，然后以合理使用寿命为目标确定主体结构的合理使用寿命。

建筑物的使用寿命是土木工程质量的集中体现。 建筑物主体结构的设计使用寿命与建筑物的合理使用寿命在数量级上。 本标准的目标是通过耐久性设计，保证混凝土结构具有经济合理的使用寿命，体现资源节约和可持续发展的原则和政策。

1.0.2 本条确定了本标准的适用范围。 除房屋建筑和一般结构混凝土结构外，本标准适用于其他基础设施工程，如桥梁、涵洞、隧道、地铁、轻轨、管道等混凝土结构。 公路桥梁、涵洞和铁路工程的混凝土结构可按本标准的有关规定进行耐久性设计。

本标准不适用于轻骨料混凝土、纤维混凝土、蒸压混凝土等特种混凝土。这些混凝土材料在环境影响下的降解速度和机理与普通混凝土不同。 低周重复载荷和持续载荷的影响也会导致材料性能下降，但它们更多地与材料的机械损伤相关，与环境影响下的耐久性问题不同，因此本标准不予考虑。

本标准不涉及工业生产高温高湿环境、微生物腐蚀环境、电磁环境、高压环境、杂散电流和特殊腐蚀环境下混凝土结构的耐久性设计。 特殊腐蚀环境下混凝土结构的耐久性设计可按照现行国家标准《工业建筑腐蚀设计标准》GB/T 50046等专用标准或在特殊耐久性研究的基础上进行，并应注意对不同设计使用寿命的结构应采用不同的防腐要求。

1.0.3 混凝土结构耐久性设计的主要目标是保证主体结构能够达到规定的设计使用寿命，满足建筑物合理的使用寿命要求。 主体结构的设计使用寿命虽然与建筑物的合理使用寿命源自同一理念，但数值并不相同。 合理的使用寿命是一个确定的预期值，而设计使用寿命必须考虑环境影响、材料性能等因素对结构耐久性的影响，并要求有足够的保证率，以便设计的主体结构项目可以实现。 满足《建筑法》规定的“保证”要求（见本标准附录A）。 设计者需要考虑项目重要性、环境条件等具体特征，必要时采用高于本标准规定的要求。 环境影响下的耐久性问题非常复杂，存在较大的不确定性和不确定性。 目前还缺乏足够的工程经验和数据积累。 因此，在使用本标准时，如果有可靠的调查类比和试验依据，在经过专门论证的基础上，可以对本标准的规定进行部分调整。 此外，各地应根据当地环境特点和工程实践经验，制定相应的地方标准，进一步细化和明确本标准的相关规定。

1.0.4 本条明确了本标准与其他相关标准的关系。 我国现行标准中对混凝土结构耐久性的规定，不能完全满足结构设计使用寿命的要求。 编制本标准的主要目的是完善相应的耐久性设计标准。 混凝土结构的耐久性设计应按本标准执行。 本标准未提及的其他涉及耐久性设计的内容，按照现行国家技术标准的有关规定执行。

2 术语和符号 2.1 术语

2.1.9 本术语指《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153-2008中设计使用寿命的定义（术语2.1.5）。 该定义不区分结构整体的设计使用寿命和构件的设计使用寿命，统一以是否检修作为使用寿命结束的标准。 本标准相关章节中，从耐久性设计的角度，对结构完整性和构件构件的设计使用寿命进行了区分，并对不同环境影响下的结构完整性和构件构件的设计使用寿命采用了不同的准则。

2.1.13 采用引气技术的混凝土，气泡体积包括加入引气剂后形成的气泡体积和混凝土搅拌过程中带入的空气体积。

2.1.21 本标准所称矿物掺合料混凝土为:硅酸盐水泥中单独掺入粉煤灰的量不低于胶凝材料总重量的30%,与水泥掺入的细矿渣量不低于30%。小于胶凝材料总重量的30%。 胶凝材料总重量的50%； 两种矿物掺合料联合使用时，粉煤灰掺量比0.3与细磨矿渣掺量比0.5之比之和不小于1。

矿物掺合料混凝土的水胶比通常不高于0.45。 配制混凝土时，需要延长搅拌时间，以达到混合料的均匀性。 在成型过程完成之前，应避免和减少水分的蒸发。 成型后应加强保养。

2.1.22 钢材包括纵向钢筋、箍筋和分布钢筋。

2.1.27 本标准所称钢筋混凝土结构中的增强材料不包括不锈钢、耐候钢或聚酯材料等有机材料制成的增强材料，也不包括纤维增强材料。

3 基本规定 3.1 设计原则

3.1.1混凝土结构的耐久性设计可分为经验法和定量法。 经验法将环境影响按其严重程度定性划分为若干作用级别，并在工程经验类比的基础上，直接规定不同环境作用级别下混凝土结构构件的混凝土材料的耐久性质量要求（通常是混凝土强度等指标） 、水灰比、胶凝材料用量）以及钢筋保护层厚度等结构要求。 近年来，经验方法得到了很大改进：首先根据材料的降解机理确定不同的环境类别，然后根据温度、湿度等不同环境条件及其在条件下的变化来区分环境作用水平。每个类别，这样才更准确。 详细描述环境影响； 其次，对不同设计使用寿命的结构件提出不同的耐久性要求。

在结构耐久性设计的定量方法中，需要定量定义环境影响，然后选择合适的退化模型来获得环境影响效果，以及耐久性极限状态下环境影响效果与耐久性能之间的关系可以得到，它可以用于使用寿命计算材料和结构参数，也可以根据确定的材料和结构参数来验证使用寿命。 作为耐久性设计目标，结构设计的使用寿命应具有规定的安全程度，因此在环境影响与耐久性阻力之间的关系中应引入相应的安全系数，并在结构设计时满足所需的保证。使用非确定性方法来设计Rate。 混凝土结构耐久性极限状态和设计使用寿命安全的具体规定参见本标准附录A。

需要说明的是，耐久性设计的经验方法和定量方法并不对立。 两者在同一设计过程中相辅相成：经验法确定总体布局、结构、耐久性控制过程和材料类型，定量法在此基础上确定总体布局、结构、耐久性控制过程和材料类型。 确定耐久性极限状态，对材料性能和施工参数进行定量设计。 目前，环境影响下耐久性设计的定量计算方法尚不成熟，不足以在工程中广泛应用。 在各种劣化机制的计算模型中，可用的模型仅限于对钢筋开始腐蚀的年龄进行定量估计。 目前国内外混凝土结构设计规范中，采用的耐久性设计仍主要通过耐久性要求来实现。

该标准改进了传统的经验方法。 除细化环境类别和作用水平外，在混凝土的耐久性质量要求中，该标准不仅规定了不同环境类别和作用水平下的最低强度等级、最大水灰比和混凝土原材料成分，还提出了混凝土抗冻耐久性指数、氯离子扩散系数等耐久性指标的定量规定； 同时，基于耐久性要求，对工程使用阶段的结构施工方法、施工质量控制、维护检测等方面做出了较为具体的规定。 设计使用寿命所需的安全程度隐含在标准的上述规定中。

3.1.2 本文提出了混凝土结构耐久性设计的基本内容，强调耐久性设计不限于确定材料的耐久性指标和钢筋混凝土保护层的厚度。 适当的防水施工措施可以非常有效地减轻环境影响，因此是耐用设计的重要组成部分。 混凝土结构的耐久性在很大程度上还取决于混凝土施工时的成型工艺质量和钢保护层厚度的施工误差。 目前国内的施工规范很少考虑耐久性要求，因此必须提出基于耐久性的成型。 过程控制和保护层厚度的质量验收要求。

在恶劣的环境条件下，单纯提高混凝土保护层的材料质量、增加保护层的厚度往往不能保证设计的使用寿命。 在这种情况下，应采取一项或多项附加防腐措施，形成合理的多重防护策略。 ; 对于使用过程中难以检测和修复的关键部件，如预应力钢绞线，应采取多重防护措施。

混凝土结构的设计使用寿命是根据预定的维护和使用条件确定的。 因此，耐久性设计需要明确结构使用阶段的维护和检测要求，包括设置必要的检测通道、预留检测和维护的空间和装置等； 这些结构和设施必须在设计阶段就确定，并且这些结构设施需要支持长期的测试和维护，因此其自身的长期耐久性也需要进行设计，以确保其使用寿命不低于结构或经过检查和维护的组件。 从目前的工程实践来看，对于飞溅区的钢筋混凝土构件，必要的结构设施包括：在构件表面预留永久性的检查维护通道和栏杆、拆除预应力钢筋（钢绞线）以及除预应力筋外。预埋钢件，钢筋采用点焊连接。 对于重要项目，需要预设耐久性监测和预警系统。

对于环境影响严重的混凝土工程，为保证使用寿命，除施工前进行结构耐久性设计外，竣工后​​还应根据实测混凝土耐久性和保护层厚度重新进行结构耐久性设计，以保证结构的使用寿命。满足特定要求。 出现问题应及时采取措施解决； 在结构的使用寿命内，仍需根据实测的材料劣化数据，根据结构的剩余使用寿命做出判断，并继续重新设计问题，必要时增加防腐措施或及时维修。

3.1.3 本文在设计阶段提出了混凝土结构使用阶段维护制度设计的内容和原则。 传统的结构设计不包括结构寿命期间的维护方法和策略。 近年来，全寿命、全过程的概念逐渐被土木工程领域所接受：结构设计应综合考虑使用寿命期间的设计、施工和维护管理，使结构在不同阶段的性能能够得到体现。在设计阶段就最大化。 考虑最终使结构设计能够满足每个阶段的性能要求并优化结构的生命周期成本。

混凝土结构的使用寿命占其整个生命周期（设计、施工、使用、拆除等）的大部分。 合理规划结构和构件在使用寿命期间的维护系统对于抵消环境影响引起的性能下降、保持结构的性能至关重要。 水平很重要。 这部分称为混凝土结构的维护设计，需要根据设计阶段的结构设计方案和具体的耐久性设计措施，合理规划使用寿命期间的维护技术和维护频率。 对于环境影响轻微、使用寿命较短的结构，在设计阶段将混凝土结构设计成免维护可能是有利的； 对于环境影响严重或使用寿命长的结构，在设计阶段将混凝土结构设计为免维护可能是有利的。 长期维护技术与频率的结合，将使结构全寿命周期的成本更加合理。 同时，一些工业建筑的维护保养一般需要结合工艺设备的维护和更新综合考虑。 因此，除了环境影响导致的性能下降外，这些结构和部件的维护系统还需要考虑具体的使用要求。

设计阶段进行的耐久性设计和维护设计并不矛盾，两者保证了结构在不同结构周期的使用寿命。 维护设计的必要性来自两个基本方面：①耐久性设计过程中的不确定因素导致结构实际使用寿命保证率的不确定性。 使用期间需要补充必要的维护方法，以提高结构的稳定性。 抵抗这些不确定因素的能力； ② 在环境影响严重或使用寿命较长的情况下，最初的耐久性设计可能无法一次性达到使用寿命，或者使用寿命的设计保证率较低，需要采用维修技术来解决。当达到预期使用寿命时，维护设计实际上是耐久性设计向使用寿命的延伸。

本文中的维护设计不仅涉及具体的维护技术和频率，还包括与维护相关的检测和修复技术。 目前，混凝土结构的维护设计仍然是一件新鲜事，但它对于合理、有效地保证混凝土结构达到其预期使用寿命发挥着重要作用。

3.2 环境类别和环境行动水平

3.2.1根据混凝土材料的劣化机理，本条将环境类别分为5类，用大写罗马字母IV表示：

一般环境（I类）是指仅受正常大气（二氧化碳、氧气等）、温度、湿度（水分）的影响，不受冻融、氯化物及其他化学腐蚀物质的影响。 一般混凝土结构的环境侵蚀主要是表层混凝土碳化、氧气和水分引起的钢筋腐蚀。 混凝土具有高碱性，钢筋在高碱性环境下会在表面形成致密的钝化膜，使钢筋具有良好的稳定性。 当空气中的二氧化碳扩散到混凝土中时，会通过化学反应（碳化）降低混凝土的碱度，使钢筋表面失去稳定性，在氧气和水分的作用下引起腐蚀。 所有混凝土结构都会受到大气、温度和湿度的影响，在耐久性设计中应予以考虑。 冻融环境（II类）会对混凝土造成冻融破坏。 当混凝土内部含水量较高时，冻融循环的影响会导致内部或表面损坏。 如果水中含有盐分，损害会更严重。 因此，冰冻地区与雨水、水接触的露天混凝土构件应根据冻融环境进行考虑。 另外，反复冻融对混凝土保护层造成的破坏也会缩短内部钢筋开始生锈的时间。 在海洋和除冰盐等氯化物环境（III 类和 IV 类）中，氯离子可以从混凝土表面迁移到混凝土内部。 在钢筋表面积累到一定浓度（临界浓度）后，就会引起钢筋的腐蚀。 氯离子对钢筋的腐蚀程度比一般环境下单纯由大气作用引起的腐蚀严重得多（I级）。 这是耐久性设计的关键问题之一。 在化学腐蚀环境（Ⅴ类）中，混凝土的劣化主要是土壤和水中的硫酸盐、酸类以及大气中的硫化物、氮氧化物等化学物质对混凝土的化学作用造成的。 它也是由盐结晶等物理作用引起的。 的破坏。

本标准所指的环境影响是指与混凝土表面直接接触的局部环境影响。 同一结构中的不同构件或同一构件的不同部位可能存在不同的局部环境，在耐久性设计时可以单独考虑。

3.2.2 所有结构部件都会遇到一般环境（I 类）的影响，需要予以考虑。 当同时受到两种或两种以上环境作用时，混凝土构件的耐久性要求通常由作用程度较高的环境类型来确定或控制，但对于冻融环境（II类）或化学腐蚀环境（V 级） 例外情况，例如，加气混凝土可能必须在严重的冻融环境中使用。 在混凝土原材料选择、结构施工、混凝土施工和养护等方面也有特殊要求，因此，当结构和构件同时受到多种类型的环境影响时，原则上应全部考虑以满足其在单独作用下的耐久性要求。

3.2.3 本条根据对混凝土结构的影响程度，将环境影响定性分为六级，用大写字母AF表示。 一般环境的影响范围为轻度至中度（Ⅰ-A、Ⅰ-B、Ⅰ-C），而其他环境的影响范围为中度至极严重。 由于腐蚀机理不同，同一作用等级（如Ⅰ-C、Ⅱ-C、Ⅲ-C）在不同环境类别下的耐久性要求相似，但并不完全相同。 各环境行动等级对应的具体环境条件参见本标准第4章至第7章的规定。

将环境类别细化到环境行动水平，完成了耐久性设计从经验方法到适度定量方法的转变。 当实际环境条件接近两个相邻行动水平的边界时，可能会出现难以确定的情况。 设计者需要调查当地的环境条件和现有项目的恶化情况，综合考虑项目的重要性等因素。 当然。 在确定环境对混凝土结构的影响水平时，还应充分考虑结构使用期间环境影响因素可能的演变。

由于本标准所指的环境影响是指与混凝土表面直接接触的局部环境影响，因此同一结构中的不同构件或同一构件的不同部位可能会受到不同程度的环境影响。 例如，如果外墙板的室外侧遭受雨水、潮湿或干湿交替，其作用等级可以是IB或IC； 室内侧受环境影响较小，作用等级为IA； 此时，内外侧面加固所需的保护层厚度可以不同。 实际工程设计中还应考虑施工可行性。 例如，海洋环境中桥梁的同一桥墩可能位于水下区、水位变化区、溅水区和大气区。 最严重的局部环境影响应该是干湿交替。 飞溅区和水位变化区，特别是飞溅区； 此时，应按统一作用等级考虑整个构件中钢保护层的最小厚度和混凝土的最大水灰比和最低强度等级； 若钢筋混凝土无附加防腐措施，则须按飞溅区环境行动等级Ⅲ-E或Ⅲ-F确定。

3.2.4混凝土中的碱（Na2O和K2O）与砂石骨料中的活性硅发生反应，称为碱硅反应（Aggregate-silica Reaction，简称ASR）； 有些碳酸盐岩骨料还可与碱发生反应，称为碱碳酸盐反应（Aggregate-carbonate Reaction，简称ACR）。 骨料界面碱骨料反应生成的膨胀产物会引起混凝土开裂，国内外已有此类工程破坏的实例。 环境作用下的化学腐蚀反应大多从构件表面开始，但碱骨料反应发生在构件内部。 碱骨料反应是一个长期的过程，其损害需要数年时间才会出现，而混凝土表面一旦出现裂缝，往往严重到无法修复的程度。

碱骨料反应发生的充分条件是：混凝土碱含量高、骨料活性高、同时存在水。 当骨料处于活性状态时，限制混凝土的碱含量，并在混凝土中添加适量的粉煤灰、矿渣或沸石岩等外加剂，可抑制碱骨料反应； 使用致密的低水胶比混凝土可以有效防止水分进入混凝土内部，有利于防止反应的发生。 混凝土碱含量规定见附录B。 2、具体技术措施参见现行国家标准GB/T 50733《混凝土中防止碱骨料反应技术规范》。

混凝土钙矾石延迟形成（Delayed Ettrinite Formation，缩写为DEF）也是混凝土内部组分之间的化学反应。 混凝土中的钙矾石是硫酸盐、铝酸三钙和水反应的产物。 一般是在混凝土搅拌后水泥水化初期形成。 If the formation of ettringite is inhibited under the condition of hydration temperature rise, it may react again if it contacts with water after the concrete hardens, delaying the formation of ettringite. The ettringite expands in volume during its formation, causing the concrete to crack. Early steam curing of concrete or high internal temperature will increase the possibility of delayed formation of ettringite. The main ways to prevent the delayed formation of ettringite reaction are to reduce the curing temperature, limit the sulfate and C3A content of cement, and avoid concrete contact with moisture during the service stage. Entraining air in concrete can also mitigate its destructive effects.

The flowing soft water can dissolve the calcium hydroxide in the cement paste, reduce the compactness of the concrete and affect the stability of other calcium hydrates. Under long-term corrosion, the pH value of the pore solution of the concrete material will decrease, and the dissolution of calcium silicate hydrate will lead to a decrease in the strength of the material. The dissolution rate of a material is closely related to the pore structure of the material, the composition of the pore solution, the composition of the soft water in the environment, and the fluidity. Acidic groundwater has a similar effect. Increasing the compactness of concrete helps to reduce the dissolution of calcium hydroxide.

3.2.5 Erosion and wear will weaken the section of concrete members. At this time, wear-resistant concrete with a higher strength grade should be used. Usually, the thickness that may be worn should be considered as a sacrificial thickness within the thickness of the concrete protection layer of the member section or steel bar. 。

The anti-abrasion properties of different aggregates are quite different. Studies have shown that the hardness and wear resistance of aggregates play an important role in the abrasion resistance of concrete, for example, granite aggregates are better than limestone aggregates. Incorporating silica fume into cementitious materials can also effectively improve the abrasion resistance of concrete.

3.3 Design service life

3.3.1 This article specifies the principles for determining the design service life of concrete structures. The relationship between the design service life of the structure and the reasonable service life stipulated in my country's "Building Law" is shown in 1.0.1 and 1.0.3.

The service life of the structural design is the period with a certain guarantee rate under the determined environmental effects and maintenance and use conditions. The design service life should be determined jointly by the designer and the owner, first of all, it must meet the functional requirements of the engineering design object and the interests of users, and it should not be lower than the provisions of relevant laws and regulations.

The current national standard "Unified Standard for Reliability Design of Engineering Structures" GB 50153 stipulates the design service life of buildings, highway bridges and culverts, railway bridges and culverts, and port engineering structures; The design service life of the structure is determined according to the provisions of JTG B01, "Technical Specifications for Urban Rail Transit" GB 50490, and "Technical Specifications for Urban Water Supply and Drainage" GB 50788.

3.3.2 This article explains the connotation of the design service life of structures and components for different types of structures.

See term 2.1.9 of this standard for the definition of design service life, which is derived from GB 50153 "Unified Standard for Reliability Design of Engineering Structures". According to this definition, the design service life of a structure or component is bounded by the need for major repairs. It should be said that this expression is appropriate for the definition of the design service life of components: a single component needs to be overhauled or replaced, and its service life should be considered as ended. However, using this expression to define the design service life of the overall structure may cause deviations, because the overhaul and replacement of partial components does not mean the loss of the use function of the overall structure. For structures (systems) with long service life, severe environmental effects, or complex components, there will be inconsistencies between the service life at the component level and the service life of the overall structure.

Under severe (including serious, very serious and extremely severe) environmental effects, when individual components of a concrete structure cannot reach the design service life of the overall structure due to technical conditions and economics (such as the cables of a cable-stayed bridge), after consultation with the owner After being consistent, it can be designed as a component that is easy to replace or can be overhauled within the expected period of time, and the expected period of replacement or overhaul should be indicated in the design documents. Structural components that need to be overhauled or replaced should be repairable, can be repaired or replaced economically and reasonably, and have corresponding construction operation conditions.

3.4 Material requirements Ⅰ Concrete

3.4.1 According to the environmental category, function level and design service life of the structure, the standard stipulates the minimum strength level and maximum water-binder ratio of concrete materials in different environments in Chapters 4 to 7. For details, see The provisions of Articles 4.3.1, 5.3.2, 6.3.2 and 7.3.2 of this standard. Appendix B stipulates the composition limit range of concrete raw materials. The restricted range of raw materials includes the type and dosage of Portland cement, the dosage range of mineral admixtures in cementitious materials, the content of tricalcium aluminate in cement, and the total amount of harmful components in raw materials (such as chloride ions, sulfate ions, alkali solution, etc.) and the maximum particle size of coarse aggregate, etc. See Appendix B of this standard for details. 1.B. 2 and B． 3.

Usually, only the minimum strength grade and maximum water-cement ratio of concrete need to be stated in the design documents. For the selection of concrete raw materials, it can be indicated in the design document that the construction unit and concrete supplier shall comply with the specified environmental action categories and levels according to Appendix B of this standard. 1. B． 2 and B． 3 execution. For large and important projects, structural engineers should work together with materials engineers to determine the specific technical requirements for concrete and its raw materials during the design stage.

3.4.2 Commonly used concrete durability indicators include concrete impermeability grade in general environment, frost resistance durability index or frost resistance grade in freeze-thaw environment, diffusion coefficient of chloride ions in concrete in chloride environment, etc. . These indicators are measured by laboratory standard rapid test methods and can be used to compare the relative durability performance of concrete with different proportions. They are mainly used for concrete quality control and quality inspection during the construction stage.

The age of concrete in standard rapid tests is too short, so the durability indicators obtained often cannot faithfully reflect the long-term durability performance of concrete in actual structures. Some concretes with excellent long-term durability performance in actual projects, such as mineral admixture concrete with a low water-to-cement ratio and a fly ash content of more than 30%, due to their slow hydration speed, are not tested according to the standard in rapid tests. The resistance to chloride ion diffusion measured at age is often higher than that of mineral-free admixture concrete with the same water-to-cement ratio; but in fact, the former's long-term resistance to chloride ion intrusion is much better than that of the latter.

The hydraulic pressure impermeability grade is suitable for evaluating the impermeability of low-strength concrete. For dense concrete, the chloride ion diffusion coefficient is suitable as a durability index. In addition, the gas permeability and resistivity of concrete can also be used as durability indicators to measure the density of concrete materials.

3.4.3 This article stipulates the principles for selecting concrete strength in the design of concrete structures. The strength grade of concrete required for structural members is in many cases determined by environmental effects rather than controlled by load effects. Therefore, before designing the bearing capacity of components, you should first understand the minimum strength level of concrete required for durability.

3.4.4 This article specifies the minimum strength grade of reinforced concrete required for durability. For grade II-D and II-E in freeze-thaw environment, the strength grade given in Table 3.4.4 is the strength grade of air-entrained concrete; for grade II-C in freeze-thaw environment, Table 3.4.4 also Strength classes are given for air-entrained and non-air-entrained concrete.

The durability strength level in Table 3.4.4 is mainly the requirement for the reinforced concrete protective layer. The density of the protective layer concrete is required through the strength index. The density of the protective layer of concrete and its own thickness are two important factors for the protection of internal steel bars.

3.4.5 There is no steel corrosion problem in plain concrete structures, so the minimum strength level of concrete can be determined according to a lower environmental action level in general environments and chloride environments. For freeze-thaw environments and chemical corrosion environments, environmental factors will directly cause the deterioration of concrete materials. Therefore, the strength grade requirements for plain concrete are the same as those for reinforced concrete.

3.4.6 For compression components such as piers and columns with larger cross-sections, the concrete strength of the full cross-section needs to be increased to meet the durability requirements of the steel protective layer. If it results in a significant increase in cost, it may be considered to increase the thickness of the steel protective layer or to Methods to take additional anti-corrosion measures on the concrete surface.

Ⅱ Rebar

3.4.8 The prestressed tendons referred to in this article are single prestressed steel wires used in pre-tensioned members, excluding single steel wires in steel strands.

Cold-worked steel bars and small-diameter steel bars are relatively sensitive to corrosion, and their durability requirements need to be increased accordingly when used as main stress-bearing bars. Small diameter steel bars can be used as structural steel bars.

3.4.9 If the steel bars buried in concrete are made of different materials and have conductive connections with each other, the corrosion of the steel bars will be caused by the potential difference. Therefore, steel bars of the same grade or code should be used. In particular, there must be no conductive connection between metal embedded parts of different materials (such as galvanized steel and ordinary steel, steel and aluminum).

3.4.10 The current national standards "Steel for reinforced concrete Part 1: Hot-rolled plain steel bars" GB/T 1499.1 and "Steel for reinforced concrete Part 2: Hot-rolled ribbed steel bars" GB/T 1499. 2 Specify the types and technical requirements of steel bars for reinforced concrete. The steel materials include carbon steel and low alloy steel according to their composition. The corrosion resistance of low-alloy steel bars depends on their alloy composition and surface state. However, GB/T 1499.1 and GB/T 1499.2 divide the strength levels of hot-rolled steel bars based on the yield strength of the steel bars, and set a unified upper limit for the alloy composition of steel bars of the same level. There is no distinction between alloy content and different levels of steel bars. The delivery status of the steel bars is all hot-rolled, and there is no clear difference in the surface condition of the products. At present, there is no systematic data on corrosion tests and observations of alloy steel bars with different compositions. Judging from the corrosion test data accumulated so far, the corrosion sensitivity of fine-grained steel bars is basically the same as that of ordinary carbon steel. Data in this area need to be further accumulated and improved. This standard is based on currently available data and adopts the same durability requirements for different grades of hot-rolled steel bars (carbon steel and low alloy steel) in national standards.

不锈钢筋通过改变钢筋的化学成分，增加了Cr、Ni、Mo等减少钢铁腐蚀的有效元素，可在钢筋表面形成一层致密的富铬氧化膜，阻止氯离子渗入而获得抗锈蚀能力，从根本上改善了钢材的耐蚀性能。自20世纪30年代不锈钢筋在工程中已有应用，墨西哥海港不锈钢筋混凝土桥梁、伦敦Guildhall工程使用的316奥氏体不锈钢、美国Parkway公路桥使用的2205双相不锈钢至今结构状态良好，已有80年的工程实践。近年来，我国在跨海工程建设中也采用了不锈钢筋作为严酷环境作用下的防腐蚀措施。不锈钢筋的耐腐蚀能力可以由耐点蚀当量PREN值来表示，不锈钢成分不同，其PREN值也有所不同。英国标准BS 6744-2009建议，较长设计年限或难以维护的结构宜采用PREN＜30的不锈钢筋，氯离子可能发生沉积的部位宜采用30＜PREN≤40的不锈钢筋。我同的不锈钢相关标准为《钢筋混凝土用不锈钢钢筋》YB/T 4362。

耐蚀钢筋同样通过在钢材中添加适量耐蚀合金元素(Cu、P、Cr、Ni、Mo、Re等)来提高钢筋的耐腐蚀环境的能力，其耐蚀能力通过与普通碳素钢的抗腐蚀能力的比值来表示。我国相关标准为《钢筋混凝土用耐蚀钢筋》YB/T 4361，其中要求耐蚀钢筋相对于Q235钢材的相对锈蚀率低于70％。

使用不锈钢筋和耐蚀钢筋后，构件对环境作用的抵抗能力加强。相应地，针对相同的环境作用和设计使用年限，这些钢筋对混凝土保护层的耐久性要求也与普通钢筋有所不同。工程实践中，可保守地采用与普通钢筋相同的耐久性要求，将这些钢筋的耐蚀能力作为混凝土构件耐久性的裕度；也可通过专门研究和论证来确定这些钢筋的耐久性要求。

3．5 构造规定

3．5．1 本条提出了环境作用下混凝土保护层厚度的确定原则。对于不同环境作用下所需的混凝土保护层最小厚度，可见本标准的4．3．1条、5．3．2条、6．3．2条和7．3．2条中的具体规定。

混凝土构件中最外侧的钢筋会首先发生锈蚀，一般是箍筋和分布筋，在双向板中也可能是主筋。所以本标准对构件中各类钢筋的保护层最小厚度提出相同的要求。欧洲CEB-FIP模式规范、英国BS标准、美国混凝土学会ACI规范以及现行的欧盟规范都有这样的规定。箍筋的锈蚀可引起构件混凝土沿箍筋的环向开裂，而墙、板中分布筋的锈蚀除引起开裂外，还会导致保护层的成片剥落，都是结构的正常使用所不允许的。

保护层厚度的尺寸较小，而钢筋出现锈蚀的年限大体与保护层厚度的平方成正比，保护层厚度的施工偏差会对耐久性造成很大的影响。以保护层厚度为20mm的钢筋混凝土板为例，如果施工允许偏差为±5mm，则5mm的允许负偏差就可使钢筋出现锈蚀的年限缩短约40％。因此在耐久性设计所要求的保护层厚度中，必须计入施工允许负偏差。1990年颁布的CEB-FIP模式规范、2004年正式生效的欧盟规范以及英国历届BS标准等标准中，都将用于设计计算和标注于施工图上的保护层设计厚度称为“名义厚度”，并规定其数值不得小于耐久性要求的最小厚度与施工允许负偏差的绝对值之和。欧盟规范建议的施工允许偏差对现浇混凝土为5mm～15mm，一般取10mm。美国ACI规范和加拿大规范规定保护层的最小设计厚度已经包含了约12mm的施工允许偏差，与欧盟规范名义厚度的规定实际上相同。我国《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204对梁类构件的允差规定为＋10mm/-7mm、板类构件为＋8mm/-5mm，对负偏差的要求较严。

本标准规定保护层设计厚度的最低值仍称为最小厚度，但在耐久性所要求最小厚度的取值中已考虑了施工允许负偏差的影响，并对现浇的一般混凝土梁、柱取允许负偏差的绝对值为10mm，板、墙为5mm。

为保证钢筋与混凝土之间粘结力传递，各种钢筋的保护层厚度均不应小于钢筋的直径。按防火要求的混凝土保护层厚度，可参照有关的防火设计标准，但我国有关设计规范中规定的梁板保护层厚度，往往达不到所需耐火极限的要求，尤其是预应力预制楼板。

保护层厚度过薄的平面构件容易在施工中因新拌混凝土的塑性沉降和硬化混凝土的收缩引起顺筋开裂；当顶面钢筋保护层过薄时，新拌混凝土的抹面整平工序也会促使混凝土硬化后的顺筋开裂。此外，混凝土粗骨料的最大公称粒径尺寸与保护层的厚度之间也要满足一定关系(见本标准附录B．3)。

3．5．2 预应力筋的耐久性要求应高于普通钢筋。在严重的环境条件下，除混凝土保护层外还应对预应力筋采取多重防护措施，如将后张预应力筋置于密封的波形套管中并灌浆。本标准规定，对于单纯依靠混凝土保护层防护的预应力筋，其保护层厚度应比普通钢筋的大10mm。

3．5．3 工厂生产的混凝土预制构件，在保护层厚度的质量控制上较有保证，保护层施工偏差比现浇构件的小，因此设计要求的保护层厚度可以适当降低。

3．5．4 本条所指的裂缝为荷载造成的横向裂缝，不包括收缩和温度等非荷载作用引起的裂缝。表3．5．4中的裂缝宽度允许值，更不能作为荷载裂缝计算值与非荷载裂缝计算值两者叠加后的控制标准。控制非荷载因素引起的裂缝，应该通过混凝土原材料的精心选择、合理的配比设计、良好的施工养护和适当的构造措施来实现。

表面裂缝最大宽度的计算值可根据国家现行标准《混凝土结构设计规范》GB 50010或《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG 3362的相关公式计算，后者给出的裂缝宽度与保护层厚度无关。研究表明，按照规范GB 50010公式计算得到的最大裂缝宽度要比国内外其他规范的计算值大得多，而规定的裂缝宽度允许值却偏严。增大混凝土保护层厚度虽然会加大构件裂缝宽度的计算值，但实际上对保护钢筋减轻锈蚀十分有利，所以在我国公路混凝土桥涵设计规范JTG 3362中，不考虑保护层厚度对裂缝宽度计算值的影响。

现有研究显示，裂缝表面宽度并不是影响内部钢筋锈蚀程度的唯一因素；南非学者Otieno等2012年对带有表面裂缝的钢筋混凝土梁内部钢筋锈蚀电流的监测表明，保护层厚度和裂缝表面宽度的比值能更加有效地表明带有裂缝的保护层对内部钢筋的保护程度；对同一种混凝土材料，保护层厚度与开裂宽度的比值与锈蚀电流遵从确定的规律。这方面的研究需要进一步积累。

此外，不能为了减少裂缝计算宽度而在厚度较大的混凝土保护层内加设没有防锈措施的钢筋网，因为钢筋网的首先锈蚀会导致网片外侧混凝土的剥落，减少内侧箍筋和主筋应有的保护层厚度，对构件的耐久性造成更为有害的后果。荷载与收缩引起的横向裂缝本质上属于正常裂缝，如果影响结构物的外观要求或防水功能应及时进行灌缝与封闭。

3．5．6 棱角部位受到两个侧面的环境作用并容易造成碰撞损伤，在可能条件下应尽量加以避免。

3．5．7 碰撞等会造成结构物的损伤，影响结构的安全性、适用性和耐久性。本标准的耐久性设计措施不能抵抗碰撞的作用；对于使用期间可能遭受碰撞的结构，结构设计应该设置专门的防碰撞措施。本条所称的预警设施包括城市立交桥的限高标志等，本条所称的防护措施包括城市桥墩上的防撞墙等。

3．5．8 混凝土施工缝、伸缩缝等连接缝是结构中相对薄弱的部位，容易成为腐蚀性物质侵入混凝土内部的通道，故应在设计与施工中应尽量避让局部环境作用比较不利的部位，如桥墩的施工缝不应设在干湿交替的水位变动区。

3．5．9 应避免外露金属部件的锈蚀造成混凝土的胀裂，影响构件的承载力。这些金属部件宜与混凝土中的钢筋隔离或进行绝缘处理。在氯盐环境中，混凝土构件中埋件的锚筋会发生严重的锈蚀现象，本条的构造规定参考了《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》JTJ 275-2000第5．6．13条的规定。

3．5．11 本标准对混凝土结构耐久性设计的基本方法是通过提高混凝土本体的致密性来确保混凝土结构和构件的使用年限。在一些特殊的情况下，可考虑使用附加防腐蚀措施和混凝土本体共同保证使用年限。这些情况包括：局部环境作用严酷、混凝土自身难以达到使用年限的要求，构件使用年限较长(超过100年)、一次性混凝土耐久性设计对使用年限的保证率不高等。这些情况下，本标准建议采用防腐蚀附加措施，考虑其对使用年限的贡献或者提高对构件使用年限的保证率。

3．6 施工质量的附加要求

3．6．1 本条给出了保证混凝土结构耐久性的不同环境中混凝土的养护制度要求，利用养护时间和养护结束时的混凝土强度来控制现场养护过程。养护结束时强度是指现场混凝土强度，用现场同温养护条件下的标准试件测得。

现场混凝土构件的施工养护方法和养护时间需要考虑混凝土强度等级、施工环境的温、湿度和风速、构件尺寸、混凝土原材料组成和入模温度等诸多因素。应根据具体施工条件选择合理的养护工艺，可参考中国土木工程学会标准《混凝土结构耐久性设计与施工指南》CCES01的相关规定。

养护条件对现场混凝土硬化过程的影响至关重要，尤其是表层混凝土的密实程度。构件耐久性与表层混凝土的质量关系密切。因此，在工程实践中可使用表面回弹等技术手段对养护后的构件表面进行检测，对表层混凝土的实际质量进行判断。

3．6．3 本条给出在不同环境作用等级下，混凝土结构中钢筋保护层的检测原则和质量控制准则。在工程实践中，使用无损检测方法进行钢筋定位，推算得到的钢筋保护层厚度通常偏大；因此用于钢筋定位的无损检测方法需要经过校准，并明确其测量误差。

4 一般环境4．1 一般规定

4．1．1 正常大气作用下，表层混凝土碳化和氧气、水分共同作用引发的内部钢筋锈蚀，是混凝土结构中最常见的劣化现象，也是耐久性设计中的普遍问题。在一般环境作用下，依靠混凝土本身的耐久性质量、适当的保护层厚度和有效的防排水措施，就能达到所需的耐久性，一般不需考虑防腐蚀附加措施。

4．1．3 一般环境下混凝土结构的构造与措施见本章4．4节的具体要求。

4．2 环境作用等级

4．2．1 确定大气环境对配筋混凝土结构与构件的作用程度，需要考虑的环境因素主要是湿度(水)、温度和CO2与O2的供给程度。对于混凝土的碳化过程，如果周围大气的相对湿度较高，混凝土的内部孔隙充满孔隙溶液，则空气中的CO2难以进入混凝土内部，碳化就不能或只能非常缓慢地进行；如果周围大气的相对湿度很低，混凝土内部比较干燥，孔隙溶液的量很少，碳化反应也会受到抑制。对于钢筋的锈蚀过程，电化学反应要求混凝土有一定的电导率，当混凝土内部的相对湿度低于70％时，由于混凝土电导率太低，钢筋锈蚀很难进行；同时，锈蚀电化学过程需有水和氧气参与，当混凝土处于水下或湿度接近饱和时，氧气难以到达钢筋表面，锈蚀会因为缺氧而难以发生。

室内干燥环境由于缺少水分，钢筋锈蚀非常缓慢甚至难以进行；水下构件由于缺乏足够的氧气，钢筋基本不会锈蚀。因此表4．2．1将这两类环境作用归为Ⅰ-A级。在潮湿环境或者偶尔受到雨淋、与水接触的条件下，混凝土的碳化反应和钢筋的锈蚀过程都有条件进行，环境作用等级归为Ⅰ-B级。在反复的干湿交替作用下，混凝土碳化有条件进行，同时钢筋锈蚀过程由于水分和氧气的交替供给而显著加强，因此对钢筋锈蚀最不利的环境条件是反复干湿交替，其环境作用等级归为Ⅰ-C级；此类构件包括经常与大气降水接触的地上构件，与地下水接触的地下室构件，以及直接处于水位变动区的构件。

如果室内构件长期处于高湿度环境，即年平均湿度高于60％，也有可能引起钢筋锈蚀，故宜按Ⅰ-B级考虑。在干湿交替环境下，如混凝土表面在干燥阶段周围大气相对湿度较高，干湿交替的影响深度很有限，混凝土内部仍会长期处于高湿度状态，内部混凝土碳化和钢筋锈蚀程度都会受到抑制。在这种情况下，环境对配筋混凝土构件的作用程度介于Ⅰ-C与Ⅰ-B之间，具体作用程度可根据当地既有工程的实际调查确定。

Ⅰ-A作用等级中的浸水环境中，水中可含有微量的有害化学物质，其浓度上限可参考本标准表6．2．5与表7．2．1规定的中度作用等级的各类有害物质与离子浓度的下限值。

4．2．2 与湿润土体或水接触的一侧混凝土饱水，钢筋不易锈蚀，可按环境作用等级Ⅰ-B考虑；接触干燥空气的一侧，混凝土容易碳化，又可能有水分从临水侧迁移供给，一般应按Ⅰ-C级环境考虑。如果混凝土密实性好、构件厚度较大或临水表面已做可靠防护层，临水侧的水分供给可以被有效隔断，这时接触干燥空气的一侧可不按Ⅰ-C级考虑。

4．3 材料与保护层厚度

4．3．1 表4．3．1分别对板、墙等面型构件和梁、柱等条形构件规定混凝土的最低强度等级、最大水胶比和钢筋的保护层最小厚度。板、墙、壳等面形构件中的钢筋，主要受来自一侧混凝土表面的环境因素侵蚀，而矩形截面的梁、柱等条形构件中的角部钢筋，同时受到来自两个相邻侧面的环境因素作用，所以后者的保护层最小厚度要大于前者。对保护层最小厚度要求与所用的混凝土水胶比有关，在应用表4．3．1中不同使用年限和不同环境作用等级下的保护层厚度时，应注意到对混凝土水胶比和强度等级的不同要求。

表4．3．1中规定的混凝土最低强度等级、最大水胶比和保护层最小厚度与欧美的相关规范相近，这些数据比照了已建工程实际劣化现状的调查结果，并用材料劣化模型作了近似的计算校核，总体上略高于我国现行的混凝土结构设计规范的规定，尤其在干湿交替的环境条件下差别较大。美国ACI设计规范要求室外淋雨环境的梁柱外侧钢筋(箍筋或分布筋)保护层最小设计厚度为50mm(钢筋直径不大于16mm时38mm)，英国BS8110设计标准(60年设计使用年限)为40mm(C40)或30mm(C45)。

4．3．3 浸没水中的地下结构环境作用等级为IA，设计使用年限为100年时，混凝土强度最低等级为C35，比IA室内干燥环境高一个等级；主要考虑构件的维护难度以及水文在100年期间演变的不确定性。该规定与《地铁设计规范》GB 50157-2013的规定一致。

4．3．4 本条给出了大截面墩柱在符合耐久性要求的前提下，截面混凝土强度与钢筋保护层厚度的调整方法。一般环境下对混凝土提出最低强度等级的要求，是为了保护钢筋的需要，针对的是构件钢筋的保护层混凝土。但对大截面墩柱来说，如果只是为了提高保护层混凝土的耐久性而全截面采用较高强度的混凝土，往往不如加大保护层厚度的办法更为经济合理。相反，加大保护层厚度会明显增加梁、板等受弯构件的自重，宜提高混凝土的强度等级以减少保护层厚度。

在工程实践中，提倡在不提高混凝土总体强度的同时，通过技术措施提高表层混凝土的质量，从而达到提高结构耐久性的目的，如采用透水模板布技术等。

4．4 构造与措施

4．4．1 本条所指的建筑饰面包括不受雨水冲淋的石灰浆、砂浆抹面和砖石贴面等普通建筑饰面；防水饰面包括防水砂浆、粘贴面砖、花岗岩石板等具有良好防水性能的饰面。除此之外，构件表面的油毡等一般防水层由于防水有效年限远低于构件的设计使用年限，不宜考虑其对钢筋防锈的作用。

地下临水混凝土构件的表面防护措施可参考现行国家标准《地下工程防水技术规范》GB 50108的规定与技术要求。这些防护措施对内部钢筋的防锈作用尚无工程验证和相关研究成果，同时考虑到此类构件普遍维护和更换困难，因此不宜降低混凝土的耐久性要求。

4．4．3 本条给出了在一般环境中使用了有明确保护年限的防腐蚀附加措施后，保护层混凝土材料要求可降低取用的原则。

4．4．5 本条对地下结构混凝土构件迎水面的钢筋保护层厚度的规定与现行国家标准《地下工程防水技术规范》GB 50108相同。

5 冻融环境5．1 一般规定

5．1．1 饱水的混凝土在反复冻融作用下会造成内部损伤，发生开裂甚至剥落，导致骨料裸露。与冻融破坏有关的环境因素主要有水、最低温度、降温速率和冻融循环次数。混凝土的冻融损伤只发生在混凝土内部含水量比较充足的情况(混凝土内部饱水度高于85％)。

冻融环境下的混凝土结构耐久性设计，原则上要求混凝土不受损伤，不影响构件的承载力与对钢筋的保护。确保耐久性的主要措施包括混凝土引气、防止混凝土饱水和采用高强度的混凝土。

5．1．2 冰冻地区与雨、水接触的露天混凝土构件应按冻融环境进行耐久性设计。环境温度达不到冰冻条件(如位于土中冰冻线以下和长期在不结冻的水下)的混凝土构件可不考虑抗冻要求。冰冻前不饱水的混凝土且在冻融循环过程中不接触外界水分的混凝土构件，也可不考虑抗冻要求。

本标准不考虑人工造成的冻融环境作用，此类问题由专门的标准规范解决。

5．1．3 冻融环境下混凝土结构的构造与措施见本章5．4节的具体要求。

5．1．4 适当延迟现场混凝土初次与水接触的时间实际上是延长混凝土的干燥时间，并且给混凝土内部结构发育提供时间。应尽量延迟混凝土初次触水时间，触水时混凝土龄期至少应达到30d。房屋建筑的冬期施工技术措施可参照现行行业标准《建筑工程冬期施工规程》JGJ/T 104的规定。

5．2 环境作用等级

5．2．1 本标准对冻融环境作用等级的划分，主要考虑混凝土饱水程度、气温变化和盐分含量三个因素。饱水程度与混凝土表面接触水的频度及表面积水的难易程度(如水平或竖向表面)有关；气温变化主要与环境最低温度及年冻融次数有关；盐分含量指混凝土表面受冻时冰水中的盐含量。

我国现行标准中对混凝土抗冻等级的要求多按当地最冷月份的平均气温进行区分，这在使用上有其方便之处，但应注意当地气温与构件所处地段的局部温度往往差别很大。比如严寒地区朝南构件的冻融次数多于朝北的构件，而微冻地区可能相反。由于缺乏各地区年冻融次数的统计资料，现仍暂时按当地最冷月的平均气温表示气温变化对混凝土冻融的影响程度。

对于饱水程度，分为高度饱水和中度饱水两种情况，前者指受冻前长期或频繁接触水体或湿润土体，混凝土体内高度饱水；后者指受冻前偶受雨淋或潮湿，混凝土体内的饱水程度不高。混凝土受冻融破坏的临界饱水度约为85％～90％，含水量低于临界饱水度时不会冻坏。在表面有水的情况下，连续的反复冻融可使混凝土内部的饱水程度不断增加，一旦达到或超过临界饱水度，就有可能很快发生破坏。

有盐的冻融环境主要指冬季喷洒除冰盐的环境。含盐分的水溶液不仅会造成混凝土的内部损伤，而且能使混凝土表面起皮剥蚀，盐中的氯离子还会引起混凝土内部钢筋的锈蚀(除冰盐引起的钢筋锈蚀按Ⅳ类环境考虑)。除冰盐的剥蚀作用程度与混凝土湿度有关；不同构件及部位由于方向、位置不同，受除冰盐直接、间接作用或溅射的程度也会有很大的差别。

5．2．2 寒冷地区海洋和近海环境中的混凝土表层，当接触水分时也会发生盐冻，但海水的含盐浓度要比除冰盐融雪后的盐水低得多。海水的冰点较低，有些微冻地区和寒冷地区的海水不会出现冻结，但浪溅区构件的表面仍然会有冻结现象，具体可通过调查确定；若不出现冰冻，就可以不考虑冻融环境作用。

5．2．3 埋置于土中冰冻线以上的混凝土构件，发生冻融交替的次数明显低于暴露在大气环境中的构件，但仍要考虑冻融损伤的可能，可根据具体情况适当降低环境作用等级。

5．2．4 竖向构件底部侧面的积雪可引发混凝土较严重的冻融损伤。尤其在冬季喷洒除冰盐的环境中，道路上含盐的积雪常被扫到两侧并堆置在墙柱和护栏底部，容易造成底部混凝土的严重破坏。

5．2．5 某些结构在正常使用条件下冬季出现冰冻的可能性很小，但在极端气候条件下或偶发事故时有可能会遭受冰冻，故应具有一定的抗冻能力，但可适当降低要求。

5．3 材料与保护层厚度

5．3．1 本条规定了冻融环境中混凝土原材料的组成与引气工艺。使用引气剂能在混凝土中产生大量均布的微小封闭气孔，有效缓解混凝土内部结冰造成的材料破坏。引气混凝土的抗冻要求用新拌混凝土的含气量表示，是气泡占混凝土的体积比。冻融环境等级越高，对混凝土含气量的要求越大；气泡只存在于水泥浆体中，而混凝土中水泥浆体含量与骨料的最大粒径直接相关，所以混凝土抗冻所需的含气量与骨料的最大粒径有关；过大的含气量会明显降低混凝土强度，故含气量应控制在一定范围内，且有相应的误差限制。具体可参照本标准附录D的要求。

矿物掺和料品种和数量对混凝土抗冻性能有影响。通常情况下，掺加硅粉有利于抗冻；在低水胶比前提下，适量掺加粉煤灰和矿渣对抗冻能力影响不大，但应严格控制粉煤灰的品质，特别要尽量降低粉煤灰的烧失量。具体见本标准附录B的规定。

严重冻融环境下必须引气的要求主要是根据实验室快速冻融试验的研究结果提出的，50多年来工程实际应用肯定了引气工艺的有效性。但是混凝土试件在标准快速试验下的冻融作用程度要比工程现场的实际环境作用严酷得多。现场调查表明，高强混凝土对严酷的冻融环境有较高的抵抗能力。新的欧洲混凝土规范EN 206-1：2000虽然对严重冻融环境作用下的构件混凝土有引气要求，但允许通过实验室的对比试验研究后不引气；德国标准DIN 1045-2/07．2001规定含盐的高度饱水情况需要引气，其他情况下均可采用强度较高的非引气混凝土；英国标准8500-1：2002规定，各种冻融环境下的混凝土均可不引气，条件是混凝土强度等级需达到C50且骨料符合抗冻要求。北欧和北美各国的规范仍规定严重冻融环境作用下的混凝土需要引气。由于我国国内在这方面尚缺乏相应的研究和工程实际经验，本标准现仍规定严重冻融环境下需要采用引气混凝土。

混凝土引气会导致强度的降低，同时在持续荷载作用下的徐变会加大。研究表明，混凝土采用引气工艺后，在正常引气范围内引气量每增加1％，抗压强度降低2％～6％，抗折强度降低2％～4％，弹性模量降低0．7MPa～1．38MPa。因此引气工艺应用于预应力混凝土时(Ⅱ-D和Ⅱ-E环境)，需要特别关注预应力作用下混凝土的徐变变形，以及由此引起的预应力的长期损失。

5．3．2 表5．3．2中仅列出一般冻融(无盐)情况下钢筋的混凝土保护层最小厚度。盐冻情况下的保护层厚度由氯化物环境控制，具体见第6章的有关规定；相应的保护层混凝土质量则要同时满足冻融环境和氯化物环境的要求。有盐冻融条件下的耐久性设计见本标准第6．3．2条的规定及其条文说明。

5．3．3 对于冻融环境下重要工程和大型工程的混凝土，其耐久性质量除需满足本标准第5．3．2条的规定外，应同时满足本条提出的抗冻耐久性指数要求。表5．3．3中的抗冻耐久性指数由快速冻融循环试验结果进行评定。美国ASTM标准定义试件经历300次冻融循环后的动弹模的相对损失为抗冻耐久性指数DF，其计算方法见表注1。在北美，认为有抗冻要求的混凝土DF值不能小于60％。对于年冻融次数不频繁的环境条件或混凝土现场饱水程度不高时，这一要求可能偏严。

混凝土的抗冻性评价可用多种指标表示，如试件经历冻融循环后的动弹性模量损失、质量损失、伸长量或体积膨胀等。多数标准都采用动弹模损失或同时考虑质量损失来确定抗冻级别，但上述指标通常只用来比较混凝土材料的相对抗冻性能，不能直接用来进行结构使用年限的预测。

5．4 构造与措施

5．4．1 截面尺寸较小的钢筋混凝土构件和预应力混凝土构件，发生冻融破坏的后果严重，应赋予更大的安全保证率。在耐久性设计时应适当增加钢筋保护层厚度作为补偿，或采取表面附加防护措施。

5．4．2 在接触积雪的构件局部区域采取合理的防护措施，可以解决因为局部较高的作用等级而不得不提高整个构件的混凝土强度等级与保护层厚度的问题。可采用的局部防护措施可参考但不限于本标准附录C的防腐蚀附加措施。

5．4．3 本条给出了在冻融环境中使用了有明确保护年限的防腐蚀附加措施后，混凝土材料要求可降低取用的原则。

6 氯化物环境6．1 一般规定

6．1．1 环境中的氯化物以水溶氯离子的形式通过扩散、渗透和吸附等途径从混凝土构件表面向内部迁移，可引起混凝土内钢筋的严重锈蚀。氯离子引起的钢筋锈蚀难以控制、后果严重，因此是混凝土结构耐久性的重要问题。氯盐对于混凝土材料也有一定的腐蚀作用，但相对较轻。

6．1．2 本条规定所指的海洋和近海氯化物包括海水、大气、地下水与土体中含有的来自海水的氯化物。此外，其他情况下接触海水的混凝土构件也应考虑海洋氯化物的腐蚀，如海洋馆中接触海水的混凝土池壁、管道等。

6．1．3 除冰盐对混凝土的作用机理很复杂。对钢筋混凝土(如桥面板)而言，一方面，除冰盐直接接触混凝土表层，融雪过程中的温度骤降以及渗入混凝土的含盐雪水的蒸发结晶都会导致混凝土表面的开裂剥落；另一方面，雪水中的氯离子不断向混凝土内部迁移，会引起钢筋腐蚀。前者属于盐冻现象，有关的耐久性要求在本标准第5章中已有规定；后者属于钢筋锈蚀问题，相应的要求由本章规定。

降雪地区喷洒的除冰盐可以通过多种途径作用于混凝土构件，含盐的融雪水直接作用于路面，并通过伸缩缝等连接处渗漏到桥面板下方的构件表面，或者通过路面层和防水层的缝隙渗漏到混凝土桥面板的顶面。排出的盐水如渗入地下土体，还会侵蚀腐蚀混凝土基础。此外，高速行驶的车辆会将路面上含盐的水溅射或转变成盐雾，作用到车道两侧甚至较远的混凝土构件表面；汽车底盘和轮胎上冰冻的含盐雪水进入停车库后融化，还会作用于车库混凝土楼板或地板引起钢筋腐蚀。

地下水土(滨海地区除外)中的氯离子浓度一般较低，当浓度较高且在干湿交替的条件下，则需考虑对混凝土构件的腐蚀。我国西部盐湖和盐渍土地区地下水土中氯盐含量很高，对混凝土构件的腐蚀作用需专门研究处理，不属于本标准的内容。对于游泳池及其周围的混凝土构件，如公共浴室、卫生间地面等，还需要考虑氯盐消毒剂对混凝土构件腐蚀的作用。

除冰盐可对混凝土结构造成极其严重的腐蚀，不进行耐久性设计的桥梁在除冰盐环境下只需几年或十几年就需要大修甚至被迫拆除。发达国家使用含氯除冰盐融化道路积雪已有40年的历史，迄今尚无更为经济的替代方法。考虑今后交通发展对融化道路积雪的需要，应在混凝土桥梁的耐久性设计时考虑除冰盐氯化物的影响。

6．1．4 定期检测可以尽早发现问题，并及时采取补救措施。目前针对钢筋锈蚀的检测技术发展迅速，通过设计阶段置入的钢筋锈蚀传感器、使用阶段无损采集数据、配合电化学保护技术，能够将氯盐引起的钢筋锈蚀控制在保护层开裂之前，降低氯化物环境中钢筋混凝土构件的长期维护成本。

6．1．5 氯盐环境下混凝土结构的构造与措施见本章6．4节的具体要求。

6．2 环境作用等级Ⅰ 海洋氯化物环境

6．2．1 对于海水中的配筋混凝土结构，氯盐引起钢筋锈蚀的环境可进一步分为水下区、潮汐区、浪溅区、大气区和土中区。长年浸没于海水中的混凝土，由于水中缺氧使锈蚀发展变得极其缓慢甚至停止，所以钢筋锈蚀危险性不大。潮汐区特别是浪溅区的情况则不同，混凝土处于干湿交替状态，混凝土表面的氯离子可通过吸附、扩散、渗透等多种途径进入混凝土内部，而且氧气和水交替供给，使内部的钢筋具备锈蚀发展的所有条件。浪溅区的供氧条件最为充分，锈蚀最严重。

我国《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》JTJ 275在大量调查研究的基础上，分别对浪溅区和潮汐区提出不同的要求。根据海港工程的大量调查表明，平均潮位以下的潮汐区，混凝土在落潮时露出水面时间短，且接触的大气的湿度很高，所含水分较难蒸发，所以混凝土内部饱水程度高、钢筋锈蚀没有浪溅区显著。但本标准考虑到潮汐区内进行修复的难度，将潮汐区与浪溅区按同一作用等级考虑。南方炎热地区温度高，氯离子扩散系数增大，钢筋锈蚀也会加剧，所以炎热气候应作为一种加剧钢筋锈蚀的因素考虑。

海洋和近海地区的大气中都含有氯离子。海洋大气区处于浪溅区的上方，海浪拍击产生大小为0．1μm～20μm的细小雾滴，较大的雾滴积聚于海面附近，而较小的雾滴可随风飘移到近海的陆上地区。海上桥梁的上部构件离浪溅区很近时，受到浓重的盐雾作用，在构件混凝土表层内积累的氯离子浓度可以很高，而且同时又处于干湿交替的环境中，因此处于很不利的状态。在浪溅区与其上方的大气区之间，构件表层混凝土的氯离子浓度没有明确的界限，设计时应该根据具体情况偏安全地选用。

虽然大气盐雾区的混凝土表面氯离子浓度可以积累到与浪溅区的相近，但浪溅区的混凝土表面氯离子浓度可认为从一开始就达到其最大值，而大气盐雾区则需许多年才能逐渐积累到最大值。靠近海岸的陆上大气也含盐分，其浓度与具体的地形、地物、风向、风速等多种因素有关。根据我国浙东、山东等沿海地区的调查，构件的腐蚀程度与离岸距离以及朝向有很大关系，靠近海岸且暴露于室外的构件应考虑盐雾的作用。烟台地区的调查发现，离海岸100m内的室外混凝土构件中的钢筋均发生严重锈蚀。

表6．2．1中对靠海构件环境作用等级的划分，尚有待积累更多调查数据后作进一步修正。设计人员宜在调查工程所在地区具体环境条件的基础上，采取适当的防腐蚀要求。

6．2．2 海水激流对混凝土表面有气蚀作用，海砂对构件表面有磨蚀作用，因此相应的环境作用等级宜适当提高。

6．2．3 海底隧道结构的构件维修困难，宜取用较高的环境作用等级。一面接触海水另一面接触空气的混凝土构件，其内部钢筋的锈蚀危险性与是否能够同时接触到海水与空气相关。如果在使用周期内仅能接触到空气或者海水则环境作用等级较低，否则应提高环境作用等级。隧道混凝土构件接触土体的外侧如无空气进入的可能，可按Ⅲ-D级的环境作用确定构件的混凝土保护层厚度；如在外侧设置排水通道有可能引入空气时，应按Ⅲ-E级考虑。隧道构件接触空气的内侧可能接触渗漏的海水，底板和侧墙底部应按Ⅲ-E级考虑，其他部位可根据具体情况确定，但不低于Ⅲ-D。

隧道混凝土一般有防水等级的要求，但并不表明海水在使用年限中不会渗入混凝土内部，只是渗入的程度不同而已，具体渗透深度与混凝土材料的水渗透系数以及外部海水压力有关。伴随着海水的渗入，内部钢筋的锈蚀危险性与内部氯离子浓度、材料孔隙中氧气分布以及钢筋位置有关。本条的作用等级划分是对这一复杂过程的简化描述。

6．2．4 近海和海洋环境的氯化物对混凝土结构的腐蚀作用与当地海水中的含盐量有关。本标准表6．2．1的环境作用等级是根据一般海水的氯离子浓度(约18g/L～20g/L)确定的。不同地区海水的含盐量可能有很大差别，沿海地区海水的含盐量受到江河淡水排放的影响并随季节而变化，海水的含盐量有时可能较低，可取年均值作为设计的依据。

河口地区虽然水中氯化物含量低于海水中的，但是对于大气区和浪溅区，混凝土表面的氯盐含量会不断积累，其长期含盐量可以明显高于周围水体中的含盐浓度。在确定氯化物环境的作用等级时，应充分考虑到这些因素。

Ⅱ 除冰盐等其他氯化物环境

6．2．5 对于同一构件，应注意不同侧面的局部环境作用等级的差异。混凝土桥面板的顶面会受到除冰盐溶液的直接作用，所以顶面钢筋一般应按Ⅳ-E的作用等级设计，保护层至少需60mm，除非在桥面板与路面铺装层之间有质量很高的防水层；而桥面板的底部钢筋通常可按一般环境中的室外环境条件设计，板的底部不受雨淋，无干湿交替，作用等级为Ⅰ-B，所需的保护层可能只有25mm。桥面板顶面的氯离子不可能迁移到底部钢筋，因为所需的时间非常长。但是桥面板的底部有可能受到从板的侧边流淌到底面的雨水或伸缩缝处渗漏水的作用，从而出现干湿交替、反复冻融和盐蚀。所以必须采取相应的排水构造措施，如在板的侧边设置滴水沿、排水沟等。桥面板上部的铺装层一般容易开裂渗漏，防水层的寿命也较短，通常在确定钢筋的保护层厚度时不考虑其有利影响。设计时可根据铺装层防水性能的实际情况，对桥面板顶部钢筋保护层厚度作适当调整。

水或土体中氯离子浓度的高低对与之接触并部分暴露于大气中构件锈蚀的影响，目前尚无确切试验数据，表6．2．5注1、2中划分的浓度范围可供参考。

6．3 材料与保护层厚度

6．3．1 低水胶比的矿物掺和料混凝土，在长期使用过程中的抗氯离子侵入的能力要比相同水胶比的硅酸盐水泥混凝土高得多，所以在氯化物环境中不宜单独采用硅酸盐水泥作为胶凝材料。为了增强混凝土早期的强度和耐久性发展，通常应在矿物掺和料中加入少量硅灰，可复合使用两种或两种以上的矿物掺和料，如粉煤灰加硅灰、粉煤灰加矿渣加硅灰。除冻融环境外，矿物掺和料占胶凝材料总量的比例宜大于40％，具体规定见本标准附录B。不受冻融环境作用的氯化物环境也可使用引气混凝土，有试验表明，含气量控制在4．0％～5．0％，可以降低氯离子扩散系数，提高抗氯离子侵入的能力。

使用矿物掺和料混凝土，必须采用合理的水胶比、搅拌均匀并在施工中具有良好的成型工艺，并满足本标准规定的养护条件。

6．3．2 表6．3．2规定的混凝土最低强度等级大体与国外规范中的相近，考虑到我国的混凝土组成材料特点，最大水胶比的取值则相对较低。表6．3．2规定的保护层厚度根据我国海洋地区混凝土工程的劣化现状调研以及比照国外规范的数据而定，并利用材料劣化模型作了近似核对。表6．3．2提出的只是最低要求，设计人员应该充分考虑工程设计对象的具体情况，必要时采取更高的要求。对于重要的桥梁等生命线工程，宜在设计中同时采用防腐蚀附加措施。

从总体看，如要确保工程在设计使用年限内不需大修，表6．3．2规定的保护层最小厚度仍可能偏低，但如配合使用阶段的定期检测，应该能具有经济合理地被修复的能力。国际上近年建成的一些大型桥梁的保护层厚度都比较大，如加拿大的Northumber land海峡大桥(设计寿命100年)，墩柱的保护层厚度用75mm～100mm，上部结构50mm(混凝土水胶比0．34)；丹麦Great Belt Link跨海桥墩用环氧涂层钢筋，保护层75mm，上部结构50mm(混凝土水胶比0．35)，同时为今后可能发生锈蚀时采取阴极保护预置必要的条件。

6．3．3 矿物掺和料混凝土的定义见本标准第2．1．21条。氯离子在混凝土中的扩散系数会随着混凝土的实验室养护龄期或现场暴露时间的增长而逐渐降低，这个衰减过程对于矿物掺和料混凝土尤其显著。如果矿物掺和料与非矿物掺和料混凝土的早期(如28d或84d)扩散系数相同，非矿物掺和料混凝土中钢筋就会更早锈蚀。因此在Ⅲ-E和Ⅲ-F环境下不能采用矿物掺和料混凝土时，需要降低混凝土水胶比或同时增加保护层厚度，具体数值应根据计算或试验研究确定。

6．3．4 受盐冻的钢筋混凝土构件，需要同时考虑盐冻作用(第5章)和氯离子引起钢筋锈蚀的作用(第6章)。以严寒地区50年设计使用年限的跨海桥梁墩柱为例：冬季海水冰冻，据本标准表5．2．1冻融环境的作用等级为Ⅱ-E，所需混凝土最低强度等级为Ca40，最大水胶比0．45；桥梁墩柱的浪溅区混凝土干湿交替，据本标准表6．2．1海洋氯化物环境的作用等级为Ⅲ-E，所需保护层厚度为60mm(C45)或55mm(≥C50)；由于按照表5．3．2的要求必须引气，表6．3．2要求的强度等级可降低5N/mm2，成为60mm(Ca40)或55mm(≥Ca45)，且均不低于环境作用等级Ⅱ-E所需的Ca40；故设计时可选保护层厚度60mm(混凝土强度等级Ca40，最大水胶比0．45)，或保护层厚度55mm(混凝土强度等级Ca45，最大水胶比0．40)。

6．3．5 与受弯构件不同，增加墩柱的保护层厚度基本不会增大构件材料的工作应力，但能显著提高构件对内部钢筋的保护能力。氯化物环境的作用存在许多不确定性，为了提高结构使用年限的保证率，采用增大保护层厚度的办法要比附加防腐蚀措施更为经济。

6．3．6 本条规定了氯化物环境中混凝土需要满足的抗氯离子侵入性指标。

氯化物环境下的混凝土抗侵入性可用氯离子在混凝土中的扩散系数表示。根据不同测试方法得到的扩散系数在数值上不尽相同并各有其特定的用途。DRCM是在实验室内采用快速电迁移的标准试验方法(RCM法)测定的扩散系数。试验时将试件的两端分别置于上、下游溶液之间并施加电位差，上游溶液中含氯盐，在外加电场的作用下氯离子快速向混凝土内迁移，经过若干小时后劈开试件测出氯离子侵入试件中的深度，利用理论公式计算得出扩散系数，称为非稳态快速氯离子迁移扩散系数。这一方法最早由瑞典学者唐路平提出，现为北欧NT Build492标准方法。该方法已得到较为广泛的应用，不仅可以用于施工阶段的混凝土质量控制，而且还可结合根据工程实测得到的扩散系数随暴露年限的衰减规律，用于估算混凝土中钢筋开始发生锈蚀的年限。

本标准推荐采用RCM法，具体试验方法可参见国家标准《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T 50082-2009，其试验方法与过程与NT Build492标准相同。混凝土的抗氯离子侵入性也可以用其他试验方法及其指标表示。比如，美国ASTM C1202快速电量测定方法测量一段时间内通过混凝土试件的电量，但这一方法用于水胶比低于0．4的矿物掺和料混凝土时误差较大；我国自行研发的NEL氯离子扩散系数快速试验方法测量饱盐混凝土试件的电导率。表6．3．6中的数据主要参考近年来国内外重大工程采用DRCM作为质量控制指标的实践并利用Fick模型进行了近似校核。

本条并未给出使用年限为30年以及极端严重作用等级下的氯离子扩散系数的限制值。对于使用年限为30年的混凝土构件，通过本标准第6．3．1条和6．3．2条对混凝土材料以及保护层的限定，一般能够达到使用年限，无需再规定氯离子扩散系数；对于极端严重作用下的混凝土构件，一般需要同时采用防腐蚀附加措施与提高混凝土的致密性来保证使用年限，此时氯离子扩散系数可取为相同使用年限(50年、100年)非常严重作用等级对应的控制值。

6．4 构造与措施

6．4．4 与混凝土构件的设计使用年限相比，一般防水层的有效年限要短得多，在氯化物环境下只能作为辅助措施，不应考虑其有利作用。

6．4．5 墩柱顶部混凝土由于施工中拌合物泌水等影响，密实性相对较差。这一部位又往往受到含盐渗漏水影响并处于干湿交替状态，所以宜通过增加保护层厚度或者加设防腐蚀附加措施的办法来提高构件的抗锈蚀能力。

6．4．6 当环境作用等级非常严重或极端严重时，按照常规手段通过提高混凝土强度、降低混凝土水胶比和增加混凝土保护层厚度的办法，仍然有可能保证不了50年或100年设计使用年限的要求。这时宜考虑采用一种或多种防腐蚀附加措施，并建立合理的多重防护策略，提高结构使用年限的保证率。本标准附录C给出了氯盐环境中混凝土构件可采用的防腐蚀附加措施。

6．4．7 本条给出了在氯盐环境中使用了有明确保护年限的防腐蚀附加措施后，混凝土强度要求可降低取用的原则。

7 化学腐蚀环境7．1 一般规定

7．1．1 本标准考虑的常见腐蚀性化学物质包括土中和地表、地下水中的硫酸盐和酸类等物质以及大气中的盐分、硫化物、氮氧化合物等污染物质。这些物质对混凝土的腐蚀主要是化学腐蚀，但盐类浸入混凝土也可能引起盐结晶导致的物理破坏。本章的化学腐蚀环境不包括氯化物，后者已在第6章中单独作了规定。

对于埋入盐渍土中、腐蚀环境严重的混凝土构件，设计可与混凝土材料供应方协商采用非硅酸盐类水泥，并掺用矿物掺和料。

7．1．2 化学腐蚀环境下混凝土结构的构造与措施见本章7．4节的具体要求。

7．2 环境作用等级Ⅰ 水、土中化学腐蚀环境

7．2．1 本条根据水、土环境中化学物质的不同浓度范围将环境作用划分为Ⅴ-C、Ⅴ-D和Ⅴ-E共3个等级。浓度低于Ⅴ-C等级的不需在设计中特别考虑，浓度高于Ⅴ-E等级的应作为特殊情况另行对待。化学环境作用对混凝土的腐蚀，至今尚缺乏足够的数据积累和研究成果。重要工程应在设计前作充分调查，以工程类比作为设计的主要依据。

水、土中的硫酸盐对混凝土的腐蚀作用，除硫酸根离子的浓度外，还与硫酸盐的阳离子种类及浓度、混凝土表面的干湿交替程度、环境温度以及土的渗透性和地下水的流动性等因素有很大关系。腐蚀混凝土的硫酸盐主要来自周围的水、土，也可能来自原本受过硫酸盐腐蚀的混凝土骨料以及混凝土外加剂，如喷射混凝土中常使用的大剂量钠盐速凝剂等。

在常见的硫酸盐中，对混凝土腐蚀的严重程度从强到弱依次为硫酸镁、硫酸钠和硫酸钙。腐蚀性很强的硫酸盐还有硫酸铵，此时需单独考虑铵离子的作用，自然界中的硫酸铵不多见，但在长期施加化肥的土地中则需要注意。

表7．2．1规定的土中硫酸根离子SO42-浓度，是在土样中加水溶出的浓度(水溶值)。有的硫酸盐(如硫酸钙)在水中的溶解度很低，在土样中加酸则可溶出土中含有的全部SO42-(酸溶值)。但是，只有溶于水中的硫酸盐才会腐蚀混凝土。不同国家的混凝土结构设计规范，对硫酸盐腐蚀的作用等级划分有较大差别，采用的浓度测定方法也有较大出入，有的用酸溶法测定(如欧盟规范)，有的则用水溶法(如美国、加拿大和英国)。当用水溶法时，由于水土比例和浸泡搅拌时间的差别，溶出的量也不同。所以最好能同时测定SO42-的水溶值和酸溶值，以便于判断难溶盐的数量。

硫酸盐对混凝土的化学腐蚀是两种化学反应的结果：一是与混凝土中的水化铝酸钙起反应形成钙矾石；二是与混凝土中氢氧化钙结合形成硫酸钙(石膏)，两种反应均会造成体积膨胀，使混凝土开裂。当含有镁离子时，同时还能和Ca(OH)2反应，生成疏松而无胶凝性的Mg(OH)2，这会降低混凝土的密实性和强度并加剧腐蚀。硫酸盐对混凝土的化学腐蚀过程很慢，通常要持续很多年，开始时混凝土表面泛白，随后开裂、剥落破坏。当土中构件暴露于流动的地下水中时，硫酸盐得以不断补充，腐蚀的产物也被带走，材料的损坏程度就会非常严重。相反，在渗透性很低的黏土中，当表面浅层混凝土遭硫酸盐腐蚀后，由于硫酸盐得不到补充，腐蚀反应就很难进行。

在干湿交替的情况下，水中的SO42-浓度如大于200mg/L(或土中SO42-大于1000mg/kg)就有可能损害混凝土；水中SO42-如大于2000mg/L(或土中的水溶SO42-大于4000mg/kg)则可能有较大的损害。水的蒸发可使水中的硫酸盐逐渐积累，所以混凝土冷却塔就有可能遭受硫酸盐的腐蚀。地下水、土中的硫酸盐可以渗入混凝土内部，并在一定条件下使得混凝土毛细孔隙水溶液中的硫酸盐浓度不断积累，当超过饱和浓度时就会析出盐结晶而产生很大的压力，导致混凝土开裂破坏，这是纯粹的物理作用。

硅酸盐水泥混凝土的抗酸腐蚀能力较差，如果水的pH值小于6，对抗渗性较差的混凝土就会造成损害。酸对混凝土的腐蚀作用主要是与硅酸盐水泥水化产物中的氢氧化钙起反应，如果混凝土骨料是石灰石或白云石，酸也会与这些骨料起化学反应，反应的产物是水溶性的钙化物，其可以被水溶液浸出。对于硫酸来说，还会形成硫酸盐造成硫酸盐腐蚀。如果酸、盐溶液能到达钢筋表面，还会引起钢筋腐蚀。低水胶比的密实混凝土能够抵抗弱酸的腐蚀，但硅酸盐水泥混凝土不能承受高浓度酸的长期作用。水中的侵蚀性CO2在混凝土孔隙中溶解并电离出HCO3-离子，具有弱酸性，可降低孔隙溶液的碱性，并溶解固相材料中的钙质，长期作用将降低混凝土材料的致密性。

土中的化学腐蚀物质对混凝土的腐蚀作用需要通过溶于土中的孔隙水来实现。密实的弱透水土体提供的孔隙水量少，而且流动困难，靠近混凝土表面的化学腐蚀物质与混凝土发生化学作用后被消耗，得不到充分的补充，所以腐蚀作用有限。对弱透水土体的定量界定比较困难，一般认为其渗透系数小于10-5m/s或0．86m/d。

7．2．2 当结构所处环境中含有多种化学腐蚀物质时，一般会加重腐蚀的程度。如Mg2＋和SO42-同时存在时能引起双重腐蚀。但两种以上的化学物质有时也可能产生相互抑制的作用。例如，海水环境中的氯盐就可能会减弱硫酸盐的危害。有资料报道，如无Cl-存在，浓度约为250mg/L的SO42-就能引起纯硅酸盐水泥混凝土的腐蚀，如Cl-浓度超过5000mg/L，则造成损害的SO42-浓度要提高到约1000mg/L以上，其原因是石膏(硫酸钙)和硅酸三钙在有NaCl存在时在水中的溶解度加大并被海水带走，从而缓解了钙矾石的生成。海水中的硫酸盐含量很高，但有大量氯化物存在，所以不再单独考虑硫酸盐的作用。但是，上述SO42-与Cl-之间的抑制作用在土中就可能很微弱。

7．2．3 部分暴露于大气中而其他部分又接触含盐水、土的混凝土构件应特别考虑盐结晶作用。在日温差剧烈变化或干旱和半干旱地区，混凝土孔隙中的盐溶液容易浓缩并产生结晶或在外界低温过程的作用下析出结晶。对于一端置于水、土而另一端露于空气中的混凝土构件，水、土中的盐会通过混凝土毛细孔隙的吸附作用上升，并在干燥的空气中蒸发，最终因浓度的不断提高产生盐结晶。我国滨海和盐渍土地区电杆、墩柱、墙体等混凝土构件在地面以上1m左右高度范围内常出现这类破坏。对于一侧接触水或土而另一侧暴露于空气中的混凝土构件，情况也与此相似。表注中的干燥度系数定义为：

式中：K——干燥度系数；

∑t——日平均温度≥10℃稳定期的年积温(℃)；

γ——日平均温度≥10℃稳定期的年降水量(mm)。

我国西部的盐湖地区，水、土中盐类的浓度可以高出表7．2．1值的几倍甚至10倍以上，这些情况则需专门研究对待。

Ⅱ 大气污染腐蚀环境

7．2．4 大气污染环境的主要的作用因素有大气中SO2产生的酸雨，汽车和机车排放的NOx废气，以及盐碱地区空气中的盐分。大气降水形成的酸雨，pH值上限一般为5．6；因此pH值小于该值的降水均应被视为酸雨。这些环境条件对混凝土结构的作用程度可有很大差别，宜根据当地的调查情况确定其等级。含盐大气中混凝土构件的环境作用等级见7．2．5条的规定。

7．2．5 处于含盐大气中的混凝土构件，应考虑盐结晶的破坏作用。大气中的盐分会附着在混凝土构件的表面，环境降水可溶解混凝土表面的盐分形成盐溶液侵入混凝土内部。混凝土孔隙中的盐溶液浓度在干湿循环的条件下会不断增高，达到临界浓度后产生巨大的结晶压力使混凝土开裂破坏。在常年湿润(植被地带的最大蒸发量和降水量的比值小于1)地区，孔隙水难以蒸发，不会发生盐结晶。

7．3 材料与保护层厚度

7．3．1 硅酸盐水泥混凝土抗硫酸盐以及酸类物质化学腐蚀的能力较差。硅酸盐水泥水化产物中的Ca(OH)2不论在强度上或化学稳定性上都很弱，几乎所有的化学腐蚀都与Ca(OH)2有关，在压力水、流动水尤其是软水的作用下Ca(OH)2还会溶析，是混凝土的薄弱环节。

在混凝土中加入适量的矿物掺和料对于提高混凝土抵抗化学腐蚀的能力有良好的作用。研究表明，在合适的水胶比下，矿物掺和料及其形成的致密水化产物可以改善混凝土的微观结构，提高混凝土抵抗水、酸和盐类物质腐蚀的能力，而且还能降低氯离子在混凝土中的扩散系数，提高抵抗碱-骨料反应的能力。所以在化学腐蚀环境下，不宜单独使用硅酸盐水泥作为胶凝材料。通常用标准试验方法对28d龄期混凝土试件测得的混凝土抗化学腐蚀的耐久性能参数，不能反映这种混凝土的性能在后期的变化。

化学腐蚀环境中的混凝土结构耐久性设计必须有针对性，对于不同种类的化学腐蚀性物质，采用的水泥品种和掺和料的成分及合适掺量并不完全相同。在混凝土中加入少量硅灰一般都能起到比较显著的作用；粉煤灰和其他火山灰质材料因其本身的Al2O3含量有波动，效果差别较大，并非都是掺量越大越好。

因此当单独掺加粉煤灰等火山灰质掺和料时，应当通过实验确定其最佳掺量。在西方，抗硫酸盐水泥或高抗硫酸盐水泥都是硅酸盐类的水泥，只不过水泥中C3A和C3S的含量不同程度地减少。当环境中的硫酸盐含量异常高时，最好是采用不含硅酸盐的水泥，如石膏矿渣水泥或矾土水泥。但是非硅酸盐类水泥的使用条件和配合比以及养护等都有特殊要求，需通过试验确定后使用。此外，要注意在硫酸盐腐蚀环境下的粉煤灰掺和料应使用低钙粉煤灰。

7．4 构造与措施

7．4．3 本条给出了在化学腐蚀环境中使用了有明确保护年限的防腐蚀附加措施后，混凝土材料要求可降低取用的原则。

8 后张预应力体系的耐久性要求8．1 一般规定

8．1．1 预应力混凝土结构由混凝土和预应力体系两部分组成。有关混凝土材料的耐久性要求，已在本标准第4章到第7章中作出规定。

预应力混凝土结构中的预应力施加方式有先张法和后张法两类。后张法还分为有粘结预应力体系、无粘结预应力体系、体外预应力体系等。先张预应力筋的张拉和混凝土的浇筑、养护以及钢筋与混凝土的粘结锚固多在预制工厂条件下完成。相对来说，质量较易保证。后张法预应力构件的制作则多在施工现场完成，涉及的工序多而复杂，质量控制的难度大。预应力混凝土结构的工程实践表明，后张预应力体系的耐久性往往成为工程中最为薄弱的环节，并对结构安全构成严重威胁。

本章专门针对后张法预应力体系的钢筋与锚固端提出防护措施与工艺、构造要求。

8．1．2 对于严重环境作用下的结构，按现有工艺技术生产和施工的预应力体系不论在耐久性质量的保证或在长期使用过程中的安全检测上均有可能满足不了结构设计使用年限的要求。从安全角度考虑，可采用可更换的无粘结预应力体系或体外预应力体系，同时也便于检测维修；或者在设计阶段预留预应力孔道以备再次设置预应力筋。

8．2 预应力筋的防护

8．2．1 表8．2．1列出了目前可能采取的预应力筋防护措施，适用于体内和体外后张预应力体系。为方便起见，表中使用的序列编号代表相应的防护工艺与措施。这里的预应力筋主要指对锈蚀敏感的钢绞线和钢丝，不包括热轧高强粗钢筋。

涉及体内预应力体系的防护措施有PS1，PS2，PS2a，PS3，PS4和PS5；涉及体外预应力体系的防护措施有PS1，PS2，PS2a，PS3，PS3a。这些防护措施的使用应根据混凝土结构的环境作用类别和等级确定，具体见8．2．2条。

8．2．2 本条给出预应力筋在不同环境作用等级条件下耐久性综合防护的最低要求，设计人员可以根据具体的结构环境、结构重要性和设计使用年限适当提高防护要求。

对于体内预应力筋，基本的防护要求为PS2和PS4；对于体外预应力，基本的防护要求为PS2和PS3。

8．3 锚固端的防护

8．3．1 表8．3．1列出了目前可能采取的预应力锚固端防护措施，包括了埋入式锚头和暴露式锚头。为方便起见，表中使用的序列编号代表相应的防护工艺与措施。

涉及埋入式锚头的防护措施有PA1，PA2,，PA2a，PA3，PA4，PA5；涉及暴露式锚头的防护措施有PA1，PA2，PA2a，PA3，PA3a。这些防护措施的使用应根据混凝土结构的环境类别和作用等级确定，参见8．3．2条。

8．3．2 本条给出预应力锚头在不同环境作用等级条件下耐久性综合防护的最低要求，设计人员可以根据具体的结构环境、结构重要性和设计使用年限适当提高防护要求。

对于埋入式锚固端，基本的防护要求为PA4；对于暴露式锚固端，基本的防护要求为PA2和PA3。暴露式锚头的外部防护较为困难，在严重环境作用下易发生锚头元件的腐蚀，因此本标准借鉴国外现行技术标准，不建议在非常严重和极端严重的环境作用等级下使用暴露式锚头的构造形式。

8．4 构造与施工质量的附加要求

8．4．2 本条规定的预应力套管应能承受的工作内压，参照了欧洲技术认可组织(European Organization for Technical Approvals)对后张法预应力体系组件的要求。对高密度聚乙烯和聚丙烯套管的其他技术要求可参见现行行业标准《预应力混凝土桥梁用塑料波纹管》JT/T 529的有关规定。

8．4．3 水泥基浆体的压浆工艺对管道内预应力筋的耐久性有重要影响，具体压浆工艺和性能要求可参见中国土木工程学会标准《混凝土结构耐久性设计与施工指南》CCES 01-2004(2005年修订版)附录D的相关条文。

8．4．4 在氯化物等严重环境作用下，封锚混凝土中宜外加阻锈剂或采用水泥基聚合物混凝土，并外覆塑料密封罩。对于桥梁等室外预应力构件，应采取构造措施，防止雨水或渗漏水直接作用或流过锚固封堵端的外表面。

附录A 混凝土结构耐久性设计的定量方法

A。 0．1 本标准的耐久性设计总体方法是定性和经验设计方法，对于重要的工程在严重环境作用下，辅以耐久性指标的规定。同时本标准允许并鼓励在有充分科学研究与工程应用支撑的条件下使用定量方法实现耐久性设计。本附录给出混凝土结构耐久性定量设计的方法与原则。定量设计方法是本标准经验设计方法的补充与延伸，其实质是实现耐久性设计的性能化，即将构件在环境作用下的性能劣化过程、相应的性能极限状态以及构件的设计使用年限联系起来，针对决定性能劣化过程的材料与结构参数进行定量设计。

本标准3．1．1条提出对于氯化物环境下重要的混凝土结构的耐久性设计应进行定量校核。鉴于定性设计方法和不同环境下耐久性指标无法对使用年限和使用性能进行精确设计，本附录建议对于使用年限大于50年的重要混凝土结构，在有充分科学研究和工程应用支撑的前提下，针对性能劣化进行定量设计。建议进行定量设计的情况包括：混凝土结构使用寿命要求远大于50年、特别重大的工程结构(如核电站等)、极为严酷的使用环境、对于施工质量和结构使用期间的维护有特殊要求、结构中使用新型材料、既有混凝土结构的使用寿命评估、设计方案变更后的同等性能验证等。

A。 0．2 本条概括了基于性能的耐久性定量设计的总体方法、要素和原则。首先，耐久性定量设计针对具体的性能劣化规律，在定量设计中劣化规律通常使用劣化(数学)模型来表示；其次，定量设计需要明确性能劣化的耐久性极限状态，即能够接受的最低性能水平；最后，定量设计需要明确设计使用年限，即耐久性设计的目标。以上三个方面是耐久性定量设计的基本要素。

耐久性定量设计的基本工具是描述结构与构件性能劣化的模型，该模型应能够将耐久性设计的三要素联系起来。一般来讲，用于定量设计的模型需要分别表达环境作用(作用效应)和结构与构件的性能劣化抗力，且明确表达二者的关系。环境作用和结构与构件的具体暴露环境以及环境与构件表面的相互作用有关，结构与构件性能劣化的抗力通常需要表达为构造参数和材料参数的函数；并且这些参数能够通过可靠的试验方法确定。耐久性定量设计就是通过设计模型，结合设计使用年限和耐久性极限状态来确定这些构造参数和材料参数。

结构和构件的环境作用及其作用效应涉及环境温、湿度等具有统计规律的参数，结构和构件的具体性能劣化规律仍存在很大的不确知性。因此，耐久性定量设计结果的可靠性就显得尤为重要。使用不确定性方法描述设计参数和变量，有助于掌握设计结果的可靠性。耐久性定量设计的总体可靠性体现为对设计使用年限的保证率。

应该明确，目前的科学研究以及工程实践尚不能为所有的环境作用引起的结构和构件的性能劣化过程提供定量化的规律，因此能够用于耐久性设计的定量模型仅限于混凝土表层碳化和氯离子侵入引起的钢筋锈蚀过程；其他过程如冻融、硫酸盐腐蚀和碱骨料反应等主要依靠定性规定来实现耐久性设计。

A。 0．3 这三种劣化程度都不会损害到结构的承载能力，与正常使用状态下的适用性相一致。这三种性能的极限状态分别对应不同的劣化过程：极限状态(1)和(2)对应钢筋锈蚀过程的不同阶段，极限状态(3)对应针对环境作用下混凝土的腐蚀程度。

A。 0．4 钢筋锈蚀的主要诱因是表层混凝土碳化或者氯离子侵入混凝土保护层。一般认为，混凝土保护层完全碳化和钢筋表面积累的氯离子浓度达到临界浓度时钢筋表面脱钝，钢筋锈蚀反应开始。这是为解决工程问题而对钢筋锈蚀反应起点相对保守的简化表达。对于碳化过程，实际工程观测发现，在没有干湿交替作用的环境条件下，碳化深度越过钢筋表面后钢筋仍然未锈蚀的情况很常见。对于氯离子侵入过程，在空气(氧气)缺乏的水下区，钢筋锈蚀的阴极反应受到抑制，因此即使氯离子浓度积聚到钢筋脱钝的水平，锈蚀过程也相当微弱，这就不易确定钢筋开始锈蚀的具体时间。

钢筋开始发生锈蚀的极限状态是对结构和构件耐久性保证率较高、相对保守的极限状态，一般适用于重要的结构和构件，尤其是维护难度较大的构件。预应力筋和冷加工钢筋的延性差，破坏呈脆性，而且一旦开始锈蚀，发展速度较快。所以也宜偏于安全考虑，以钢筋开始发生锈蚀作为耐久性极限状态。

A。 0．5 适量锈蚀到开始出现顺筋开裂尚不会损害钢筋的承载能力，钢筋锈蚀深度达到0．1mm不至于明显影响钢筋混凝土构件的承载力。可以近似认为，钢筋锈胀引起构件顺筋开裂(裂缝与钢筋保护层表面垂直)或层裂(裂缝与钢筋保护层表面平行)时的锈蚀深度约为0．1mm。两种开裂状态均使构件达到正常使用的极限状态。

钢筋发生适量锈蚀的极限状态对构件耐久性的保证率低于钢筋开始发生锈蚀的极限状态，一般适用于可在使用年限内进行经济、合理维护的结构和构件。该极限状态对应的钢筋锈蚀量以及构件表面状态对应结构使用期间内宏观检测设备可以检测到的起锈状态。

A。 0．6 混凝土表面发生轻微损伤的极限状态用于界定直接对混凝土有腐蚀作用的环境作用。冻融环境和化学腐蚀环境中的混凝土构件可按表面轻微损伤极限状态考虑。

A。 0．7 环境作用引起的材料腐蚀在作用消失后不可恢复。对于不可逆的正常使用极限状态，可靠指标应大于1．5。欧洲一些工程用可靠度方法进行环境作用下的混凝土结构耐久性设计时，与正常使用极限状态相应的可靠指标一般取1．8，失效概率不大于5％。

A。 0．8 本条明确了耐久性定量设计使用的性能劣化模型和设计参数的选取和确定原则。对于性能劣化规律的模型不仅仅需要试验室数据的支撑，还需要有长期观测结果进行验证；对于环境作用和作用效应需要参考同类环境下的长期暴露试验的数据；对于材料抗力参数，如混凝土材料的CO2扩散系数或者氯离子扩散系数，需要有相应的试验方法作为设计支撑，同时应注意到使用标准试验方法(通常短龄期混凝土材料上的加速试验方法)测量得到的材料抗力参数在结构和构件长期性能演变过程中可能会经历的变化。

使用性能劣化模型进行耐久性定量设计中，模型的论证与选择，参数的选取可委托有同类研究经验和数据积累的专业机构进行。

A。 0．9 从长期暴露于现场氯离子环境的混凝土构件中取样，实测得到构件截面不同深度上的氯离子浓度分布数据，并按Fick第二扩散定律的误差函数解析公式(其中假定在这一暴露时间内的扩散系数和表面氯离子浓度均为定值)进行曲线拟合回归求得的扩散系数和表面氯离子浓度，称为表观扩散系数和表观的表面氯离子浓度。表观扩散系数的数值随暴露期限的增长而降低，其衰减规律与混凝土胶凝材料的成分有关。设计取用的表面氯离子浓度和扩散系数，应以类似工程中实测得到的表观值为依据，具体可参见中国土木工程学会标准《混凝土结构耐久性设计与施工指南》CCES 01。

A。 0．10 本条明确了耐久性设计结束后，如何在使用阶段实现对设计使用年限的保证。施工期间，对使用年限的保证体现在对耐久性设计的材料抗力参数如何通过施工给予保证，即耐久性的施工质量控制。施工期间质量控制的核心是如何确保实际混凝土结构中的抗力参数(如混凝土氯离子扩散系数)等于或大于定量设计中的预定抗力参数。该参数可作为混凝土现场质量控制的重要指标，利用简便且可靠的现场测试方法，直接或间接地反映现场混凝土的质量。此外，利用无损检测技术监测实际混凝土结构中的抗力参数也是施工中的混凝土质量控制和质量保证关键所在。

在结构使用期间，对使用年限的保证体现在通过长期监测来掌握结构和构件的真实劣化规律，通过维护及时纠正设计阶段对劣化过程估计的偏差。由于数据积累和知识的局限性，在设计和施工中所确定的环境作用和结构的劣化抗力仍然存在很大的不确定性。因此，在混凝土结构的长期使用过程中，这些因素必须通过有效的长期监测来不断认知。同时，长期监测获取的信息可以用来指导结构的维护以及耐久性的再设计。

附录B 混凝土原材料的选用B．1 混凝土胶凝材料

B． 1．1 根据耐久性的需要，单位体积混凝土的胶凝材料用量不能太少，但过大的用量会加大混凝土的收缩，使混凝土更加容易开裂，因此应控制胶凝材料的最大用量。在强度与原材料相同的情况下，胶凝材料用量较小的混凝土，体积稳定性好，其耐久性能通常要优于胶凝材料用量较大的混凝土。泵送混凝土由于工作度的需要，允许适当加大胶凝材料用量。

B． 1．2 本条规定了不同环境作用下，混凝土胶凝材料中矿物掺和料的选择原则。混凝土的胶凝材料除水泥中的硅酸盐水泥外，还包括水泥中具有胶凝作用的混合材料(如粉煤灰、火山灰、矿渣、沸石岩等)以及配制混凝土时掺入的具有胶凝作用的矿物掺和料(粉煤灰、磨细矿渣、硅灰等)。对胶凝材料及其中矿物掺和料用量的具体规定可参考中国土木工程学会标准《混凝土结构耐久性设计与施工指南》CCES 01。

B． 1．6 本条提及的矿物掺和料混凝土的胶凝材料，其矿物掺和料的掺量范围见术语2．1．21及其条文说明。

B． 2 混凝土中氯离子、三氧化硫和碱含量

B． 2．1 表B． 2．1规定了各类构件中混凝土中氯离子含量的最大限值，包括混凝土所有原材料中的氯离子含量。水泥和胶凝材料中氯离子含量的测定方法可参考现行国家标准《水泥化学分析方法》GB/T 176，砂和外加剂中的氯离子含量的测试方法见本标准附录E。

混凝土拌合物和硬化混凝土的氯离子含量可以通过水溶法和酸溶法进行测试，具体试验方法可参考现行行业标准《混凝土中氯离子含量检测技术规程》JGJ/T 322，但测试值均小于上述的混凝土总氯离子含量。其中，使用酸溶法测定的氯离子含量要高于水溶法的测试值。在工程实践中，表B．2．1中规定可作为酸溶法测定氯离子含量的限定值。

重要结构的混凝土不得使用海砂配制。一般工程由于取材条件限制不得不使用海砂时，混凝土水胶比应低于0．45，强度等级不宜低于C40，并适当加大保护层厚度或掺入化学阻锈剂。

B． 2．4 混凝土的含碱量为等效Na2O当量的含量。本条规定的含碱量为混凝土各种原材料含碱量的总和，各种原材料的含碱量测定方法可参考现行国家标准《预防混凝土碱骨料反应技术规范》GB/T 50733。矿物掺和料带入混凝土中的碱可按水溶性碱的含量计入，当无检测条件时，对粉煤灰，可取其总碱量的1/6，磨细矿渣取1/2。对于使用潜在活性骨料并常年处于潮湿环境条件的混凝土构件，可参考国内外相关预防碱骨料反应的技术规程，如国内北京市预防碱骨料反应的地方标准，铁路、水工等部门的技术文件，以及国外相关标准，如加拿大标准CSA C23．2-27A等。加拿大标准CSA C23．2-27A针对不同使用年限构件提出了具体要求，包括硅酸盐水泥的最大含碱量、矿物掺和料的最低用量以及粉煤灰掺和料中的CaO最大含量。

本条将干燥环境定义为相对湿度低于75％的环境条件，将潮湿环境定义为相对湿度不低于75％的环境条件。

B． 3 混凝土骨料

B． 3．3 海砂作为骨料在混凝土中使用主要问题在于其本身含有的氯离子，因此海砂用于混凝土材料之前必须进行清洗。我国行业标准《海砂混凝土应用技术规范》JGJ 206-2010对混凝土用海砂的质量进行了规定，其中砂的水溶性氯离子含量限定在0．03％以内。最近的建筑工业产品行业标准《建筑及市政工程用净化海砂》JG/T 494-2016对海砂氯离子含量规定更加严格，将混凝土用海砂的氯离子含量限定在0．003％以内。

附录C 混凝土结构防腐蚀附加措施

C。 0．1 在环境作用下，混凝土结构采用防腐蚀附加措施是为了减轻环境对混凝土构件的作用、减缓混凝土构件的劣化过程，达到延长构件的使用年限的目的。从耐久性设计角度，如果采用的防腐蚀附加措施的保护作用持续周期较为明确，则可考虑其对构件使用年限的贡献，即这时混凝土构件和附加防腐蚀措施在环境作用下共同完成构件的使用年限；如果措施的保护作用及其有效周期无定量研究和数据支撑，则可作为提高原混凝土构件对使用年限保证率的措施。

防腐蚀附加措施的选择应考虑具体的环境作用，具体环境条件或者构件局部环境的施工与维护条件便利与否。如果使用的防腐蚀附加措施显著增加了工程造价，则需要综合考虑防腐蚀附加措施的成本与其保护效果，使构件的全寿命成本达到合理的水平。

C。 0．2 环境作用下混凝土结构的防腐蚀附加措施可以分为针对混凝土的措施和针对钢筋的措施。表C． 0．2中的防腐蚀措施为在工程实践中使用较为广泛的技术措施。混凝土的防腐蚀附加措施主要包括表面涂层和硅烷浸渍，两类措施都起到隔离混凝土表面与周围环境的作用，因此能够阻止和延缓环境中侵蚀性介质进入混凝土内部。一般环境对混凝土结构的腐蚀主要是碳化引起的钢筋锈蚀。表面涂层是在混凝土表面形成一层隔离屏障，阻止环境中有害介质侵入混凝土，而硅烷浸渍是在混凝土表面施涂一种可渗入混凝土表层的硅烷材料，在混凝土表层形成憎水层，从而阻止环境中水及有害离子侵入混凝土。这两种措施均适用于以碳化为主要腐蚀特征的一般环境。对于冻融环境，表面涂层和硅烷浸渍可有效阻止或减轻环境水渗入混凝土，对冻融破坏具有显著防护作用。海洋环境、除冰盐及其他氯化物环境，腐蚀特征主要是环境中氯离子从混凝土表面迁移到混凝土内部，当到达钢筋表面的氯离子积累到一定浓度(临界浓度)后，引发钢筋锈蚀破坏。研究和工程均证明，表面涂层和硅烷浸渍是最经济有效的防腐蚀措施之一，如我国华南湛江港海洋环境暴露实验站于20世纪80年代开展的环氧树脂、丙烯酸、氯化橡胶、聚氨酯等混凝土表面涂层长期暴露试验，5年～20年暴露试验结果表明涂层阻止氯离子渗透效果明显；我国深圳盐田港集装箱码头二期工程是国内最早使用硅烷浸渍防腐蚀的工程，2012年工程调查和实体构件氯离子渗透检测情况表明，氯离子很难渗透进混凝土表层3cm以上的深度。

钢筋的防腐蚀附加措施针对钢筋的防锈过程，其中环氧涂层钢筋在钢筋表面通过涂刷环氧有机涂层形成对钢筋表面的直接防护膜，隔绝钢筋和混凝土周围介质，延迟钢筋锈蚀过程；阻锈剂为化学试剂(如磷氟酸钠)，能够有效提高钢筋锈蚀的临界氯离子浓度，延缓氯盐环境中钢筋锈蚀进程；阴极保护直接对钢筋进行电化学保护，使钢筋处于被保护状态；外加电流阴极保护即在钢筋混凝土构件上外加电场，给钢筋施加阴极电流，一方面使钢筋的电位负向增高，使其位于钝化区内，即使氯离子浓度较高也不会发生钝化膜破坏，保证钢筋本体避免腐蚀；另一方面，钢筋和辅助阳极之间产生的电场使氯离子向辅助阳极移动，避免向钢筋积聚而破坏钝化膜，因此，外加电流阴极保护是氯盐环境下最有效可靠的防腐蚀措施。

设计人员可从表C．0．2中选择针对混凝土和钢筋的附加保护层措施中的一种或者几种达到延长构件使用年限的目的。进行选择时，一方面需要综合考虑结构设计使用年限、混凝土本身耐久性和防腐蚀措施的设计保护年限；另一方面，如采取两种或多重措施联合防腐时，各措施之间必须技术相容。

C。 0．3 表C． 0．3给出了针对混凝土表面的表面涂层、硅烷浸渍和针对钢筋的环氧钢筋和阴极保护(外加电流)防腐蚀附加措施的最低保护年限。这些防腐蚀附加措施的材料品质和技术要求应符合相关标准的规定。

表面涂层措施能够隔绝外部侵蚀性介质，尤其是氯离子，向混凝土内部的渗透，同时具备自身向混凝土表层渗透的能力，达到与混凝土表面稳固结合的效果。根据暴露环境和具体组成材料的不同，涂层通常设计为由底层、中间层和面层或底层和面层涂料组成的涂层体系。涂层可用于干燥的混凝土表面和潮湿的混凝土表面。涂层材料选择和技术要求应符合现行行业标准《水运工程结构耐久性设计标准》JTS 153的规定。

硅烷浸渍主要用于干燥混凝土表面的防护，该措施是在混凝土表面施涂一种可渗入混凝土表层的硅烷材料，依靠毛细管渗入混凝土表层，与混凝土发生化学反应在混凝土表层形成憎水层，从而大大降低环境中水及有害离子侵入混凝土。对于表面潮湿或水下的混凝土构件，因其混凝土表层的毛细孔多处于充水状态，使得硅烷的浸渍渗透效果不理想，因此不宜采用。我国华南湛江工程暴露试验表明：大气区和浪溅区暴露10年的硅烷浸渍试件的浸渍保护效果仍非常有效；我国深圳盐田港集装箱码头二期工程实体调查也证明：15年硅烷浸渍保护效果仍良好，预期可以保护更长时间。硅烷浸渍材料成分和技术要求应符合现行行业标准《水运工程结构耐久性设计标准》JTS 153的规定。

环氧涂层钢筋是采用静电喷涂的办法在钢筋表面涂装一层环氧粉末涂料，保护钢筋即使在氯离子渗透至钢筋表面的情况下也能避免腐蚀。环氧涂层钢筋可使用于海水水位变动区、浪溅区和除冰盐等氯化物侵蚀等恶劣腐蚀环境的混凝土结构。在美国、加拿大、欧洲、中东和我国香港地区，采用环氧涂层钢筋作为防止钢筋混凝土结构在海水环境中腐蚀的一种方法，已成功地广泛应用达30余年。我国上海宝钢马迹山矿石码头、广东汕头LPG码头等是我国最早使用环氧涂层钢筋的水运工程，至今已有15年以上的应用，其仍具有良好的保护效果。但应注意，使用环氧涂层钢筋后混凝土构件的性能受到一定影响，如钢筋锚固长度加长、构件表面裂缝加大以及构件刚度降低等。环氧涂层钢筋制作所采用的材料和加工工艺应符合现行国家标准《钢筋混凝土用环氧涂层钢筋》GB/T 25826的有关规定；环氧涂层钢筋的施工操作应符合现行行业标准《水运工程结构耐久性设计标准》JTS 153的规定。

外加电流阴极保护技术是迄今为止避免钢筋锈蚀的最有效方法，该方法不仅能长期有效地阻止钢筋的腐蚀，还能阻止氯离子的渗入，抑制孔蚀等局部腐蚀等。该措施可以通过合理选择长寿命辅助阳极以及营运期的维护，最高能达到50年以上的保护年限，并可阻止氯离子的渗入。该保护措施一次性投资较大，需要外接供电源，系统组成较为复杂、需要长期维护，但同时其对结构的保护最可靠、长效，因此该保护措施一般用于恶劣腐蚀环境中使用年限长、腐蚀风险高的重大工程重要构件关键部位。阴极保护电流密度是该措施设计的首要参数，与被保护结构所处的环境条件(温度、湿度、盐度、供氧量等)、结构物复杂性、混凝土质量及保护层厚度等诸多因素有关；保护电位是判断阴极保护实施成果与否的主要依据，阴极保护的有效性是使钢筋电位极化到一定程度，但是保护电位不能过低(负)。保护电位过低(负)会发生析氢反应，造成钢筋脆化而引起钢筋断裂，即“氢脆”。美国腐蚀工程师协会标准NACE RP0290-2000和欧洲标准EN 12696：2000对钢筋混凝土阴极保护准则都包括对最低保护电位的限制。外加电流阴极保护技术的阴极保护电流密度、最低保护电位以及具体保护设计应符合现行行业标准《水运工程结构耐久性设计标准》JTS 153的规定。同类标准还包括《大气环境混凝土中钢筋的阴极保护》GB/T 28721。

钢筋的阻锈剂也是防止钢筋锈蚀的有效技术措施，可用于海水和除冰盐等氯化物侵蚀环境中混凝土结构对钢筋的保护。试验证明，阻锈剂可以显著提高引起钢筋锈蚀的临界氯离子浓度的阈值，采取阻锈剂可适当提高混凝土的护筋性，但要保证掺阻锈剂长期维持可靠的防腐蚀效果，仍有赖于混凝土保护层本身具有长期的高抗渗性和抗氯离子渗透性。因此，掺阻锈剂的同时还应采用护筋性能好的高性能混凝土。常用钢筋阻锈剂有无机、有机或复合型阻锈剂等，有些阻锈剂掺入混凝土后，会影响混凝土的工作性或力学性能，因此选择阻锈剂时应进行必要的试验论证。掺入的阻锈剂不应降低混凝土的抗氯离子渗透性，对混凝土的初终凝时间、抗压强度以及坍落度等应无不利影响。从目前工程使用来看，工程数据积累尚未形成对使用阻锈剂措施保护年限的有效支撑，因此本条文并末包括钢筋阻锈剂。钢筋阻锈剂仍然可以作为提高混凝土构件对钢筋锈蚀使用年限的保证率。钢筋阻锈剂应符合现行行业标准《水运工程结构耐久性设计标准》JTS 153的规定。

C。 0．4 混凝土结构的防腐蚀附加措施发展迅速，新材料和新工艺的发明都能促进保护措施的发展。因此本标准并不禁止使用未列入的防腐蚀附加措施。新措施和新材料的应用应经过专门论证，证明其防腐蚀能力以及相应的保护年限。

附录E 混凝土耐久性参数与腐蚀性离子测定方法

E． 0．1 DF值的计算依据是混凝土的快速冻融方法。目前我国已有国家标准和行业标准制定了混凝土快速冻融的试验方法，这些方法均在美国ASTM C666快速冻融方法的基础上改进而成。其中，对温度控制试件(测温试件)的处理方法略有不同：《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T 50082-2009的快冻法将测温试件置于防冻液中，而《水工混凝土试验规程》DL/T 5150-2017的混凝土抗冻性试验方法将测温试件置于与其他试件相同的冻融介质(淡水或海水)中。考虑到降温和升温中冻融介质相变会产生和吸收热量，这个差别有可能会导致使用防冻液的测温试件中心温度与其他测试试件有所不同。目前，测温试件的不同冻融介质对温度控制的影响尚有待比较分析。本标准规定以上两种冻融试验方法均可用来确定DF值。