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      《混凝土結構耐久性設計規范》GB/T 50476-2008

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      1總 則

      1.0.1 為保證混凝土結構的耐久性達到規定的設計使用年限,確保工程的合理使用壽命要求,制定本規范。
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      1.0.2 本規范適用于常見環境作用下房屋建筑、城市橋梁,隧道等市政基礎設施與一般構筑物中普通混凝土結構及其構件的耐久性設計,不適用于輕骨料混凝土及其他特種混凝土結構。
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      1.0.3 本規范規定的耐久性設計要求,應為結構達到設計使用年限并具有必要保證率的最低要求。設計中可根據工程的具體特點,當地的環境條件與實踐經驗,以及具體的施工條件等適當提高。
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      1.0.4 混凝土結構的耐久性設計,除執行本規范的規定外,尚應符合國家現行有關標準的規定.
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      2術語和符號

      2.1 術 語

      2.1.1 環境作用 environmental action

      溫、濕度及其變化以及二氧化碳、氧、鹽,酸等環境因素對結構的作用。

      2.1.2 劣化 degradation

      材料性能隨時間的逐漸衰減。

      2.1.3 劣化模型 degradation model

      描述材料性能劣化過程的數學表達式。

      2.1.4 結構耐久性 structure durability

      在設計確定的環境作用和維修、使用條件下,結構構件在設計使用年限內保持其適用性和安全性的能力。

      2.1.5 結構使用年限 structure service life

      結構各種性能均能滿足使用要求的年限。

      2.1.6 氯離子在混凝土中的擴散系數 chloridediffusioncoef-ficient of concrete

      描述混凝土孔隙水中氯離子從高濃度區向低濃度區擴散過程的參數。

      2.1.7 混凝土抗凍耐久性指數 DF (durability factor)

      混凝土經規定次數快速凍融循環試驗后,用標準試驗方法測定的動彈性模量與初始動彈性模量的比值。

      2.1.8 引氣 air entrainment

      混凝土拌合時用表面活性劑在混凝土中形成均勻、穩定球形微氣泡的工藝措施。

      2.1.9 含氣量 concrete air contem

      混凝土中氣泡體積與混凝土總體積的比值。對于采用引氣工藝的混凝土,氣泡體積包括摻入引氣劑后形成的氣泡體積和混凝土拌合過程中挾帶的空氣體積。

      2.1.10 氣泡間隔系數 air bubble spacing

      硬化混凝土或水泥漿體中相鄰氣泡邊緣之間的平均距離。

      2.1.11 維修 maintenance

      為維持結構在使用年限內所需性能而采取的各種技術和管理活動。 

      2.1.12 修復 restore

      通過修補,更換或加固,使受到損傷的結構恢復到滿足正常使用所進行的活動。

      2.1.13 大修 major repair

      需在一定期限內停止結構的正常使用,或大面積置換結構中的受損混凝土,或更換結構主要構件的修復活動。

      2.1.14 可修復性 restorability

      受到損傷的結構成構件具有能夠經濟合理地被修復的能力。

      2.1.15 膠凝材料 cementitious material,or binder

      混凝土原材料中具有膠結作用的硅酸鹽水泥和粉煤灰、硅灰、磨細礦渣等礦物摻合料與混合料的總稱。

      2.1.16 水膠比 water to binder ratio

      混凝土拌合物中用水量與膠凝材料總量的重量比。

      2.1.17 大摻量礦物摻合料混凝 concrete with high-volume supplementary cementitious materials

      膠凝材料中含有較大比例的粉煤灰、硅灰,磨細礦渣等礦物摻合料和混合料,需要采取較低的水膠比和特殊施工措施的混凝土。
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      2.1.18 鋼筋的混凝土保護層 concrete cover to reinforcement

      從混凝土表面到鋼筋 (包括縱向鋼筋、箍筋和分布鋼筋) 公稱直徑外邊緣之間的最小距離:對后張法預應力筋,為套管或孔道外邊緣到混凝土表面的距離。

      2.1.19 防腐蝕附加措施 additional protective measures

      在改善混凝土密實性,增加保護層厚度和利用防排水措施等常規手段的基礎上.為進一步提高混凝土結構耐久性所采取的補充措施,包括混凝土表面涂層、防腐蝕面層,環氧涂層鋼筋,鋼筋阻銹劑和陰極保護等。

      2.1.20 多重防護策略 multiple protective strategy

      為確保混凝土結構和構件的使用年限而同時采取多種防腐蝕附加措施的方法。

      2.1.21 混凝土結構 concrete structure

      以混凝土為主制成的結構,包括素混凝土結構、鋼筋混凝土結構和預應力混凝土結構;無筋或不配置受力鋼筋的結構為素混凝土結構,鋼筋混凝土和預應力混凝土結構在本規范統稱為配筋混凝土結構。
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      2.2 符號

      3基本規定

      3.1 設計原則

      3.1.1 混凝土結構的耐久性應根據結構的設計使用年限、結構所處的環境類別及作用等級進行設計。

      對于氯化物環境下的重要混凝土結構,尚應按本規范附錄A的規定采用定量方法進行輔助性校核。
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      3.1.2 混凝土結構的耐久性設計應包括下列內容:

      1 結構的設計使用年限、環境類別及其作用等級;

      2 有利于減輕環境作用的結構形式、布置和構造;

      3 混凝土結構材料的耐久性質量要求;

      4 鋼筋的混凝土保護層厚度;

      5 混凝土裂縫控制要求;

      6 防水、排水等構造措施;

      7 嚴重環境作用下合理采取防腐蝕附加措施或多重防護策略;

      8 耐久性所需的施工養護制度與保護層厚度的施工質量驗收要求;

      9 結構使用階段的維護,修理與檢測要求。
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      3.2 環境類別與作用等級

      3.2.1結構所處環境按其對鋼筋和混凝土材料的腐蝕機理可分為5類,并應按表3.2.1確定。    
          

      注:一般環境系指無凍融,氯化物和其他化學腐蝕物質作用。
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      3.2.2 環境對配筋混凝土結構的作用程度應采用環境作用等級表達,并應符合表3.2.2的規定。


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      3.2.3 當結構構件受到多種環境類別共同作用時,應分別滿足每種環境類別單獨作用下的耐久性要求。
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      3.2.4 在長期潮濕或接觸水的環境條件下,混凝土結構的耐久性設計應考慮混凝土可能發生的堿骨料反應、鈣礬石延遲反應和軟水對混凝土的溶蝕,在設計中采取相應的措施。對混凝土含堿量的限制應根據附錄B確定。
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      3.2.5 混凝土結構的耐久性設計尚應考慮高速流水,風沙以及車輪行駛對混凝土表面的沖刷,磨損作用等實際使用條件對耐久性的影響。
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      3.3 設計使用年限

      3.3.1 混凝土結構的設計使用年限應按建筑物的合理使用年限確定,不應低于現行國家標準《工程結構可靠性設計統一標準》GB 50153的規定;對于城市橋梁等市政工程結構應按照表3.3.1的規定確定。
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      3.3.2 一般環境下的民用建筑在設計使用年限內無需大修,其結構構件的設計使用年限應與結構整體設計使用年限相同。

      嚴重環境作用下的橋梁、隧道等混凝土結構,其部分構件可設計成易于更換的形式,或能夠經濟合理地進行大修。可更換構件的設計使用年限可低于結構整體的設計使用年限,并應在設計文件中明確規定。
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      3.4 材料要求

      3.4.1 混凝土材料應根據結構所處的環境類別,作用等級和結構設計使用年限,按同時滿足混凝土最低強度等級、最大水膠比和混凝土原材料組成的要求確定。
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      3.4.2 對重要工程或大型工程,應針對具體的環境類別和作用等級,分別提出抗凍耐久性指數、氯離子在混凝土中的擴散系數等具體量化耐久性指標。
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      3.4.3 結構構件的混凝土強度等級應同時滿足耐久性和承載能力的要求。
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      3.4.4 配筋混凝土結構滿足耐久性要求的混凝土最低強度等級應符合表3.4.4的規定。

       注:1 預應力混凝土構件的混凝土最低強度等級不應低于  ;

      2 如能加大鋼筋的保護層厚度.大截面受壓墩.柱的混凝土強度等級可以低于表中規定的數值,但不應低于3.4.5條規定的素混凝土最低強度等級。
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      3.4.5 素混凝土結構滿足耐久性要求的混凝土最低強度等級,一般環境不應低于C15;凍融環境和化學腐蝕環境應根據本規范表5.3.2、表7.3.2的規定確定;氯化物環境可按本規范表6.3.2的Ⅲ-C或N-C環境作用等級確定。
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      3.4.6 直徑為6mm的細直徑熱軋鋼筋作為受力主筋,應只限在一般環境(I類)中使用,且當環境作用等組為輕微(I-A)和輕度(I-B)時,構件的設計使用年限不得超過50年,當環境作用等級為中度(I-C)時,設計使用年限不得超過30年。

      3.4.7 冷加工鋼筋不宜作為預應力筋使用,也不宜作為按塑性設計構件的受力主筋。

      公稱直徑不大于6mm的冷加工鋼筋應只在I-A、I-B等級的環境作用中作為受力鋼筋使用,且構件的設計使用年限不得超過50年。
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      3.4.8 預應力筋的公稱直徑不得小于5mm。
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      3.4.9 同一構件中的受力鋼筋,宜使用同材質的鋼筋。
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      3.5 構造規定

      3.5.1 不同環境作用下鋼筋主筋、箍筋和分布筋.其混凝土保護層厚度應滿足鋼筋防銹、耐火以及與混凝土之間粘結力傳遞的要求,且混凝土保護層厚度設計值不得小于鋼筋的公稱直徑.
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      3.5.2 具有連續密封套管的后張預應力鋼筋,其混凝土保護層厚度可與普通鋼筋相同且不應小于孔道直徑的1/2:否則應比普通鋼筋增加10mm。

      先張法構件中預應力鋼筋在全預應力狀態下的保護層厚度可與普通鋼筋相同,否則應比替通鋼筋增加10mm。

      直徑大于16mm的熱軋預力鋼筋保護層厚度可與普通鋼筋相同。
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      3.5. 3 工廠預制的混凝土構件.其普通鋼筋和預應力鋼筋的混凝土保護層厚度可比現澆構件減少5mm.
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      3.5. 4 在荷載作用下配筋混凝土構件的表面裂縫最大寬度計算值不應超過表3.5.4中的限值。對裂縫寬度無特殊外觀要求的,當保護層設計厚度超過30mm時,可將厚度取為30mm計算裂縫的最大寬度。

      注:1 括號中的寬度適用于采用鋼絲或鋼膠線的先張預應力構件;

      2 裂縫控制等級為二級或一級時,按現行國家標準《混凝土結構設計規范》GB 50010計算裂縫寬度,部分預應力A類構件或全預應力構件按現行行業標準《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》JTG D62計算裂縫寬度。

      3 有自防水要求的混凝土構件.其橫向彎曲的表面裂縫計算寬度不應超過0.20mm;
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      3.5.5 混凝土結構構件的形狀和構造應有效地避免水、汽和有害物質在混凝土表面的積聚,并應采取以下構造措施:

      1 受雨淋或可能積水的露天混凝土構件頂面,宜做成斜面,并應考慮結構撓度和預應力反拱對排水的影響;

      2 受雨淋的室外懸挑構件側邊下沿,應做滴水槽、鷹嘴或采取其他防止雨水淌向構件底面的構造措施;

      3 屋面,橋面應專門設置排水系統,且不得將水直接排向下部混凝土構件的表面;

      4 在混凝土結構構件與上覆的屏天面層之間,應設置可靠的防水層。

      3.5.6 當環境作用等級為D、E、F級時,應減少混凝土結構構件表面的暴露面積,并應避免表面的凹凸變化,構件的棱角宜做成圓角。
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      3.5.7 施工縫、伸縮縫等連接縫的設置宜避開局部環境作用不利的部位,否則應采取有效的防護措施。
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      3.5.8 暴露在混凝土結構構件外的吊環、緊固件、連接件等金屬部件,表面應采用可靠的防腐措施;后張法預應力體系應采取多重防護措施。
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      3.6 施工質量的附加要求

      3.6.1 根據結構所處的環境類別與作用等級,混凝土耐久性所需的施工養護應符合表3.6.1的規定。

      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,否則應延長養護時間;

      2 有鹽的凍融環境中混凝土施工養護應按Ⅲ、Ⅳ類環境的規定執行;

      3 大摻量礦物摻合料混凝士在Ⅰ-A環境中用于永久浸沒于水中的構件。
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      3.6.2 處于Ⅰ-A、Ⅰ-B環境下的混凝土結構構件,其保護層厚度的施工質量驗收要求按照現行國家標準《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB 50204的規定執行。

      3.6.3 環境作用等級為C、D、E、F的混疑土結構構件,應按下列要求進行保護層厚度的施工質量驗收:

      1 對選定的每一配筋構件,選擇有代表性的最外側鋼筋8~16根進行混凝土保護層厚度的無破損檢測:對每根鋼筋,應選取3個代表性部位測量。

      2 對同一構件所有的測點,如有95%或以上的實測保護層厚度  滿足以下要求,則認為合格:

      式中c——保護層設計厚度,

       ——保護層施工允許負偏差的絕對值,對粱柱等條形構件取10mm,板墻等面形構件取5mm。

      3 當不能滿足第2款的要求時,可增加同樣數量的測點進行檢測,按兩次測點的全部數據進行統計,如仍不能滿足第2款的要求,則判定為不合格,并要求采取相應的補救措施。
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      4一般環境

      4.1 一般規定

      4.1.1 一般環境下混凝土結構的耐久性設計,應控制在正常大氣作用下混凝土碳化引起的內部鋼筋銹蝕。
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      4.1.2 當混凝土結構構件同時承受其他環境作用時,應按環境作用等級較高的有關要求進行耐久性設計。

      4.1.3 一般環境下混凝土結構的構造要求應符合本規范第3.5節的規定。

      4.1.4 一般環境下混凝土結構施工質量控制應按照本規范第3.6節的規定執行。


      4.2 環境作用等級


       


      4.2.1 一般環境對配筋混凝土結構的環境作用等級應根據具體情況按表4.2.1確定。
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      4.2.2 配筋混凝土墻、板構件的一側表面接觸室內干燥空氣、另一側表面接觸水或濕潤土體時,接觸空氣一側的環境作用等級宜按干濕交替環境確定。
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      4.3 材料與保護層厚度

      4.3.1 一般環境中的配筋混凝土結構構件,其普通鋼筋的保護層最小厚度與相應的混凝土強度等級、最大水膠比應符合表4.3.1的要求。
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      4.3.2 大截面混凝土墩柱在加大鋼筋的混凝土保護層厚度的前提下.其混凝土強度等級可低于本規范表4.3.1中的要求,但降低幅度不應超過兩個強度等級,且設計使用年限為100年和50年的構件,其強度等級不應低于C25和C20。

      當采用的混凝土強度等級比本規范表4.3.1的規定低一個等級時,混凝土保護層厚度應增加5mm;當低兩個等級時,混凝土保護層厚度應增加10mm。

       

       

      注:1 Ⅰ -A環境中使用年限低于100年的板、墻,當混凝土骨料最大公稱粒徑不大于15mm時,保護層最小厚度可降為15mm,但最大水膠比不應大于0.55;

      2 年平均氣溫大于20℃且年平均濕度大于75%的環境,除Ⅰ-A環境中的板,墻構件外,混凝土最低強度等級應比表中規定提高一級,或將保護層最小厚度增大5mm;

      3 直接接觸土體澆筑的構件,其混凝土保護層厚度不應小于70mm;有混凝土墊層時,可按上表確定;

      4 處于流動水中或同時受水中泥沙沖刷的構件,其保護層厚度宜增加10~20mm;

      5 預制構件的保護層厚度可比表中規定減少5mm;

      6 當膠凝材料中粉煤灰和礦渣等摻量小于20%時,表中水膠比低于0.45的,可適當增加;

      7 預應力鋼筋的保護層厚度按照本規范第3.5.2條的規定執行。
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      4.3.3 在Ⅰ-A、Ⅰ-B環境中的室內混凝土結構構件,如考慮建筑飾面對于鋼筋防銹的有利作用,則其混凝土保護層最小厚度可比本規范表4.3.1規定適當減小,但減小幅度不應超過10mm;在任何情況下,板、墻等面形構件的最外側鋼筋保護層厚度不應小于10mm,梁、柱等條形構件最外側鋼筋的保護層厚度不應小于15mm。

      在Ⅰ-C環境中頻繁遭遇雨淋的室外混凝土結構構件,如考慮防水飾面的保護作用,則其混凝土保護層最小厚度可比本規范表4.3.1規定適當減小,但不應低于Ⅰ-B環境的要求。
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      4.3.4 采用直徑6mm的細直徑熱軋鋼筋或冷加工鋼筋作為構件的主要受力鋼筋時,應在本規范表4.3.1規定的基礎上將混凝土強度提高一個等級,或將鋼筋的混凝土保護層厚度增加5mm。


      5凍融環境

      5.1 一般規定

      5.1.1 凍融環境下混凝土結構的耐久性設計,應控制混凝土遭受長期凍融循環作用引起的損傷。
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      5.1.2 長期與水體直接接觸并會發生反復凍融的混凝土結構構件,應考慮凍融環境的作用,最冷月平均氣溫高于2.5℃的地區,混凝土結構可不考慮凍融環境作用。
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      5.1.3 凍融環境下混凝土結構的構造要求應符合本規范第3.5節的規定。對凍融環境中混凝土結構的薄壁構件,還宜增加構件厚度或采取有效的防凍措施。
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      5.1.4 凍融環境下混凝土結構的施工質量控制應按照本規范第3.6節的規定執行,且混凝土構件在施工養護結束至初次受凍的時間不得少于一個月并避免與水接觸,冬期施工中混凝土接觸負溫時的強度應大于10N/  。
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      5.2 環境作用等級

      5.2.1 凍融環境對混凝土結構的環境作用等級應按表5.2.1確定。 

      注:1 凍融環境按當地最冷月平均氣溫劃分微凍地區、寒冷地區和嚴寒地區。其平均氣溫分別為:-3~2.5℃,-8~-3℃和-8℃以下;

      2 中度飽水指冰凍前偶受水或受潮,混凝土內飽水程度不高;高度飽水指冰凍前長期或頻繁接觸水或濕潤土體,混凝土內高度水飽和;

      3 無鹽或有鹽指凍結的水中是否含有鹽類,包括海水中的氯鹽,除冰鹽或其他鹽類;
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      5.2.2 位于冰凍線以上土中的混凝土結構構件,其環境作用等級可根據當地實際情況和經驗適當降低。
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      5.2.3可能偶然遭受凍害的飽水混凝土結構構件,其環境作用等級可按本規范表5.2.1的規定降低一級。
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      5.2.4 直接接觸積雪的混凝土墻,柱底部,宜適當提高環境作用等級,并宜增加表面防護措施。
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      5.3 材料與保護層厚度

      5.3.1 在凍融環境下,混凝土原材料的選用應符合本規范附錄B的規定,環境作用等級為Ⅱ-D和Ⅱ-E的混凝土結構構件應采用引氣混凝土,引氣混凝土的含氣量與氣泡間隔系數應符合本規范附錄C的規定。
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      5.3.2 凍融環境中的配筋混凝土結構構件,其普通鋼筋的混凝土保護層最小厚度與相應的混凝土強度等級,最大水膠比應符合表5.3.2的規定,其中,有鹽凍融環境中鋼筋的混凝土保護層最小厚度,應按氯化物環境的有關規定執行。

      注:1 如采取表面防水處理的附加措施,可降低大體積混凝土對最低強度等級和最大水膠比的抗凍要求;

      2 預制構件的保護層厚度可比表中規定減少5mm;

      3 預應力鋼筋的保護層厚度按照本規范第3.5.2條的規定執行。
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      5.3.3 重要工程和大型工程,混凝土的抗凍耐久性指數不應低于表5.3.3的規定。

       注:1 抗凍耐久性指數為混凝土試件經300次快速凍融循環后混凝土的動彈性橫量 與其初始值的比值, ;如在達到300次循環之前 已降至初始值的60%或試件重量損失已達到5%,以此時的循環次數N計算DF值,DF=0.5×N/300;

      2 對于厚度小于150mm的薄壁混凝土構件,其DF值宜增加5%。
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      6氯化物環境

      6.1 一般規定

      6.1.1 氯化物環境中配筋混凝土結構的耐久性設計,應控制氯離子引起的鋼筋銹蝕。
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      6.1.2 海洋和近海地區接觸海水氯化物的配筋混凝土結構構件,應按海洋氯化物環境進行耐久性設計。
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      6.1.3 降雪地區接觸除冰鹽(霧)的橋梁,隧道,停車庫、道路周圍構筑物等配筋混凝土結構的構件,內陸地區接觸含有氯鹽的地下水、土以及頻繁接觸含氯鹽消毒劑的配筋混凝土結構的構件,應按除冰鹽等其他氯化物環境進行耐久性設計,降雪地區新建的城市橋梁和停車庫樓板,應按除冰鹽氯化物環境作用進行耐久性設計。
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      6.1.4 重要配筋混凝土結構的構件,當氯化物環境作用等級為E、F級時應采用防腐蝕附加措施。
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      6.1.5 氯化物環境作用等級為E、F的配筋混凝土結構,應在耐久性設計中提出結構使用過程中定期檢測的要求,重要工程尚應在設計階段作出定期檢測的詳細規劃,并設置專供檢測取樣用的構件。
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      6.1.6 氯化物環境中,用于穩定周圍巖土的混凝土初期支護,如作為永久性混凝土結構的一部分,則應滿足相應的耐久性要求;否則不應考慮其中的鋼筋和型鋼在永久承載中的作用。

      6.1.7 氯化物環境中配筋混凝土橋梁結構的構造要求除應符合本規范第3.5節的規定外,尚應符合下列規定:

      1 遭受氯鹽腐蝕的混凝土橋面、墩柱頂面和車庫樓面等部位應設置排水坡;

      2 遭受雨淋的橋面結構,應防止雨水流到底面或下部結構件表面;

      3 橋面排水管道應采用非鋼質管道,排水口應遠離混凝土構件表面,并應與墩柱基礎保持—定距離;

      4 橋面鋪裝與混凝土橋面板之間應設置可靠的防水層;

      5 應優先采用混凝土預制構件;

      6 海水水位變動區和浪濺區,不宜設置施工縫與連接縫;

      7 伸縮縫及附近部位的混凝土宜局部采取防腐蝕附加措施,處于伸縮縫下方的構件應采取防止滲漏水侵蝕的構造措施。

      6.1.8 氯化物環境中混凝土結構施工質量控制應按照本規范第3.6節的規定執行。


      6.2 環境作用等級

      6.2.1 海洋氯化物環境對配筋混凝土結構構件的環境作用等級,應按表6.2.1確定。

       注:1 近海或海洋環境中的水下區,潮汐區、浪濺區和大氣區的劃分,按國家現行標準《海港工程混凝土結構防腐蝕技術規范》JTJ 275的規定確定;近海或海洋環境的土中區指海底以下或近海的陸區地下,其地下水中的鹽類成分與海水相近:

      2 海水激流中構件的作用等級宜提高一級;

      3 輕度鹽霧區與重度鹽霧區界限的劃分.宜根據當地的具體環境和既有工程調查確定,靠近海岸的陸上建筑物,鹽霧對室外混凝土構件的作用尚應考慮風向、地貌等因素,密集建筑群,除直接面海和迎風的建筑物外,其他建筑物可適當降低作用等級;

      4 炎熱地區指年平均溫度高于20℃的地區;

      5 內陸鹽潮中氯化物的環境作用等級可比照上表規定確定。
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      6.2.2 一側接觸海水或含有海水土體、另一側接觸空氣的海中或海底隧道配筋混凝土結構構件,其環境作用等級不宜低于Ⅲ-E。
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      6.2.3 江河入海口附近水域的含鹽量應根據實測確定.當含鹽量明顯低于海水時,其環境作用等級可根據具體情況低于表6.2.1的規定。
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      6.2.4 除冰鹽等其他氯化物環境對于配筋混凝土結構構件的環境作用等級宜根據調查確定;當無相應的調查資料時,可按表6.2.4確定。

       

      注:1 水中氯離子濃度(mg/L)的高低劃分為:較低100~500;較高500~5000;高>5000;土中氯離子濃度(mg/kg)的高低劃分為:較低150~750;較高750~7500;高>7500;

      2 除冰鹽環境的作用等極與冬季噴灑除冰鹽的具體用量和頻度有關,可根據具體情況作出調整。
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      6.2.5 在確定氯化物環境對配筋混凝土結構構件的作用等級時,不應考慮混凝土表面普通防水層對氯化物的阻隔作用。
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      6.3 材料與保護層厚度

       

       

       

      6.3.1 氯化物環境中應采用摻有礦物摻合料的混凝土。對混凝土的耐久性質量和原材料選用要求應符合附錄B的規定。
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      6.3.2 氯化物環境中的配筋混凝土結構構件,其普通鋼筋的保護層最小厚度及其相應的混凝土強度等級、最大水膠比應符合表6.3.2的規定。

      注:1 可能出現海水冰凍環境與除冰鹽環境時,宜采用引氣混凝土;當采用引氣混凝土時,表中混凝土強度等級可降低一個等級,相應的最大水膠比可提高0.05,但引氣混凝土的強度等級和最大水膠比仍應滿足本規范表5.3.2的規定。

      2 處于流動海水中或同時受水中泥沙沖刷腐蝕的混凝土構件,其鋼筋的混凝土保護層厚度應增加10~20mm;

      3 預制構件的保護層厚度可比表中規定減少5mm;

      4 當滿足本規范表6.3.6中規定的擴散系數時,C50和C55混凝土所對應的最大水膠比可分別提高到0.40和0.38;

      5 預應力鋼筋的保護層厚度按照本規范第3.5.2條的規定執行。
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      6.3.3 海洋氯化物環境作用等級為Ⅲ—E和Ⅲ—P的配筋混凝土,宜采用大摻量礦物摻合料混凝土,否則應提高表6.3.2中的混凝土強度等級或增加鋼筋的保護層最小厚度。
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      6.3.4 對大截面柱、墩等配筋混凝土受壓構件中的鋼筋,宜采用較大的混凝土保護層厚度,且相應的混凝土強度等級不宜降低。對于受氯化物直接作用的混凝土墩柱頂面,宜加大鋼筋的混凝土保護層厚度。
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      6.3.5 在特殊情況下,對處于氯化物環境作用等級為E、F中應提出混凝土構件,當采取可靠的防腐蝕附加措施并經過專門論證后.其混凝土保護層最小厚度可適當低于本規范表6.3.2中的規定。

      6.3.6 對于氯化物環境中的重要配筋混凝土結構工程,設計時應提出混凝土的抗氯離子侵入性指標,并應滿足表6.3.6的要求;

      注:1 表中的混凝土抗氯離子侵入性指標與本規范表6.3.2中規定的混凝土保護層厚度相對應,如實際采用的保護層厚度高于表6.3.2的規定,可對本表中數據作適當調整。

      2 表中的  值適用于較大或大摻量礦物摻合料混凝土,對于膠凝材料主要成分為硅酸鹽水泥的混凝土,應采取更為嚴格的要求。
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      6.3.7 氯化物環境中配筋混凝土構件的縱向受力鋼筋直徑應不少于16mm。


      7化學腐蝕環境

      7.1 一般規定

      7.1.1 化學腐蝕環境下混凝土結構的耐久性設計,應控制混凝土遭受化學腐蝕性物質長期侵蝕引起的損傷。
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      7.1.2 化學腐蝕環境下混凝土結構的構造要求應符合本規范第3.5節的規定。

      7.1.3 嚴重化學腐蝕環境下的混凝土結構構件,應結合當地環境和對既有建筑物的調查,必要時可在混凝土表面施加環氧樹脂涂層、設置水溶性樹脂砂漿抹面層或鋪設其他防腐蝕面層,也可加大混凝土構件的截面尺寸。對于配筋混凝土結構薄壁構件宜增加其厚度。

      當混凝土結構構件處于硫酸根離子濃度大于1500mg/L的流動水或pH值小于3.5的酸性水中時,應在混凝土表面采取專門的防腐蝕附加措施。

      7.1.4 化學腐蝕環境下混凝土結構的施工質量控制應按照本規范第3.6節的規定執行。


      7.2 環境作用等級

      7.2.1 水、土中的硫酸鹽和酸類物質對混凝土結構構件的環境作用等級可按表7.2.1確定。當有多種化學物質共同作用時,應取其中最高的作用等級作為設計的環境作用等級。如其中有兩種及以上化學物質的作用等級相同且可能加重化學腐蝕時,其環境作用等級應再提高一級。
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      7.2.2 部分接觸含硫酸鹽的水、土且部分暴露于大氣中的混凝土結構構件,可按本規范表7.2.1確定環境作用等級。當混凝土結構構件處于干旱、高寒地區,其環境作用等級應按表7.2.2確定。

      注:1 表中與環境作用等級相應的硫酸根濃度,所對應的環境條件為非干旱高寒地區的干濕交替環境;當無干濕交替(長期浸沒于地表或地下水中)時,可按表中的作用等級降低—級,但不得低于V-C級;對于干旱,高寒地區的環境條件可按本規范第7.2.2條確定;

      2 當混凝土結構構件處于弱透水土體中時,土中硫酸根離子、水中鎂離子、水中侵蝕性二氧化碳及水的pH值的作用等級可按相應的等級降低一級,但不低于V-C級;

      3 對含有較高濃度氯鹽的地下水、土,可不單獨考慮硫酸鹽的作用;

      4 高水壓條件下,應提高相應的環境作用等圾;

      5 表中硫酸根等含量的測定方法應符合本規范附錄D的規定。

       注:我國干旱區指干燥度系數大于2.0的地區,高寒地區指海拔3000m以上的地區。
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      7.2.3 污水管道、廄舍、化糞池等接觸硫化氫氣體或其他腐蝕性液體的混凝土結構構件,可將環境作用確定為V—E級,當作用程度較輕時也可按V—D級確定。

      7.2.4 大氣污染環境對混凝土結構的作用等級可按表7.2.4確定。
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      7.2.5 處于含鹽大氣中的混凝土結構構件環境作用等級可按V-C級確定,對氣候常年濕潤的環境,可不考慮其環境作用。
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      7.3 材料與保護層厚度

      7.3.1 化學腐蝕環境下的混凝土不宜單獨使用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥作為膠凝材料,其原材料組成應根據環境類別和作用等級按照本規范附錄B確定。
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      7.3.2 水、土中的化學腐蝕環境、大氣污染環境和含鹽大氣環境中的配筋混凝土結構構件,其普通鋼筋的混凝土保護層最小厚度及相應的混凝土強度等級、最大水膠比應按表7.3.2確定。

      注:1:預制構件的保護層厚度可比表中規定減少5mm;

      2 預應力鋼筋的保護層厚度按照本規范第3.5.2條的規定執行。

      7.3.3 水、土中的化學腐蝕環境、大氣污染環境和含鹽大氣環境中的素混凝土結構構件,其混凝土的最低強度等級和最大水膠比應與配筋混凝土結構構件相同。

      7.3.4 在干旱、高寒硫酸鹽環境和含鹽大氣環境中的混凝土結構,宜采用引氣混凝土,引氣要求可按凍融環境中度飽水條件下的規定確定,引氣后混凝土強度等級可按本規范表7.3.2的規定降低一級或兩級。


      8后張預應力混凝土結構

      8.1 一般規定

      8.1.1 后張預應力混凝土結構除應滿足鋼筋混凝土結構的耐久性要求外,尚應根據結構所處環境類別和作用等級對預應力體系采取相應的多重防護措施。
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      8.1.2 在嚴重環境作用下,當難以確保預應力體系的耐久性達到結構整體的設計使用年限時,應采用可更換的預應力體系。
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      8.2 預應力筋的防護

      8.2.1 預應力筋(鋼絞線、鋼絲)的耐久性能可通過材料表面處理,預應力套管、預應力套管填充、混凝土保護層和結構構造措施等環節提供保證。預應力筋的耐久性防護措施應按本規范表8.2.1的規定選用。

      注:1 預應力筋鋼材質量需要符合現行國家標準《預應力混凝土用鋼絲》GB/T5223、《預應力混凝土用鋼絞線》GB/T 5224與現行行業標準《預應力鋼絲及鋼絞線用熱軋盤條》YB/T 146的技術規定;

      2 金屬套管僅可用于體內預應力體系,并應符合本規范第8.4.1條的規定。
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      8.2.2 不同環境作用等級下,預應力筋的多重防護措施可根據具體情況按表8.2.2的規定選用。
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      8.3 錨固端的防護

      8.3.1 預應力錨固端的耐久性應通過錨頭組件材料、錨頭封罩、封罩填充、錨固區封填和混凝土表面處理等環節提供保證。錨固端的防護工藝和措施應按本規范表8.3.1的規定選用。

      注:1 錨具組件材料需要符合國家現行標準《預應力筋用錨具。夾具和連接器》GB/T 14370、《預應力筋用錨具、夾具和連接器應用技術規程》JGJ 85的技術規定;

      2 錨固端封端層的細石混凝土材料應滿足本規范第8.4.4條要求。
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      8.3.2 不同環境作用等級下,預應力錨固端的多重防護措施可根據具體情況按表8.3.2的規定選用。
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      8.4 構造與施工質量的附加要求

      8.4.1 當環境作用等級為D、E、F時,后張預應力體系中的管道應采用高密度聚乙烯套管或架丙烯塑料套管;分節段施工的預應力橋梁結構,節段間的體內預應力套管不應使用金屬套管。

      8.4.2 高密度聚乙烯和聚丙烯預應力套管應能承受不小于1N/  的內壓力。采用體內預應力體系時,套管的厚度不應小于2mm;采用體外預應力體系時,套管的厚度不應小于4mm。
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      8.4.3 用水泥基漿體填充后張預應力管道時,應控制漿體的流動度、泌水率、體積穩定性和強度等指標。

      在冰凍環境中灌漿,灌入的漿料必須在10~15℃環境溫度中至少保存24h。
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      8.4.4 后張預應力體系的錨固端應采用無收縮高性能細石混凝土封錨,其水膠比不得大于本體混凝土的水膠比,且不應大于0.4;保護層厚度不應小于50mm,且在氯化物環境中不應小于80mm。
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      8.4.5 位于橋梁梁端的后張預應力錨固端,應設置專門的排水溝和滴水沿;現澆節段間的錨固端應在梁體頂板表面涂刷防水層;預制節段間的錨固端除應在粱體上表面涂刷防水涂層外,尚應在預制節段間涂刷或填充環氧樹脂。


       附錄A 混凝土結構設計的耐久性極限狀態

      A.0.1 結構構件耐久性極限狀態應按正常使用下的適用性極限狀態考慮,且不應損害到結構的承載能力和可修復性要求。

      A.0.2 混凝土結構構件的耐久性極限狀態可分為以下三種:

      1 鋼筋開始發生銹蝕的極限狀態;

      2 鋼筋發生適量銹蝕的極限狀態;

      3 混凝土表面發生輕微損傷的極限狀態。
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      A.0.3 鋼筋開始發生銹蝕的極限狀態應為混凝土碳化發展到鋼筋表面,或氯離子侵入混凝土內部并在鋼筋表面積累的濃度達到臨界濃度。

      對銹蝕敏感的預應力鋼筋、冷加工鋼筋或直徑不大于6mm的普通熱軋鋼筋作為受力主筋時,應以鋼筋開始發生銹蝕狀態作為極限狀態。
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      A.0.4 鋼筋發生適量銹蝕的極限狀態應為鋼筋銹蝕發展導致混凝土構件表面開始出現順筋裂縫,或鋼筋截面的徑向銹蝕深度達到0.1mm。

      普通熱軋鋼筋(直徑小于或等于6mm的細鋼筋除外)可按發生適量銹蝕狀態作為極限狀態。
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      A.0.5 混凝土表面發生輕微損傷的極限狀態應為不影響結構外觀、不明顯損害構件的承載力和表層混凝土對鋼筋的保護。
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      A.0.6 與耐久性極限狀態相對應的結構設計使用年限應具有規定的保證率,并應滿足正常使用下適用性極限狀態的可靠度要求。根據適用性極限狀態失效后果的嚴重程度,保證率宜為90%~95%,相應的失效概率宜為5%~10%。
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      A.0.7 混凝土結構耐久性定量設計的材料劣化數學模型,其有效性應經過驗證并應具有可靠的工程應用經驗。定量計算得出的保護層厚度和使用年限,必須滿足本規范第A.0.6條的保證率規定。
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      A.0.8 采用定量方法計算環境氯離子侵入混凝土內部的過程,可采用Fick第二定律的經驗擴散模型。模型所選用的混凝土表面氯離子濃度、氯離子擴散系數、鋼筋銹蝕的臨界氯離子濃度等參數的取值應有可靠的依據。其中,表面氯離子濃度和擴散系數應為其表觀值,氯離子擴散系數、鋼筋銹蝕的臨界濃度等參數還應考慮混凝土材料的組成特性、混凝土構件使用環境的溫、濕度等因素的影響。
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       附錄B 混凝土原材料的選用

      B.1 混凝土膠凝材料

      B.1.1 單位體積混凝土的膠凝材料用量宜控制在表B.1.1規定的范圍內。

      注:1 表中數據適用于最大骨料粒徑為20mm的情況,骨料粒徑較大時宜適當降低膠凝材料用量,骨料粒徑較小時可適當增加;

      2 引氣混凝土的膠凝材料用量與非引氣混凝土要求相同;

      3 對于強度等級達到C60的泵送混凝土,膠凝材料最大用量可增大至530kg/。
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      B.1.2 配筋混凝土的膠凝材料中,礦物摻合料用量占膠凝材料總量的比值應根據環境類別與作用等級、混凝土水膠比、鋼筋的混凝土保護層厚度以及混凝土施工養護期限等因素綜合確定,并應符合下列規定。

      1 長期處于室內干燥Ⅰ-A環境中的混凝土結構構件,當其鋼筋(包括最外側的箍筋、分布鋼筋)的混凝土保護層≤20mm時,水膠比>0.55時,不應使用礦物摻和料或粉煤灰硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥,長期濕潤Ⅰ—A環境中的混凝土結構構件,可采用礦物摻合料,且厚度較大的構件宜采用大摻量礦物摻合料混凝土。

      2 Ⅰ-B、Ⅰ-C環境和Ⅱ-C、Ⅱ-D,Ⅱ-E環境中的混凝土結構構件,可使用少量礦物摻合料,并可隨水膠比的降低適當增加礦物摻合料用量。當混凝土的水膠比W/B≥0.4時,不應使用大摻量礦物摻合料混凝土。 

      3 氯化物環境和化學腐蝕環境中的混凝土結構構件,應采用較大摻量礦物摻合料混凝土,Ⅲ-D、Ⅳ-D、Ⅲ-E、Ⅳ-E、Ⅲ-F環境中的混凝土結構構件,應采用水膠比W/B≤0.4的大摻量礦物摻合料混凝土,且宜在礦物摻合料中再加入膠凝材料總重的3%~5%的硅灰。
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      B.1.3 用作礦物摻合料的粉煤灰應選用游離氧化鈣含量不大于10%的低鈣灰。

      B.1.4 凍融環境下用于引氣混凝土的粉煤灰摻合料,其含碳量不宜大于1. 5%。

      B.1.5 氯化物環境下不宜使用抗硫酸鹽硅酸鹽水泥。

      B.1.6 硫酸鹽化學腐蝕環境中,當環境作用為V-C和V-D級時,水泥中的鋁酸三鈣含量應分別低于8%和5%,當使用大摻量礦物摻合料時,水泥中的鋁酸三鈣含量可分別不大于10%和8%;當環境作用為V-E級時,水泥中的鋁酸三鈣含量應低于5%;并應同時摻加礦物摻合料。

      硫酸鹽環境中使用抗硫酸鹽水泥或高抗硫酸鹽水泥時,宜摻加礦物摻合料。當環境作用等級超過V-E級時,應根據當地的大氣環境和地下水變動條件,進行專門實驗研究和論證后確定水泥的種類和摻合料用量,且不應使用高鈣粉煤灰。

      硫酸鹽環境中的水泥和礦物摻合料中,不得加入石灰石粉。

      B.1.7 對可能發生堿骨料反應的混凝土,宜采用大摻量礦物摻合料;單摻磨細礦渣的用量占膠凝材料總重  ≥50%,單摻粉煤灰  ≥40%,單摻火山灰質材料不小于30%,并應降低水泥和礦物摻合料中的含堿量和粉煤灰中的游離氧化鈣含量。


      B.2 混凝土中氯離子、三氧化硫和堿含量

      B.2.1 配筋混凝土中氯離子的最大含量(用單位體積混凝土中氯離子與膠凝材料的重量比表示)不應超過表B.2.1的規定。

      注;對重要橋梁等基礎設施,各種環境下氯離于含量均不應超過0.08%。
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      B.2.2 不得使用含有氯化物的防凍劑和其他外加劑。

      B.2.3 單位體積混凝土中三氧化硫的最大含量不應超過膠凝材料總量的4%。

      B.2.4 單位體積混凝土中的含堿量(水溶堿,等效  當量)應滿足以下要求:

      1 對骨料無活性且處于干燥環境條件下的混凝土構件,含堿量不應超過3.5  ;當設計使用年限為100年時,混凝土的含堿量不應超過3 。

      2 對骨料無活性但處于潮濕環境(相對濕度≥75%)條件下的混凝土結構構件,含堿量不超過3  。

      3 對骨料有活性且處于潮濕環境(相對濕度≥75%)條件下的混凝土結構構件,應嚴格控制混凝土含堿量并摻加礦物摻合料。
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      B.3 混凝土骨料

      B.3.1 配筋混凝土中的骨料最大粒徑應滿足表B.3.1的規定。

      B.3.2 混凝土骨料應滿足骨料級配和粒形的要求,并應采用單粒級石子兩級配或三級配投料。

      B.3.3 混凝土用砂在開采、運輸、堆放和使用過程中,應采取防止遭受海水污染或混用海砂的措施。


       附錄C 引氣混凝土的含氣量與氣泡間隔系數

      C.0.1 引氣混凝土含氣量與氣泡間隔系數應符合表C.0.1的規定。

      注:1 含氣量從運至施工現場的新拌混凝土中取樣用含氣量測定儀(氣壓法)測定,允許絕對誤差為±1.0%,測定方法應符合現行國家標準《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》GB/T 50080;

      2 氣泡間隔系數為從硬化混凝土中取樣(芯)測得的數值.用直線導線法測定,根據拋光混凝土截面上氣泡面積推算三維氣泡平均間隔,推算方法可按國家現行標準《水工混凝土試驗規程》DL/T 5150 的規定執行;

      3 表中含氣量:C50混凝土可降低0.5%,C60混凝土可降低1%.但不應低于3.5%。


       附錄D 混凝土耐久性參數與腐蝕性離子測定方法

      D.0.1 混凝土抗凍耐久性指數DF和氯離子擴散系數  的測定方法應符合表D.0.1的規定。

      D.0.2 混凝土及其原材料中氯離子含量的測定方法應符合表D.0.2的規定。

      D.0.3 混凝土及水、土中硫酸根離子含量的測定方法應符合表D.0.3的規定。



       本規范用詞說明

      1 為便于在執行本規范條文時區別對待,對要求嚴格程度不同的用詞說明如下:

      1)表示很嚴格,非這樣做不可的:

      正面詞采用“必須”;

      反面詞采用“嚴禁”。

      2)表示嚴格,在正常情況下均應這樣做的:

      正面詞采用“應”,

      反面詞采用“不應”或“不得”。

      3)表示允許稍有選擇,在條件許可時首先應這樣做的:

      正面詞采用“宜”,

      反面詞采用“不宜”。

      表示有選擇,在一定條件下可以這樣做的,采用“可”。

      2 條文中必須按指定的標準、規范或其他有關規定執行的寫法為“應按……執行”或“應符合……要求(或規定)”。


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