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CCES 01-2004 混凝土结构耐久性设计与施工指南(2005修订版).pdf

《混凝土结构耐久性设计与施工指南》（2005修订版）编写人： 陈肇元廉慧珍李克非 （在第一版基础上增改，全文由陈肇元、李克非汇总定稿） 《混凝土结构耐久性设计与施工指南》（第一版）编写人： 第1、2、3、5章陈肇元；第4、6章廉慧珍、陈肇元；第7章洪乃丰； 附录A1覃维祖；附录A2冯乃谦、巴恒静；附录B1千伟忠；附录B2路新瀛。 为起草《指南》提供过条文初稿的尚有黄士元、冯乃谦、王庆霖、林宝玉、吕志涛、林志伸， 全文由陈肇元、廉慧珍根据汇总的资料、意见及建议增补、修改定稿。

《混凝土结构耐久性设计与施工指南》（第一版） 编审组成员 （汉语拼音为序） 巴恒静包琦玮陈肇元”陈蔚凡邱小坛冯乃谦傅智干伟忠 郝挺宇 洪定海洪乃丰黄士元蒋秋金伟良李金玉廉慧珍*林宝玉林志伸 刘 西拉罗琳吕志涛马孝轩潘德强钱稼茹覃维祖王庆霖 吴学敏徐有 邻岳庆瑞袁勇赵国藩周君亮

2、术语与符号 .1 2.1术语... 2.2主要符号.. 3、基本规定 .4 3.1环境分类与环境作用等级 4 3.2结构的设计使用年限.. 3.3设计基本要求 4、混凝土材料 ...10 5.构造措施和裂缝控制 ..14 6、施工要求. ..54 6.1原材料要求 ..54 6.2、混凝土的施工 ..56 6.3混凝土耐久性质量检验 ..58 7、防腐蚀附加措施 7.1涂层钢筋和耐蚀钢筋， ..59 7.2钢筋阻锈剂. ..59 7.3混凝土表面涂层和防腐蚀面层... ...59 附录A 混凝土抗裂性测试方法及评价 .60 A1水泥及水泥基胶凝材料抗裂性试验 ...60 A2混凝土抗裂性试验一平板试件... ..62 附录B 混凝土氯离子扩散系数快速测定方法 B1 混凝土氯离子扩散系数快速测定法的RCM法， .64 B2 混凝土中氯离子扩散系数快速检测的NEL方法... ..70 附录C 氯离子侵入混凝土过程的Fick模型 .71 C1 混凝土的抗侵入性 71

C2Fick第二扩散定律的计算模型 72 C3Fick模型在设计中的应用 74 C4Fick模型中的参数选定.... ..78 附录D后张预应力混凝土体系的耐久性要求 ..80 D1 1 影响后张预应力体系耐久性的主要因素 D2 预应力钢绞线的防护体系 ..80 D3预应力锚固端的防护体系.... ...81 D4后张预应力构件锚固端的构造要求 ..82 D5预应力体系耐久性的总体防护措施 ..84 D6灌浆材料及水泥浆体的性能要求. .84 D7灌浆水泥浆体性能的测试方法 1 D8灌浆的施工方法与质量控制要求某黄金选矿厂安装工程施工组织设计， ..87 条例说明. ..89 B、基本规定 4、混凝土材料 .103 5、构造措施和裂缝控制 ... 114 6、施工要求 .120 6.1 原材料要求 .120 6.2、混凝土的施工 ..122 特殊防腐蚀措施 ..124

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。 对于特殊腐蚀环境以及生产、使用、排放或贮存各种有害化学腐蚀性物质的结构物，应 照专门的标准进行设计，但本《指南》提供的原则和数据对这些结构物的设计可能有比照参考 值。 1.0.4 混凝土结构的耐久性设计与施工，除本《指南》已作出规定的以外，在结构材料、结构

1.0.5由于坏境作用及材料性能劣化机理的复杂性、不确定性与不确知性以及缺之足够的经验 数据，目前尚难在设计阶段对混凝土结构的耐久性和使用年限作出准确的预测。本《指南》所 供的只是一种基于现有认识的近似判断和估计，用于不同环境条件下、不同设计使用年限要求 结构耐久性设计。 本《指南》中提出的要求只是通常情况下为满足结构适用性、可修复性和安全性的最低 求，设计人员应结合工程及其所处环境的具体特点，如工程的重要性、环境作用的复杂性、材 劣化导致结构失效后果的严重性、使用过程中进行维修的可行性等，必要时采取更为严格的要求 混凝土结构的耐久性与许多因素有关，如有基于工程现场经验类比或基于材料性能劣化 型计算结果的可靠依据，并通过专门的论证：可以修正和取代本《指南》的个别规定和要求。

2.1.1环境作用（environmentalaction）能引[起结构材料性能劣化或腐蚀的环境因素（agent） 如温度、湿度及各种有害物质等施加于结构上的作用。 2.1.2腐蚀（deterioration）材料与周围的环境因素发生物理、化学或电化学作用而引起的渐进 性损伤与破坏。对钢材则常称为锈蚀（corrosion）。 2.1.3劣化（degradation）材料性能随时间的逐渐降低 2.1.4劣化模型（degradation model）描述材料性能劣化过程的数学表达式，可用于结构使用年 限的预测。

2.1.1环境作用（environmentalaction）能引起结构材料性能劣化或腐蚀的环境因素（agent 如温度、湿度及各种有害物质等施加于结构上的作用。 2.1.2腐蚀（deterioration）材料与周围的环境因素发生物理、化学或电化学作用而引起的渐 性损伤与破坏。对钢材则常称为锈蚀（corrosion）

2.1.3劣化（degradation）材料性能随时间的逐渐降低 2.1.4劣化模型（degradationmodel）描述材料性能劣化过程的数学表达式，可用于结构使用年 限的预测。 2.1.5结构耐久性（structuredurability）结构及其构件在可能引起材料性能劣化的各种作用下 能够长期维持其原有性能的能力。在结构设计中，结构耐久性则被定义为在预定作用和预期的维

土中及地表、地下水中的化学腐蚀环境（V）及其

3.1.7房屋建筑的室内厨房、卫生间和地下室等频受潮湿和易结露的构件部位以及室外频受雨

3.2结构的设计使用年限

3.2.1结构的设计使用年限应是具有一定裕度或保证率的目标使用年限，并与结构使用的适用性 极限状态相对应。设计使用年限必须由工程的业主与设计人员共同商定，并不低于政府主管部门 规定的最低要求。 3.2.2结构的设计使用年限可按表3.2.2的级别选取。特殊重要的纪念性或标志性结构物，其设计 使用年限应大于100年；大城市中的高层建筑或大型建筑物，其结构的设计使用年限宜不小于70 年；工矿建筑与构筑物的结构设计使用年限宜与生产的设计服务年限相应，某些工业厂房结构的 设计使用年限因现代生产工艺的快速变更或根据实际需要可定为30年。 当结构的使用年限预期会因服务功能的快速变化(如桥梁通行能力的快速增长)而提前终结， 或当环境特别严酷，采取较长的使用年限受到技术、经济上的制约时，则在主管部门和业主的同 意下，可按较低的设计使用年限进行设计，但一般不宜低于30年。 本《指南》仅提出100年、50年和30年三种设计使用年限下的具体设计要求，对于介于其 中的不同设计使用年限下的要求，可以大体按照内插的方法处理。

结构的设计使用年限分级

3.2.3结构的设计使用年限5 .华润置地工程管理行为细则 V1.0，通常应是结构使用过程中仅需常规维护（包括构件表面涂

不需进行大修的期限。 仅当现有的技术条件不能保证结构的所有构件（或部件）均能达到与结构设计使用年限相同 的耐久性时，或从经济等角度考虑认为有必要时，则在业主认可的前提下，可在结构设计中规定 结构的个别构件（或部件）需在结构的设计使用年限内进行规定次数（1～2次或更多）的大修或 更换。 处于良好环境条件下的一般民用建筑物，在结构的设计使用年限内应按仅需常规维护进行设 计。处于严重环境作用下的结构物，在结构的设计使用年限内，可对个别结构构件或部件（如桥 梁拉索及支座件等）进行定期大修或更换。 需在设计使用年限内进行大修或更换的结构构件，应具有能够进行修补或更换的施工操作条 件。需要修补或更换的构件，其使用年限可低于结构的整体设计使用年限。对于土中或水下缺乏 修理条件的结构构件，其设计使用年限应与结构的整体设计使用年限相同。

3.3.1混凝土结构及其构件的耐久性，应根据不同的设计使用年限和不同的环境类别 及其作用等级进行设计。同一结构中的不同构件或同一构件中的不同部位由于所处的 局部环境条件有异，应予以分别对待。结构的耐久性设计必须考虑施工质量控制与质 量保证对结构耐久性的影响，必须考虑结构使用过程中的维修与检测要求。

1）结构所处的环境类别及其环境作用等级。对于环境作用等级为D或D级以上的结构设计， 除勘测资料外，应有结构周边既有结构工程耐久性现状的调查资料和必要的检测数据。 2）结构的设计使用年限。应标明结构设计使用年限内需要大修或更换的结构构件或部件及其 预期的修补期限或更换期限，列出结构各构件和部件的使用年限及维修周期的明细表。对结构 耐久性有重要影响的构造措施（如桥面防水层、伸缩缝等），其预期的使用年限也应在设计文件 中一并列出。 3）对施工单位（包括混凝土供应方）提出耐久混凝土的技术要求和施工质量的合格验收标准。 4）对工程业主或工程的运营管理单位提出使用过程中需要进行正常维护、修理或更换的具体 内容与要求。 5）对于桥梁结构等基础设施工程，需对设计使用年限内的全寿命投资费用作出适当的论证与 评估。

60厚挤塑聚苯板外墙保温工程施工组织设计3.3.3混凝土结构的耐久性设计至少应包括

根据结构所处的不同环境类别、环境作用等级与结构的设计使用年限，确定混凝土材料耐久 性的主要技术要求，包括：混凝土原材料的选用要求（水泥、矿物掺和料、骨料以及化学外加剂 的品种与质量等)，混凝土的最低强度等级，最大水胶比和胶凝材料的最小用量，以及结构所处 环境下所需的混凝土氯离子扩散系数、抗冻耐久性指数（或抗冻等级）等混凝土耐久性参数的具 体指标以及引气等要求。 对于一般环境和无盐的冻融环境下的混凝土技术要求，在设计阶段可仅规定混凝土的最低强度等 级与最大水胶比以及混凝土是否引气等要求，并标明在设计施工图和相应说明中。至于混凝土原 材料的选用和混凝土具体配比等其他技术要求，可指定施工或混凝土供货单位依据设计方提出的 环境作用等级与结构的设计使用年限，按照本《指南》规定的相关条文确定。设计采用的混凝土

多种防护措施平行地起作用（如在提高耐久混凝土性质量和保护层厚度的基础上，同时采用阻锈剂或环氧涂层钢筋），或在一种措施在使用过程中失效后可以启动另一种措施（如结构中的钢筋发生锈蚀后启动阴极保护)。6）在确定钢筋的混凝土保护层厚度和耐久混凝土的技术要求时，不考虑普通建筑饰面（抹灰、面漆、面砖等）和防水层等构造对混凝土结构的有限防护作用。对于结构施工建造中主要起临时承载作用且不具足够耐久性的部件（如隧道的喷混凝土初衬支护，其混凝土的性能和锚杆、钢筋网、钢棚架的保护层均难以满足严重环境作用下的耐久性要求)，在结构的承载力设计中不应考虑其贡献。3.3.5同一结构中宜使用相同材质的钢筋以降低钢材的电化学锈蚀速度。对非预应力钢筋，宜在设计中统一选用新三级钢筋HRB400。混凝土中不同金属埋件之间（包括镀锌钢材与普通钢材之间）均不得有导电的连接。3.3.6在C级及C级以上的环境等级下采用预应力混凝土时，需对预应力体系（预应力筋、锚具和孔道管等）的使用年限作出专门评估，要求生产厂家提供相关的资料和说明。同时，应对灌浆材料、施工工艺及质量检验标准提出具体要求。预应力混凝土体系的施工必须由具有专门资质的专业机构完成。3.3.7混凝土结构的耐久性设计，需考虑到混凝土构件开始暴露于环境作用时的不同龄期对耐久性的影响。应尽量设法延迟新浇混凝土开始与海水、氯盐等接触或开始遭受冰冻的时间。在海洋环境下宜尽量采用预制构件；在冰冻地区宜尽早开工，至少应在冰冻季节到来前一月完成施工。3.3.8当结构所处的环境作用等级为E或E级以上时，应在设计中提出必须进行结构使用年限内的定期检测要求。第一次检测需在结构峻工使用后的3～5年内进行，并根据测试结果对结构的耐久性做出评估。除目测外，检测的重点在于确定表层混凝土的劣化现状，如混凝土的碳化深度，混凝土表层内不同深度处的氯离子浓度分布，钢筋的锈蚀或锈蚀倾向等。以后的定期检测间隔视劣化速度而定。对于重要工程，应在设计阶段作出结构使用期内检测的详细规划，在工程现场设置专供检测取样用的构件，后者在尺寸、材料、配筋、成型、养护以及暴露环境条件上，应能代表实际的结构构件，必要时还可在结构构件有代表性的部位上埋置传感元件以监测钢筋锈蚀的发展。3.3.9结构使用年限的验算以及使用阶段的检测规划可委托专业的研究、咨询机构完成并通过论证。4、混凝土材料4.0.1配制耐久混凝土的一般原则如下：1、选用质量稳定、低水化热和含碱量偏低的水泥，尽可能避免使用早强水泥和C3A含量偏高的水泥；2、选用坚固耐久、级配合格、粒形良好的洁净骨料；3、使用优质粉煤灰、矿渣等矿物掺和料或复合矿物掺和料；一般情况下，矿物掺和料应作为耐久混凝土的必需组份；4、使用优质引气剂，将适量引气作为配制耐久混凝土的常规手段；5、尽量降低拌和水用量，采用高效减水剂；6、高度重视骨料级配与粗骨料粒形要求；7、限制单方混凝土中胶凝材料的最低和最高用量，尽可能减少胶凝材料重的硅酸盐水泥用量。4.0.2不同环境作用等级和不同使用年限的钢筋混凝土结构与预应力混凝土结构，其混凝土的最低强度等级、最大水胶比和单方混凝土胶凝材料的最低用量宜满足表4.0.2的规定，且所用的胶凝材料（水泥与矿物掺和料）种类与用量范围需根据不同的环境类别符合4.0.3条的要求。10