鐵路混凝土耐久性設(shè)計規(guī)范

1、鐵路混凝土耐久性設(shè)計規(guī)范本規(guī)范是根據(jù)鐵道部關(guān)于印發(fā)（2009年鐵路工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)編制計劃的通知（鐵建設(shè)函200934號）進行編制的。鐵路工程的條形結(jié)構(gòu)，客觀上具有環(huán)境作用的多樣性和不確定性，不同地域原材料性能差異很大與就地取材之間的矛盾等，決定了鐵路混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計的復(fù)雜性。工程技術(shù)人員必須按照“以人為本、服務(wù)運輸、強本簡末、系統(tǒng)優(yōu)化、著眼發(fā)展”的鐵路建設(shè)理念，結(jié)合工程具體情況，因地制宜，充分發(fā)揮主觀能動性，積極采用安全、可靠、先進、成熟、經(jīng)濟、適用的新技術(shù)，不能生搬硬套標(biāo)準(zhǔn)?？辈煸O(shè)計單位執(zhí)行（或采用）單項或局部標(biāo)準(zhǔn)，并不免除設(shè)計單位及設(shè)計人員對整體工程和系統(tǒng)功能質(zhì)量問題應(yīng)承擔(dān)的法律責(zé)任。

2、本規(guī)范是基于對鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性暫行規(guī)定全面修訂基礎(chǔ)上編制而成，與暫規(guī)相比，本規(guī)范主要修訂的內(nèi)容有：將設(shè)計使用年限由100年以上、60年以上和30年以上修改為100年、60年和30年，增加了特殊鐵路混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限的確定原則。一一對氯鹽環(huán)境、磨蝕環(huán)境條件特征稍做修改，嚴(yán)重腐蝕等級中刪除了M3。明確了硫酸鹽和氯鹽的檢測方法。一一增加了混凝土中三氧化硫的最大含量；增加了配合比參數(shù)中不同作用環(huán)境下?lián)胶土蠐郊臃秶约皟鋈诃h(huán)境下混凝土含氣量的要求；增加了碳化環(huán)境下混凝土碳化深度的要求，細(xì)化了凍融環(huán)境下混凝土耐久性指數(shù)的要求，增加了凍融環(huán)境下混凝土氣泡間距系數(shù)的要求，增加了氯鹽環(huán)境下混凝土抗氯離子

3、滲透性的要求，增加了硫酸鹽化學(xué)侵蝕環(huán)境下，混凝土抗硫酸鹽干濕循環(huán)次數(shù)的要求。一一增加了裂縫控制一章，裂縫控制一章包括混凝土最大裂縫計算寬度限值以及與裂縫控制相關(guān)的施工關(guān)鍵參數(shù)。增加了橋涵、隧道、路基與軌道結(jié)構(gòu)的構(gòu)造措施。細(xì)化了不同環(huán)境作用下混凝土防腐蝕強化措施。本規(guī)范規(guī)定共分8章、4個附錄，主要內(nèi)容包括：總則，術(shù)語，基本規(guī)定，環(huán)境，混凝土，裂縫控制，構(gòu)造措施，防腐蝕強化措施和檢查與維修等。在執(zhí)行本規(guī)范的過程中，希望各單位結(jié)合工程實踐，認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗，積累資料。如發(fā)現(xiàn)需要修改和補充之處，請及時將意見及有關(guān)資料寄交鐵道科學(xué)研究院（北京市海淀區(qū)大柳樹路2號，郵政編碼：100081,并抄送鐵道部經(jīng)濟規(guī)劃

4、研究院（北京市海淀區(qū)羊坊店路甲8號，郵政編碼:100038,以供今后修訂時參考。本規(guī)范由鐵道部建設(shè)管理司負(fù)責(zé)解釋。本規(guī)范主編單位：鐵道科學(xué)研究院。本規(guī)范參編單位：鐵道部經(jīng)濟規(guī)劃研究院、清華大學(xué)、鐵道第一勘察設(shè)計院、鐵道第二勘察設(shè)計院、鐵道第三勘察設(shè)計院、鐵道第四勘察設(shè)計院、中鐵十二局集團有限公司。本規(guī)范主要起草人：謝永江、薛吉崗、李化建、李克非、覃維祖、廉慧珍、朱長華、仲新華、譚鹽賓、易忠來、黃直久、孫立、吳少海、王召枯、魏永幸、周成、魏齊威、樓梁偉、王月華、馮仲偉、劉競、翁智財、鄭新國、曾志。1總則1.0.1為保證鐵路混凝土結(jié)構(gòu)在設(shè)計使用年限內(nèi)滿足使用要求，規(guī)范鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計要求，

5、制定本規(guī)范。條文說明現(xiàn)行鐵路工程各專業(yè)設(shè)計規(guī)范對于混凝土結(jié)構(gòu)主要考慮結(jié)構(gòu)的承載能力，而較少考慮環(huán)境作用引起的材料性能劣化對結(jié)構(gòu)耐久性帶來的影響?；炷恋哪途眯圆蛔?，不僅會增加使用過程中的修理費用，影響工程的正常使用，而且會過早結(jié)束結(jié)構(gòu)的使用年限，造成嚴(yán)重的資源浪費。為使鐵路混凝土結(jié)構(gòu)能夠滿足設(shè)計使用年限需要，并有利于可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，明確鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的具體內(nèi)容和方法，真正做到安全、適用、經(jīng)濟、合理，特編寫本規(guī)范。1.0.2本規(guī)范適用于鐵路混凝土結(jié)構(gòu)在碳化環(huán)境、氯鹽環(huán)境、化學(xué)侵蝕環(huán)境、凍融破壞環(huán)境和磨蝕環(huán)境作用下全過程的耐久性設(shè)計。鐵路工民建結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計按國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。條文說明

6、本規(guī)范適用的鐵路混凝土結(jié)構(gòu)包括橋涵、隨道、路基支擋（承載）結(jié)構(gòu)、路基防護結(jié)構(gòu)、軌道板、軌枕以及道床板、底座板、小型構(gòu)件等。本規(guī)范僅考慮環(huán)境因素對結(jié)構(gòu)的腐蝕作用，包括結(jié)構(gòu)氣候環(huán)境（溫度、濕度、酸雨）、與結(jié)構(gòu)接觸的土體與水體的腐蝕離子（硫酸鹽、氯鹽、碳酸鹽等）以及運輸含氯物質(zhì)的泄漏等。不涉及有機污水、生物、輻射、泄漏電流以及電磁等對混凝土的影響，遇到這些環(huán)境的設(shè)計需要專門進行研究。1.0.3鐵路混凝十結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限、結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境類別及其作用等級進行耐久性設(shè)計，并應(yīng)遵循下列基木原則：1耐久性設(shè)計應(yīng)體現(xiàn)源頭把關(guān)、過程控制以及在線養(yǎng)修全過程設(shè)計理念。2選用優(yōu)質(zhì)的混凝十原材料、合理的混

7、凝十配合比、適當(dāng)?shù)幕炷途眯灾笜?biāo)。3采用合理的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，便于施工、檢查和維護，減少環(huán)境因素對結(jié)構(gòu)的不利影響。4對影響混凝十開裂的施工過程關(guān)鍵參數(shù)提出要求。5對于嚴(yán)重腐蝕環(huán)境條件下的混凝十結(jié)構(gòu)，除了對混凝十木身提出嚴(yán)格的耐久性要求外，還應(yīng)提出可靠的防腐蝕強化措施。6對設(shè)計使用年限內(nèi)的檢查和維修作出規(guī)劃，明確跟蹤檢查內(nèi)容和周期。條文說明由于環(huán)境作用下混凝土耐久性問題十分復(fù)雜，存在很大的不確定性。本規(guī)范規(guī)定的是基本要求，必要時應(yīng)采取高于本規(guī)范的要求。因此，設(shè)計人員應(yīng)結(jié)合實際工程的重要性、作用環(huán)境以及施工條件等，進一步細(xì)化相應(yīng)的相關(guān)規(guī)定。設(shè)計中可根據(jù)工程的具體特點、環(huán)境條件、實踐經(jīng)驗以及具體的施工條

8、件等適當(dāng)提高相關(guān)要求。合理的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、優(yōu)質(zhì)的原材料、合理的混凝土配合比、可靠的施工過程質(zhì)量控制及定期養(yǎng)護、檢測與維修是確保混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的主要因素，是體現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)按設(shè)計使用年限設(shè)計的基本內(nèi)容。1.0.4本規(guī)范規(guī)定的結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計要求為使結(jié)構(gòu)達到設(shè)計使用年限并具有必要保證率的最低要求。1.0.5鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計應(yīng)滿足本規(guī)范規(guī)定的要求外，尚應(yīng)符合國家和鐵道部現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。2術(shù)語2.0.1混凝土結(jié)構(gòu)耐久性（durabilityofconcretestructure）在預(yù)定作用和預(yù)期的維護與使用條件下，結(jié)構(gòu)及其部件在設(shè)計使用年限內(nèi)保持其適用性和安全性的能力。2.0.2設(shè)計使用年限（d

9、esignservicelife）設(shè)計人員用以作為結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計依據(jù)并具有足夠安全度或保證率的目標(biāo)使用年限。2.0.3膠凝材料(cementitiousmaterial,orbinder)用于配制混凝土的水泥與所摻入活性和惰性礦物摻和料的總稱。活性摻和料包括粉煤灰、磨細(xì)礦渣粉和硅灰等，惰性摻和料包括石英粉和石灰石粉等。2.0.4水膠比(watertobinderratio)混凝土拌合物中的總用水量與膠凝材料總量的質(zhì)量比。2.0.5最低強度等級(minimumstrengthgrade)混凝土滿足結(jié)構(gòu)耐久性要求應(yīng)具備的最低強度級別。2.0.6電通量(passedelectriccharge)在6

10、0V直流恒電壓作用下6h內(nèi)通過混凝土的電量。2.0.7氯離子在混凝土中的擴散系數(shù)(chloridediffusioncoefficientofconcrete)在外界電場作用下，混凝土孔隙水中氯離子從高濃度區(qū)向低濃度區(qū)擴散過程的參數(shù)。2.0.8混凝土抗凍性等級(resistancegradetofreeze-thawofconcrete)混凝土試件在快凍法試驗條件下所能承受的凍融循環(huán)次數(shù)。2.0.9氣泡間隔系數(shù)(air-voidspacingfactor)硬化混凝土水泥漿體中相鄰氣泡邊緣之間的平均距離。2.0.10混凝土抗硫酸鹽等級(resistancegradetosulphateofcon

11、crete)混凝土試件在規(guī)定的試驗條件下所能夠經(jīng)受的干濕循環(huán)次數(shù)。2.0.11鋼筋的保護層最厚度(minimumconcretecovertoreinforcement)為防止鋼筋銹蝕從混凝土表面到最外層鋼筋最外緣所必需的混凝土最小厚度。2.0.12腐蝕(deterioration)材料與周圍的環(huán)境因素發(fā)生物理、化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)而受到的漸進性損傷與破壞。對鋼材則稱為銹蝕(corrosion)o2.0.13防腐蝕強化措施(additionalprotectivemeasures)在采取改善混凝土密實性和增加鋼筋的混凝土保護層厚度等常規(guī)措施仍不足以保證結(jié)構(gòu)的耐久性時所需要進一步采取的其它強化措施。

12、2.0.14維修(repair,orrestore通過修補、更換或加固，使損傷的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件恢復(fù)到可接受的狀態(tài)。3基本規(guī)定3.0.1鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的主要內(nèi)容包括：1結(jié)構(gòu)及主要可更換部件的設(shè)計使用年限；2結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境類別及作用等級；3結(jié)構(gòu)耐久性要求的混凝土；4結(jié)構(gòu)耐久性要求的裂縫寬度計算限值以及影響混凝土開裂的施工要求；5結(jié)構(gòu)耐久性要求的最小保護層厚度與結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施；6嚴(yán)重腐蝕環(huán)境條件下采取的防腐蝕強化措施；7與結(jié)構(gòu)耐久性有關(guān)的跟蹤檢查與維修要求。條文說明明確了鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的主要內(nèi)容?；炷两Y(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計是一個系統(tǒng)工程，不僅包括環(huán)境、混凝土材料、裂縫控制、構(gòu)造措施，還包括與

13、裂縫控制有關(guān)的施工要求、嚴(yán)重腐蝕環(huán)境下混凝土防腐蝕強化措施以及服役鐵路混凝土結(jié)構(gòu)檢測維修技術(shù)。3.0.2鐵路混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限應(yīng)根據(jù)工程的重要性按表3.0.2確定。設(shè)計使用年限級別I設(shè)計使用年限I適用范圍I11I不低于100年I不日更換的鐵路混凝結(jié)構(gòu)：如橋梁的樁基、承臺、墩臺、II梁，隧道，涵洞，路基支擋（承載）結(jié)構(gòu)等I11I不低于60年1可更換的鐵路混凝卜結(jié)構(gòu)：如軌道板，道岔板，軌枕（埋入II式），道床板，底座板，路基防護結(jié)構(gòu)，接觸網(wǎng)支柱等I11I不低于30年1附屬結(jié)構(gòu)：如蓋板，溝槽，人行道欄桿，排水設(shè)施等小型構(gòu)II件注:特殊鐵路（特別重要鐵路工程，專用線鐵路等）混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年

14、限，可根據(jù)工程的重要性，結(jié)合實際情況另行確定。條文說明以往鐵路工程設(shè)計規(guī)范對混凝土結(jié)構(gòu)沒有明確的設(shè)計使用年限要求?；炷两Y(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范對結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限分為兩級：一級設(shè)計使用年限不低于100年，指城市快速路和主干道上的橋梁以及其他道路上的大型橋梁、隨道，重要的市政設(shè)施等；二級設(shè)計使用年限不低于50年，指城市次干道和一般道路上的中小型橋梁，一般市政設(shè)施。實際上，該規(guī)范中涉及到的使用年限是三級，即100年、50年和30年。歐共體的規(guī)范還規(guī)定了橋梁等主要土木工程結(jié)構(gòu)物的設(shè)計使用年限為100年。美國規(guī)定橋梁的設(shè)計使用年限為不小于75100年。表3.0.2中增加了適用范圍示例，僅供設(shè)計或施工人員參

15、考。對于特殊鐵路工程的設(shè)計使用年限可以由設(shè)計人員和業(yè)主根據(jù)工程實際情況具體確定。對于一些特別重要的鐵路工程，其可修復(fù)性較差，在采取特殊的工程技術(shù)及其監(jiān)測措施后，其設(shè)計使用年限可以大于100年。對于一些廠區(qū)鐵路、地方鐵路等工程，基于經(jīng)濟性和實用性考慮，其設(shè)計使用年限可以不受3.0.2條的限制。3.0.3當(dāng)鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計采用本規(guī)范未涉及的新材料、新工藝和新方法時，應(yīng)通過試驗論證。條文說明鼓勵鐵路工程采用新材料、新工藝和新方法。但要經(jīng)過試驗驗證，尤其是驗證對結(jié)構(gòu)耐久性的影響。4環(huán)境4.1 一般規(guī)定4.1.1 鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計應(yīng)對鐵路沿線水質(zhì)、土質(zhì)、氣候條件等進行勘察或調(diào)查，確定環(huán)境

16、的類別及作用等級。條文說明鐵路工程條狀結(jié)構(gòu)與露天服役環(huán)境決定了鐵路混凝土結(jié)構(gòu)必然遭受氣候、所接觸土質(zhì)與水質(zhì)的腐蝕，為確定混凝土結(jié)構(gòu)作用環(huán)境等級，在設(shè)計前應(yīng)按照鐵路工程地質(zhì)勘察規(guī)范以及鐵路工程土工試驗規(guī)程對鐵路工程沿途水質(zhì)、土質(zhì)進行取樣分析，并調(diào)研沿途城市或地區(qū)的歷史氣象資料，以便確定結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別及作用等級。4.1.2 當(dāng)同一鐵路混凝土結(jié)構(gòu)處于多種環(huán)境共同作用時，混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計應(yīng)根據(jù)每種環(huán)境單獨進行。對混凝土結(jié)構(gòu)采取的耐久性技術(shù)措施應(yīng)同時滿足每種環(huán)境類別及作用等級的要求。條文說明混凝土結(jié)構(gòu)所處的侵蝕性環(huán)境往往不是單一的，提高混凝土抵杭各種典型侵蝕環(huán)境（如化學(xué)侵蝕、凍融）作用所采取的技術(shù)

17、措施也是不相同的，有時也可能是相互矛盾的，進行耐久性設(shè)計時應(yīng)分別加以考慮。如當(dāng)結(jié)構(gòu)物處于硫酸鹽腐蝕和凍融破壞環(huán)境時，進行混凝土配合比設(shè)計時應(yīng)同時考慮采用杭硫酸鹽硅酸鹽水泥、摻加足量礦物摻和料和引氣劑等技術(shù)措施。不同類別環(huán)境疊加有可能會加重對混凝土的腐蝕，也有可能對混凝土的腐蝕沒有影響。設(shè)計中遇到多重環(huán)境同時作用時，應(yīng)通過試驗論證。4.1.3 當(dāng)同一鐵路混凝土結(jié)構(gòu)的不同結(jié)構(gòu)部位所處的環(huán)境類別及其作用等級不同時，不同結(jié)構(gòu)部位的耐久性設(shè)計應(yīng)根據(jù)實際情況分別進行。條文說明同一個結(jié)構(gòu)物的不同結(jié)構(gòu)部位（如橋梁結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)、承臺、墩臺、預(yù)制梁等構(gòu)件）所處的環(huán)境類別和作用等級不同時，其耐久性要求也應(yīng)有所差別，甚

18、至同一構(gòu)件的不同部位，如承臺的下部與水接觸部位和上部相對干燥部位，也會有不同的耐久性要求。設(shè)計時應(yīng)充分考慮到這種情況。4.2 環(huán)境類別及作用等級4.2.1 鐵路混凝土結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境分為碳化環(huán)境、氯鹽環(huán)境、化學(xué)侵蝕環(huán)境、凍融破壞環(huán)境和磨蝕環(huán)境五類，不同類別環(huán)境的作用等級可按表4.2.1-1、表4.2.1-2、表4.2.1-3,表4.2.1-4和表4.2.1-5所列環(huán)境條件特征進行劃分。表4.2.1-1碳化環(huán)境In作用等級代號I環(huán)境條件特征I1T1I年平均相對濕度60%I1I長期在水下（不包含海水）或土中I1T21年平均相對濕度妻60%I1I露天條件I1T31處于水位變動區(qū)I1I處于干濕交替區(qū)11

19、注:當(dāng)鋼筋混凝土薄型結(jié)構(gòu)（厚度小于150mm）的一側(cè)干燥而另一側(cè)濕潤或飽水時，其干燥一側(cè)混凝土的碳化作用等級應(yīng)按T3級考慮。表4.2.1-2氯鹽環(huán)境Ini作用等級代號I環(huán)境條件特征5 16 1海洋環(huán)境，長期在海水水下、土下I1I鹽湖環(huán)境，長期在鹽湖水下、土下I1I海洋環(huán)境，高于平均水位15m的海上大氣區(qū)1.1 1I海洋環(huán)境，離漲潮岸線100mA-300m的陸上近海區(qū)I1I水中氯離子濃度妻1OOmg/L<500mg/L,且有干濕交替I1I土中氯離子濃度150mg/kg<750mg/kg,且有干濕交替I1L21海洋環(huán)境，低于平均水位15m以內(nèi)的海上大氣區(qū)I1I海洋環(huán)境，離漲潮岸線100

20、m以內(nèi)的陸上近海區(qū)3.3.3 1I水中氯離子濃度>500mg/L<5000mg/L,且有干濕交替I1I土中氯離子濃度>750mg/kg<7500mg/kg,且有干濕交替I1L31海洋環(huán)境，海水潮汐區(qū)或浪濺區(qū)I1I水中氯離子濃度>5000mg/L,且有干濕交替I1I土中氯離子濃度>7500mg/kg,且有干濕交替注：1氯離子濃度的測定方法應(yīng)符合本規(guī)范附錄A的規(guī)定。2處于炎熱地區(qū)的潮汐區(qū)或浪濺區(qū)的混凝土構(gòu)件，除本規(guī)范耐久性規(guī)定外，尚應(yīng)考慮防腐蝕措施。炎熱地區(qū)指年平均氣溫高于200c的地區(qū)。表4.2.1-3化學(xué)侵蝕環(huán)境化學(xué)侵蝕類型作用等級代號氯鹽環(huán)境下混凝土作用等

21、級的分類依據(jù)主要是距離海洋的距離以及途徑地區(qū)土中或地下水中所含氯離子情況，將氯鹽環(huán)境分為四個等級。距離海洋的距離劃分依據(jù)主要參考混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范，土中或地下水中氯離子含量等級的劃分主要參考巖土工程勘察規(guī)范。在氯鹽銹蝕為主的環(huán)境條件下，鋼筋銹蝕速度與混凝土表面氯離子的濃度、溫濕度的變化、空氣中OZ供給的難易程度有關(guān)，在海水作用的潮汐區(qū)和浪濺區(qū)、鹽湖地區(qū)或海邊灘涂區(qū)露出地表的毛細(xì)吸附區(qū)，鋼筋銹蝕的發(fā)展速度最快，需要特別防護。另外南方炎熱地區(qū)溫度高，氯離子擴散系數(shù)增大，鋼筋銹蝕加劇，所以炎熱氣候作為加劇鋼筋銹蝕的因素考慮。長期處于海水下的混凝土，由于鋼筋脫鈍所需的氯離子濃度值在飽水條件下得到

22、提高，同時缺乏O:的有效供給，所以相對來說鋼筋銹蝕的速度反而不大。鐵路工程跨度大、分布范圍廣，途徑地質(zhì)條件復(fù)雜，混凝土結(jié)構(gòu)會面臨化學(xué)物質(zhì)的腐蝕，本規(guī)范所涉及到的腐蝕化學(xué)物質(zhì)有硫酸鹽、碳酸鹽、酸和鎂鹽等。本規(guī)范關(guān)于硫酸鹽侵蝕等級的劃分，主要參考挪威歐盟標(biāo)準(zhǔn)（NS-EN206）o我國西北、西南和沿海地區(qū)的鐵路工程常常面臨化學(xué)侵蝕環(huán)境的作用，化學(xué)侵蝕尤以硫酸鹽化學(xué)侵蝕環(huán)境比較多見。但是，就破壞的嚴(yán)重程度來看，鹽類結(jié)晶破壞更加突出，多發(fā)生在露出地表的毛細(xì)吸附區(qū)和隨道的襯砌部位，破壞很明顯，所以格外引人注意。關(guān)于海水環(huán)境對混凝土的影響，主要考慮其中氯離子對鋼筋銹蝕的促進作用。至于海水中硫酸根離子的化學(xué)作

23、用，雖然硫酸根離子濃度已達到了中度侵蝕的2500mg/L左右，但由于同時存在氯離子對硫酸鹽侵蝕的緩減作用，有些規(guī)范將海水硫酸鹽侵蝕程度降為輕度硫酸鹽侵蝕。在挪威，天然海水中硫酸鹽被認(rèn)為對混凝土沒有侵蝕性。本規(guī)范中主要考慮環(huán)境土中硫酸根離子以及環(huán)境水中的硫酸根離子。在磨蝕破壞為主的環(huán)境條件下，混凝土結(jié)構(gòu)物遭受磨蝕的程度主要與風(fēng)或水中夾雜物的數(shù)量以及風(fēng)速、水流速度有關(guān)。夾雜物越多，速度越快，磨蝕就越嚴(yán)重。我國是一個河流含砂量較多的國家，在眾多?R"流中，年輸砂量超過1000萬噸的河流就有60多條，其他河流也存在不同程度的河砂運輸現(xiàn)象。在流水及夾雜物的作用下，由于摩擦、切削、沖擊等作用，橋

24、梁墩臺因磨蝕破壞是不可避免的；氣蝕是高速水流方向和速度發(fā)生急劇變化時造成僅靠速度變化處下游表面產(chǎn)生很大壓力降，形成水氣空穴，在混凝土表面產(chǎn)生一個局部的高能量沖擊。另外，大風(fēng)所夾帶的夾雜物，對涵洞、橋梁也有不同程度的磨蝕，這種情況尤其容易發(fā)生在我國西北地區(qū)。根據(jù)鐵路工程實際情況與經(jīng)驗，將磨蝕環(huán)境分為3級。刪除了原規(guī)范中磨蝕環(huán)境下的嚴(yán)重腐蝕等級。4.2.2環(huán)境作用等級為L3,H3,H4,D3,D4級的環(huán)境為嚴(yán)重腐蝕環(huán)境。條文說明本規(guī)范中將L3,H3,H4,D3,D4級環(huán)境定義為嚴(yán)重腐蝕環(huán)境，凍融破壞環(huán)境、氯鹽環(huán)境和化學(xué)侵蝕環(huán)境下有嚴(yán)重腐蝕環(huán)境。5混凝土5.2 一般規(guī)定5.2.1 混凝土原材料品質(zhì)應(yīng)

25、滿足附錄B的要求。5.2.2 混凝土的氯離子總含量應(yīng)符合表5.1.2的要求。表5.1.2混凝土的氯離子總含量（）In項目I鋼筋混凝土I預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土I111氯離子含量（以膠凝材料總量計）I毛0.10I毛0.06注:1混凝土中氯離子總含量系指水泥、礦物摻和料、粗骨料、細(xì)骨料、水、外加劑等所含氯離子含量之和。2混凝土中各原材料中氯離子的測定方法應(yīng)符合本規(guī)范附錄A的要求。條文說明混凝土中氯離子含量是指混凝土中各種原材料帶進混凝土的氯離子總含量。當(dāng)氯離子含量在鋼筋周圍達到某一臨界值時，鋼筋的鈍化膜開始破壞，喪失對鋼筋的保護作用，鋼筋開始銹蝕。在氯鹽環(huán)境下，環(huán)境中的氯離子還會不斷地滲入到混凝土內(nèi)部，聚

26、集到鋼筋表面，混凝土原材料中的氯離子含量應(yīng)盡可能地?。粚τ陬A(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，由于預(yù)應(yīng)力筋對氯鹽腐蝕非常敏感，更容易發(fā)生腐蝕，應(yīng)該更嚴(yán)格控制混凝土中氯離子含量。為保證混凝土的耐久性，本規(guī)范對鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土的氯離子含量限值分別提出要求。關(guān)于引起鋼筋銹蝕的氯離子臨界值尚未有明確的量值，較為統(tǒng)一的認(rèn)識占膠凝材料質(zhì)量的0.35%-1%。也有規(guī)范是用每方混凝土中氯離子含量來限制，如日本土木學(xué)會編寫的混凝土標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定，一般鋼筋混凝土和后張預(yù)應(yīng)力混凝土，混凝土中氯離子總量小于0.6kg/m3;對于耐久性要求特別高的鋼筋混凝土和后張預(yù)應(yīng)力混凝土，在可能發(fā)生鹽害和電腐蝕的場合以及采用先張預(yù)應(yīng)力混凝土的

27、場合，混凝土中氯離子總量應(yīng)小于0.3kg/m3o日本預(yù)拌混凝土（J工S5308）中規(guī)定，混凝土的氯化物含量，在卻貨地點，氯離子含量必須小于0.3kg/m3;但在得到購貨者同意時，可在0.6kg/m3以下。美國固定式離岸混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工指南（ACI357）規(guī)定:混凝土拌合物中可溶性氯離子總含量不得超過膠凝材料質(zhì)量的0.1（鋼筋混凝土）和0.06%（預(yù)應(yīng)力混凝土）。本規(guī)范對氯離子控制指標(biāo)與AC工一致?；炷恋膲A含量應(yīng)滿足表5.1.3的要求。條文說明采用活性骨料進行混凝土生產(chǎn)時，必須采取技術(shù)措施降低堿一骨料反應(yīng)發(fā)生的風(fēng)險。措施之一是嚴(yán)格控制混凝土的總堿含量，措施之二是摻加礦物摻和料。對于活性較大

28、（砂漿棒膨脹率在0.100.30%）的骨料，可通過控制混凝土總堿含量和摻加礦物摻和料兩種措施降低風(fēng)險；對于活，f艮大（砂漿棒膨脹率在0.30%以上）的骨料，原則上建議更換骨料。關(guān)于混凝土的堿含量限值問題，鐵路混凝土與砌體工程施工規(guī)范）（TB10210-2001）對不同混凝土提出如說明表5.1.3-1的規(guī)定。由于將鐵路工程結(jié)構(gòu)類別的劃分為一般、重要、特殊的依據(jù)并不十分清楚，實際操作過程中，有關(guān)人員根據(jù)上表對混凝土的堿含量進行控制時常常出現(xiàn)模棱兩可的情況。鑒于鐵路混凝土與砌體工程施工規(guī)范）（TB10210-2001）所指重要工程是指橋梁、隨道、涵洞、預(yù)制構(gòu)件等混凝土結(jié)構(gòu)或制品，類似于本規(guī)范規(guī)定的設(shè)

29、計使用年限為100年的混凝土結(jié)構(gòu)，一般工程是指普通的混凝土結(jié)構(gòu)，類似于本規(guī)范規(guī)定的設(shè)計使用年限為30年的混凝土結(jié)構(gòu)，因此，本規(guī)范參照上表的規(guī)定，提出混凝土中最大堿含量?；炷恋娜趸蜃畲蠛坎粦?yīng)超過膠凝材料總量的4%0條文說明混凝土中過量的硫酸根離子，在氯酸三鈣（C3A）剩余以及有水存在的情況下，會發(fā)生反應(yīng)，延遲生成鈣磯石，由于鈣磯石在形成過程中，體積膨脹，導(dǎo)致硬化混凝土開裂，這一反應(yīng)也被稱為內(nèi)部硫酸鹽腐蝕?；炷猎缙谡麴B(yǎng)過度能阻止鈣磯石生成或使其重新分解。防止鈣磯石延遲生成的主要途徑是降低養(yǎng)護溫度，限制水泥中硫酸鹽和C3A含量,混凝土在使用階段避免與水接觸。本規(guī)范將混凝土中S03含量限制在

30、膠凝材料的4%以下?；炷恋呐浜媳葢?yīng)同時滿足與耐久性要求的水膠比、膠凝材料用量、含氣量以及摻和料種類及摻量限值要求。條文說明混凝土配合比參數(shù)規(guī)定了影響混凝土耐久性關(guān)健技術(shù)參數(shù)限值。除了水膠比、膠凝材料用量外，本次修改中增加了含氣量與摻和料種類及用量?；炷恋目箟簭姸瘸龖?yīng)符合鐵路工程有關(guān)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的承載要求強度等級外，還應(yīng)滿足耐久性要求。條文說明強調(diào)混凝土結(jié)構(gòu)的強度設(shè)計應(yīng)滿足耐久性與承載力的雙重要求。5.2配合比參數(shù)C30等級及以下混凝土，膠凝材料總量不宜大于400kg/m3;C35C45混凝土，不宜大于450kg/m3;C50等級及以上混凝土，其膠凝材料總量不宜大于SOOkg/m30條文說明

31、水泥是混凝土中必要的膠凝組分，但當(dāng)水泥用量過大，不僅會增加混凝土的開裂趨勢，還會造成混凝土的泛漿分層，對混凝土耐久性反而不牙J,且會增加混凝土的成本。膠凝材料用量主要滿足混凝土的膠凝性能與工作性能，在此前提下，應(yīng)盡可能降低混凝土中單方膠凝材料的用量。不同環(huán)境作用下混凝土中礦物摻和料用量可按表5.2.2選擇。條文說明配合比設(shè)計是確?；炷聊途眯宰铌P(guān)健的環(huán)節(jié)，水膠比與最小膠凝材料用量限值是保證混凝土耐久性所需要的杭滲性與力學(xué)性能的重要技術(shù)參數(shù)。由于混凝土拌合時的用水量在其澆注成型后被水化結(jié)合的很少，大量游離水隨后成為混凝土的薄弱環(huán)節(jié)，給混凝土的開裂敏感性和耐久性帶來不牙J影響。近年來，從機理到工程

32、應(yīng)用都可以證實，控制混凝土拌合物最大用水量可以有效地改善其各項性能。因此，混凝土單方用水量是影響混凝土的耐久性關(guān)健因素。碳化環(huán)境：混凝土碳化，一方面與CO:在混凝土中的擴散速度密切相關(guān)，其取決于混凝土的孔隙率和孔隙結(jié)構(gòu)，即取決于混凝土的水膠比；另一方面還與混凝土吸收CO:的能力有關(guān)，這主要取決于混凝土內(nèi)Ca(OH):的儲備，而混凝土中Ca(OH):的數(shù)量由膠材中Ca0含量決定。碳化環(huán)境下，當(dāng)采用能夠減水的摻和料配制混凝土?xí)r，這種混凝土也具有較強的杭碳化能力，但對于水膠比較大的混凝土，不宜使用大摻量礦物摻和料混凝土。氯鹽環(huán)境：海工工程實踐表明，低水膠比的摻和料混凝土與大摻量摻和料混凝土比相同水膠

33、比的硅酸鹽水泥具有更高的杭氯鹽侵蝕性能，因此，氯鹽環(huán)境下，不宜單獨使用硅酸鹽水泥作為膠凝材料，宜采用大摻量摻和料混凝土。為了提高混凝土的早期強度和密實度，可摻加適量硅灰。除與凍融破壞環(huán)境藕合外，摻和料的摻量宜在40%以上。大摻量摻和料混凝土應(yīng)配合良好的養(yǎng)護和保護措施。化學(xué)侵t環(huán)境：提高混凝土耐硫酸鹽化學(xué)侵蝕的主要技術(shù)措施有三條：第一是選擇耐硫酸鹽性能良好的水泥，主要是水泥熟料礦物中CAA的含量盡量少，如高杭硫水泥C認(rèn)含量鄧,中杭硫水泥C3A含量鄰;對于不同杭硫酸鹽水泥也應(yīng)選擇C3A含量低的品種。第二是摻加礦物摻和料，一般摻量不得少于25%,摻量增加，耐蝕性能提高。第三是通過摻加減水劑，降低混凝

34、土的單方用水量，提高混凝土杭滲性和強度。也有研究表明，引氣能有效抑制和減緩混凝土在硫酸鹽化學(xué)侵蝕和硫酸鹽結(jié)晶引氣的膨脹，即顯著降低硫酸鹽結(jié)晶造成的混凝土杭折強度及表面剝蝕。在硫酸鹽較為富集的情況下，石灰石與硫酸鹽在較低的溫度下易產(chǎn)生碳硫硅鈣石破壞，化學(xué)侵蝕環(huán)境下，不得使用石灰石作為摻和料。凍融破壞環(huán)境：多年來的工程實踐表明，提高混凝土杭凍性的技術(shù)途徑有兩方面，其一是提高混凝土的密實度或強度；其二是適當(dāng)引氣。引氣混凝土具有較高杭凍性的事實已被證實。但也有實踐證明高強混凝土用于嚴(yán)重凍融環(huán)境即使不引氣也沒有發(fā)生破壞?？紤]到引氣不僅能夠提高混凝土的杭凍性，而且能夠改善混凝土的工作性能，另外，高強混凝土

35、粘度大、施工困難，在凍融環(huán)境下，依然建議采用引氣混凝土。氣泡直徑與氣泡穩(wěn)定性是評價引氣劑的主要因素，本規(guī)范提出了不同含氣量所對應(yīng)的氣泡間隔系數(shù)就是為了控制引氣劑的質(zhì)量，從而確保混凝土中所引入的氣泡微細(xì)、均勻、穩(wěn)定。影響混凝土含氣量的因素較多，混凝土的振動方式、振動頻率等，為了與實際情況較為接近，并驗證引氣效果的穩(wěn)定性，特規(guī)定測試含氣量前，應(yīng)將混凝土在振動臺上進行振動10-20S?；炷磷畲笏z比與最小膠凝材料用量的規(guī)定對依靠混凝土強度來提高混凝土杭凍性具有重要作用。對于嚴(yán)重凍融環(huán)境下，不宜采用素混凝土。磨蝕環(huán)境：混凝土的杭磨蝕性能主要取決于混凝土的強度、骨料的強度、硬度和韌性，這就對磨蝕環(huán)境下

36、混凝土的原材料提出了特殊的要求，尤其是骨料和膠凝材料方面，宜選擇適量硅灰作為摻和料，參照ACI201.2R-08、歐洲標(biāo)準(zhǔn)和水工混凝土相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對磨蝕環(huán)境下，原材料特殊要求、摻和料最大摻量限值以及水膠比、最低強度等級和膠凝材料用量應(yīng)予以規(guī)定。ACI201.28-08建議混凝土采用較低的水膠比(-J于0.45),以便改善表面砂漿的強度和耐磨性，相當(dāng)于100年M2的作用環(huán)境等級。水工建筑物杭沖磨防空蝕混凝土技術(shù)規(guī)范DL/T5207-2005中提出杭磨蝕混凝土水膠比應(yīng)小于0.4,摻有硅粉的杭磨蝕混凝土，應(yīng)同時補償早期收縮的膨脹劑或減縮劑。本規(guī)范對混凝土最大水膠比和最低膠凝材料用量的要求基本上與國外的一

37、些規(guī)范、混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計與施工指南的規(guī)定相同，唯一不同的是，將低強度等級為C25的混凝土最低膠凝材料用量由240kg/m3修改為260kg/m3。含氣量的限值主要參考混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范，摻和料的種類及摻量主要參考美國混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（ACI318）與混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范。預(yù)應(yīng)力混凝土中粉煤灰的摻量一般不宜大于30%05.3.2氯鹽和化學(xué)侵蝕環(huán)境下，當(dāng)采用大摻量礦物摻和料混凝土?xí)r，混凝土的強度等級可以比表5.3.1降低一個等級（CSMPa）,但不得低于0300凍融破壞環(huán)境下，當(dāng)采用引氣混凝土?xí)r，混凝土的強度等級可以比表5.3.1降低一個等級（CSMPa）,但不得低于0300條文說

38、明摻和料能夠物理固結(jié)與化學(xué)固化腐蝕離子（如硫酸根離子、氯離子等），且摻和量的摻入能夠細(xì)化孔結(jié)構(gòu)，在嚴(yán)重硫酸鹽和氯鹽腐蝕環(huán)境下，當(dāng)采用大摻量摻和料混凝土?xí)r，其強度等級可以降低一個等級。適當(dāng)引氣是提高混凝土杭凍性有牙）的技術(shù)措施，隨著含氣量的增加，混凝土的強度呈現(xiàn)不同程度地降低。當(dāng)采用引氣混凝土?xí)r，雖然其強度等級可以降低一個等級，同樣能夠保證混凝土的杭凍性。條文說明如何正確確定混凝土的耐久性指標(biāo)是混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的重要內(nèi)容。根據(jù)環(huán)境對混凝土的侵蝕作用機理的不同，現(xiàn)階段混凝土在不同環(huán)境條件下的耐久性仍然采用不同的耐久性評價指標(biāo)表示，并采用相應(yīng)的快速試驗方法進行試驗評定。大量試驗表明，影響混凝土碳

39、化性能的主要因素是混凝土的水膠比、膠凝材料用量及種類等，反映在硬化混凝土中，混凝土的強度與混凝土的碳化性能具有良好的相關(guān)性。在膠凝材料固定的情況下，水膠比越大，混凝土杭碳化性能越差；水膠比一定的情況下，隨著膠凝材料用量的增加，混凝土杭碳化性能有所越高。膠凝材料中隨著粉煤灰或礦渣的加入，混凝土的杭碳化性能降低。限制混凝土中水膠比、膠凝材料用量及其摻和料種類可以有效控制混凝土的杭碳化性能。當(dāng)混凝土杭壓強度大于SOMPa時，可以不考慮碳化對混凝土耐久性的影響。在化學(xué)侵蝕環(huán)境條件下，混凝土的耐侵蝕性能取決于膠凝材料的耐化學(xué)腐蝕性能以及混凝土的密實性能?；瘜W(xué)侵蝕環(huán)境所指環(huán)境較為復(fù)雜，不同化學(xué)腐蝕介質(zhì)對混

40、凝土的腐蝕機理不同，相應(yīng)地，膠凝材料的耐侵蝕性能試驗及評價方法亦應(yīng)不同。當(dāng)侵蝕介質(zhì)為硫酸鹽時，可以采用降低水膠比、添加礦物摻和料以及采用杭蝕系數(shù)高的膠凝材料來提高混凝土的杭硫酸鹽侵蝕性能。當(dāng)侵蝕介質(zhì)為鎂鹽、酸雨等其他化學(xué)物質(zhì)時，混凝土的耐久性應(yīng)通過試驗驗證。目前，除了水泥耐硫酸鹽腐蝕性能可用杭蝕系數(shù)表示和評價外，國內(nèi)外還沒有一個統(tǒng)一的方法可用來評價膠凝材料耐不同化學(xué)介質(zhì)腐蝕的能力。因此，本規(guī)范只是提出了硫酸鹽侵蝕環(huán)境條件下膠凝材料的杭蝕系數(shù)按GB2420檢驗應(yīng)大于0.8的規(guī)定（因杭蝕系數(shù)是針對水泥或膠凝材料而言的）。條文說明混凝土的密實性是其抵杭環(huán)境中水、氣以及溶解于水中的C1-,S叮一等有害

41、物質(zhì)侵入混凝土的第一道防線，并直接影響了混凝土的杭滲、杭碳化、杭鋼筋銹蝕、杭硫酸鹽腐蝕甚至杭凍等耐久性能。傳統(tǒng)上，人們采用混凝土杭高壓水滲透的能力一一杭滲標(biāo)號來表示混凝土的密實性能。然而實踐證明，杭滲標(biāo)號比較適合于判定低強度等級混凝土的密實性，而對強度等級超過030的混凝土，杭滲等級幾乎都能達到P20及以上的水平，單靠杭滲標(biāo)號已難以表征高性能混凝土的密實性能。從上世紀(jì)80年代開始，各國不斷地研究各種新方法以評價混凝土抵杭外界各種有害離子侵蝕的能力，其中發(fā)展較快的方法是電通量法和RCM氯離子擴散系數(shù)法。本規(guī)范中將混凝土電通量作為評價混凝土杭滲性的一般要求，參照ASTM01202（說明表5.4.2

42、）規(guī)定了不同使用年限、不同環(huán)境作用等級鐵路混凝土的電通量。條文說明混凝土的杭凍性可用多種指標(biāo)表示，如標(biāo)準(zhǔn)試驗條件下經(jīng)反復(fù)凍融后混凝土試件的動彈性模量損失、質(zhì)量損失、長度增加或體積膨脹等。國內(nèi)外多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)都采用動彈模損失或同時考慮質(zhì)量損失來確定混凝土的杭凍級別，但所有這些指標(biāo)都只能用來作為杭凍性能的相對比較，而不能與實際工程在某種環(huán)境條件下的使用年限預(yù)測相聯(lián)系?，F(xiàn)在國內(nèi)外比較通用的是以美國ASTMC666-86A標(biāo)準(zhǔn)試驗方法為基礎(chǔ)的快速凍融循環(huán)試驗結(jié)果來對混凝土的杭凍性進行評定。這一標(biāo)準(zhǔn)將混凝土試件經(jīng)300次快速凍融循環(huán)后的動彈模損失(即與初始動彈模的比值)作為混凝土杭凍耐久性指數(shù)DF。北美地區(qū)的杭凍混凝土標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，有杭凍要求的混凝土，其DF值需大于或等于60%o我國現(xiàn)行規(guī)范用杭凍等級或杭凍標(biāo)號作為混凝土杭凍性能指標(biāo)。凍融環(huán)境下除了杭凍等級之外，引入氣泡間隔系數(shù)作為評價混凝土杭凍性的評價指標(biāo)。在水工、公路等規(guī)范中，定義快速凍融試驗動彈模降到初