中外建筑设计耐久性差异

1、 环境作用下混凝土结构的耐久性设计方法2004年2月 结构设计的外加作用与极限状态结构设计的外加作用与极限状态 作用作用 作用因素作用因素极限状态极限状态 耐久耐久性性考虑考虑载承能力载承能力安全性安全性正常使用正常使用适用性适用性可修复可修复可修复性可修复性一般荷一般荷载作用载作用重力、风重力、风强制位移强制位移 疲劳荷载疲劳荷载偶然灾偶然灾害作用害作用地震、爆地震、爆炸炸 环境作环境作用用湿度、温湿度、温度及其变度及其变化，侵蚀化，侵蚀物质物质 耐久性设计的极限状态耐久性设计的极限状态 钢筋锈蚀钢筋锈蚀 预应力钢筋预应力钢筋 开始锈蚀开始锈蚀 普通钢筋混凝土表面锈痕，普通钢筋混凝土表面锈痕

2、， 顺筋开裂（顺筋开裂（0.1mm, -,1mm） 保护层剥落保护层剥落 混凝土腐蚀混凝土腐蚀 轻微，不影响混凝土对钢筋的保护轻微，不影响混凝土对钢筋的保护 耐久性设计方法 传统方法传统方法 指数指数(评分评分)法法 因子法因子法 基于材料劣化模型的计算方法基于材料劣化模型的计算方法 传统方法传统方法 Deem-to-satisfy Method针对不同环境类别和环境作用等级，针对不同环境类别和环境作用等级， 对混凝土材料和结构构造规定不同要求。对混凝土材料和结构构造规定不同要求。 （ 回避使用寿命要求）回避使用寿命要求）混凝土原材料（水泥、掺合料、外加剂、）混凝土原材料（水泥、掺合料、外加剂

3、、）混凝土配合比（最大水胶比、最低胶凝材料用量）混凝土配合比（最大水胶比、最低胶凝材料用量） 混凝土最低强度等级，抗冻等级，混凝土最低强度等级，抗冻等级， 结构构造（保护层最小厚度，）结构构造（保护层最小厚度，） 改进趋向改进趋向 细化环境类别及其作用等级细化环境类别及其作用等级 提出不同使用年限的不同要求提出不同使用年限的不同要求指数（评分）法指数（评分）法 Index Method日本土木工程学会1990年提出 环境指数环境指数S 耐久性指数耐久性指数R SS0 Si S0 正常环境指数（正常环境指数（ 50年设计寿命年设计寿命 取取100） Si恶劣环境增量指数（冻融恶劣环境增量指数（冻

4、融1040， 盐蚀盐蚀1070） R R0 + Ri R0 常数，取常数，取50 Ri i = 18 , 共共8类，包括类，包括32个因素，分个因素，分 别评分后相加别评分后相加 (按按95保证率考虑保证率考虑) 因子法因子法 Factor MethodISO15686-1 建筑物与设备使用年限规划建筑物与设备使用年限规划 用于构件耐久性使用年限评估用于构件耐久性使用年限评估te= tgABCDEFG A构件质量（水胶比、强度等级、含气量）构件质量（水胶比、强度等级、含气量） B设计水平（结构构造）设计水平（结构构造） C施工质量施工质量 D室内环境室内环境 E室外环境室外环境 F使用状态使用

5、状态 G维修保养水平维修保养水平 基于材料劣化模型的计算方法基于材料劣化模型的计算方法 RILEM-130 委员会报告委员会报告 混凝土结构耐久性设计混凝土结构耐久性设计1996 DuraCrete 混凝土耐久性设计指南混凝土耐久性设计指南2000 ACI Life-365 Computer Program 2000 日本土木学会标准示方书日本土木学会标准示方书 2002 我我 我国混凝土结构耐久性设计现状我国混凝土结构耐久性设计现状 规范的耐久性设置水准基本上停留在解放初规范的耐久性设置水准基本上停留在解放初 或或50年代国际水平年代国际水平由于水泥的早强成分和细度增加，施工进度由于水泥的早

6、强成分和细度增加，施工进度 加快，混凝土耐久性的实际质量下降加快，混凝土耐久性的实际质量下降环境条件恶化环境条件恶化规范还阻碍粉煤灰等掺合料和引气剂的使用规范还阻碍粉煤灰等掺合料和引气剂的使用, 为改善混凝土结构耐久性带来负面作用为改善混凝土结构耐久性带来负面作用 国外对耐久性要求的不断改进国外对耐久性要求的不断改进盐冻环境盐冻环境 加拿大安大略省公路桥面板耐久性要求加拿大安大略省公路桥面板耐久性要求 规范对耐久性的低标准要求规范对耐久性的低标准要求 我国现行规范（我国现行规范（80年代颁布）与国外比较年代颁布）与国外比较 配筋混凝土 中国 美国 英国最低强度 等级 C15 C25 C30（C

7、25） 露天环境下 保护层厚度 抗碳化锈蚀板2cm 梁3cm（对主筋）3.8cm （d16）（对外侧钢筋）C35, 3.5cmC40,4cm(干湿交替)（对外侧钢筋） 抗冻融仅水工规范 要求引气要求引气 要求引气 大型工程大型工程 城市地铁主体结构混凝土城市地铁主体结构混凝土C20C20 跨海大桥浪溅区混凝土跨海大桥浪溅区混凝土C30C30，保护层，保护层 3 34cm4cm 高边坡预应力锚索、高强锚杆无双重保护高边坡预应力锚索、高强锚杆无双重保护 特大桥梁的公路桥面板底部保护层特大桥梁的公路桥面板底部保护层2cm2cm 耐久性极限状态耐久性极限状态一般由适用性（正常使用极限状态）一般由适用性

8、（正常使用极限状态） 或可修复性控制或可修复性控制少数可发生承载能力失效的极限状态少数可发生承载能力失效的极限状态 预应力高强钢筋（索）的应力腐蚀预应力高强钢筋（索）的应力腐蚀 隐蔽部位钢筋的锈断隐蔽部位钢筋的锈断 混凝土结构耐久性设计混凝土结构耐久性设计 与施工指南与施工指南中国土木工程学会标准中国土木工程学会标准 CCES 012004混凝土结构及其构件的耐久性，应根据混凝土结构及其构件的耐久性，应根据不同不同设计使用年限设计使用年限及其及其相应的极限状态相应的极限状态和不同和不同环境类别环境类别及其及其环境作用等级环境作用等级进行进行设计设计 设计使用年限设计使用年限 有一定的保证率或安

9、全储备有一定的保证率或安全储备 极限状态极限状态与环境类别及结构特点有关与环境类别及结构特点有关 环境类别环境类别分分7类类 环境作用等级环境作用等级分分6级，级，AF结构设计使用年限结构设计使用年限设计人员用以作为结构耐久性设计人员用以作为结构耐久性 设计依据的目标使用年限设计依据的目标使用年限设计使用年限应由业主或用户与设计人共同确定，设计使用年限应由业主或用户与设计人共同确定， 并满足有关法规的最低要求并满足有关法规的最低要求 设计基准期设计基准期为确定可变荷载为确定可变荷载(使用荷载、风雪荷载使用荷载、风雪荷载) 及与时间有关的材料强度而选用的时间参数及与时间有关的材料强度而选用的时间

10、参数 使用年限使用年限结构建造完成后，在预定的使用与维护和结构建造完成后，在预定的使用与维护和 修理条件下，能够满足原定性能要求的年限修理条件下，能够满足原定性能要求的年限 设计使用年限设计使用年限具有足够安全储备或保证具有足够安全储备或保证率率设计使用年限的安全储备或保证率可以用设计使用年限的安全储备或保证率可以用 寿命安全系数或失效概率表示寿命安全系数或失效概率表示 定值法设计寿命安全系数凭工程经验和必要分析综合寿命安全系数凭工程经验和必要分析综合给定，考虑工程重要性，耐久性失效后果的严重性，修理的给定，考虑工程重要性，耐久性失效后果的严重性，修理的可行性与修理费用，环境作用、耐久性抗力和

11、计算方法本身可行性与修理费用，环境作用、耐久性抗力和计算方法本身的不确定性与不确知性的不确定性与不确知性 概率分析方法寿命安全系数为均值使用年限与设计使寿命安全系数为均值使用年限与设计使用年限的比值，与设定的保证率或失效概率有关用年限的比值，与设定的保证率或失效概率有关 若假定使用年限按对数正态分布，变异系数为若假定使用年限按对数正态分布，变异系数为0.5。对于对于适用性极限状态，如失效概率适用性极限状态，如失效概率5 5，K K在在2 2. 4 4左右左右 环境类别环境类别1 一般环境一般环境 （无冻融，盐、酸等作用）（无冻融，盐、酸等作用） 室内干燥环境室内干燥环境 A 非干湿交替的室内潮

12、湿环境或非干湿交替的室内潮湿环境或 露天环境，长期湿润环境露天环境，长期湿润环境 B 干湿交替环境干湿交替环境 C2 一般冻融环境一般冻融环境 (无盐、酸等作用无盐、酸等作用) 微冻地区，混凝土中度饱水微冻地区，混凝土中度饱水 B 微冻地区，混凝土高度饱水微冻地区，混凝土高度饱水 C 严寒和寒冷地区，混凝土中度饱水严寒和寒冷地区，混凝土中度饱水 C 严寒和寒冷地区，混凝土高度饱水严寒和寒冷地区，混凝土高度饱水 D环境类别环境类别3 近海或海洋环境近海或海洋环境 水下区水下区 D 大气区大气区 轻度盐雾区轻度盐雾区 D 离平均水位离平均水位15m以上的海上大气区，以上的海上大气区， 离涨潮岸线离

13、涨潮岸线50m外至外至200m内的陆上室外环境内的陆上室外环境 重度盐雾区重度盐雾区 E 离平均水位上方离平均水位上方15m以内的海上大气区，以内的海上大气区， 离涨潮岸线离涨潮岸线50m内的陆上室外环境内的陆上室外环境 水位变化区和浪溅区，非炎热地区水位变化区和浪溅区，非炎热地区 E 水位变化区和浪溅区，南方炎热地区水位变化区和浪溅区，南方炎热地区 F环境类别环境类别4 除冰盐冻融环境除冰盐冻融环境 混凝土中度饱水混凝土中度饱水 E 混凝土高度饱水混凝土高度饱水 F5 盐碱结晶环境盐碱结晶环境 轻度盐碱结晶轻度盐碱结晶 E 重度盐类结晶重度盐类结晶 F6 大气污染环境大气污染环境 汽车或机车

14、废气汽车或机车废气 C 酸雨酸雨 D （pH小于小于4时按时按E级）级） 盐碱地区含盐大气和雨水盐碱地区含盐大气和雨水 D ，E， C环境类别环境类别7 土中及地表、地下水中的化学腐蚀环境土中及地表、地下水中的化学腐蚀环境 (海水环境除外海水环境除外) 作 用 等 级 B C D E 水 中24SO m g /l 2 0 0 2 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 4 0 0 0 4 0 0 0 1 0 0 0 0 土 中24SO总 量m g /k g ， 强 透 水 土 层 弱 透 水 土 层 3 0 0 1 5 0 0 3 0 0 1 5 0 0 1 5 0 0 5 0 0 0 1 5

15、 0 0 6 0 0 0 5 0 0 0 1 5 0 0 0 6 0 0 0 1 5 0 0 0 1 5 0 0 0 5 0 0 0 0 水 中2Mg m g /l 3 0 0 3 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 3 0 0 0 3 0 0 0 4 5 0 0 水 的p H值 水 或 强 透 水 土 层 中 弱 透 水 土 层 中 6 .5 5 .5 5 .5 6 .5 4 .5 5 .5 4 .5 5 .5 4 .0 . 4 .5 4 4 .5 3 .5 4 .0 水 中C O2 m g /l 水 或 强 透 水 土 层 中 弱 透 水 土 层 中 1 5 3 0 3 0 6 0 3

16、 0 6 0 6 0 - 1 0 0 6 0 1 0 0 1 0 0 氯 离 子 浓 度 水 中m g /l , 干 湿 交 替 长 期 浸 水 土 中m g /k g 潮 湿 1 0 0 5 0 0 5 0 0 5 0 0 0 1 5 0 7 5 0 5 0 0 5 0 0 0 5 0 0 0 2 0 0 0 0 7 5 0 7 5 0 0 5 0 0 0 1 0 0 0 0 2 0 0 0 0 4 0 0 0 0 7 5 0 0 1 5 0 0 0 环境类别环境类别选定一种最主要的环境类别进行设计选定一种最主要的环境类别进行设计多种环境作用影响多种环境作用影响 荷载对环境作用影响荷载对环境

17、作用影响 耐久性设计内容耐久性设计内容按按 环境类别，环境作用等级，设计年限环境类别，环境作用等级，设计年限确定：确定： 混凝土材料混凝土材料 结构构造和裂缝控制结构构造和裂缝控制 施工要求施工要求 使用阶段检测和维修要求使用阶段检测和维修要求 防腐蚀附加措施防腐蚀附加措施 耐久性设计的极限状态耐久性设计的极限状态钢筋锈蚀钢筋锈蚀 预应力钢筋预应力钢筋 开始锈蚀开始锈蚀 普通钢筋普通钢筋 顺筋开裂（顺筋开裂（0.1mm）混凝土腐蚀混凝土腐蚀 轻微，不影响混凝土对钢筋的保护轻微，不影响混凝土对钢筋的保护 海洋环境下的重要工程，要求委海洋环境下的重要工程，要求委托二个或二个以上的专业机构，分托二个

18、或二个以上的专业机构，分别进行使用寿命计算别进行使用寿命计算混凝土材料选择混凝土材料选择1)1) 选用低水化热、低选用低水化热、低C C3 3A A含量、偏低含碱量水泥含量、偏低含碱量水泥2)2) 选用坚固耐久的洁净骨料，重视粗骨料级配及选用坚固耐久的洁净骨料，重视粗骨料级配及 粒形粒形3)3) 矿物掺和料作为一般情况下的必需组份矿物掺和料作为一般情况下的必需组份4)4) 将适量引气作为常规手段将适量引气作为常规手段5)5) 采用偏低的用水量采用偏低的用水量6)6) 限制单方混凝土中胶凝材料最低和最高用量限制单方混凝土中胶凝材料最低和最高用量 7)7) 尽可能降低胶凝材料中的硅酸盐水泥用量尽可

19、能降低胶凝材料中的硅酸盐水泥用量 强度与耐久性的矛盾强度与耐久性的矛盾 粉煤灰粉煤灰 引气剂引气剂低水胶比与抗裂性的矛盾低水胶比与抗裂性的矛盾 构造措施和裂缝宽度限制 1)1) 隔绝或减轻环境对混凝土的作用隔绝或减轻环境对混凝土的作用 结构形状，防、排水，结构形状，防、排水， 2)2)混凝土裂缝控制混凝土裂缝控制 3)3)钢筋的混凝土保护层钢筋的混凝土保护层 混凝土表面裂缝宽度限制与保护层厚度混凝土表面裂缝宽度限制与保护层厚度 的矛盾的矛盾 钢筋保护层钢筋保护层 普通钢筋（主筋、箍筋和分布筋）的混凝土保护层厚普通钢筋（主筋、箍筋和分布筋）的混凝土保护层厚度度 c cmin + 预应力筋的混凝土

20、保护层厚度预应力筋的混凝土保护层厚度: : 无密封护套的比普通钢筋大无密封护套的比普通钢筋大 10 mm 10 mm 环境作用等级为环境作用等级为C C或或C C级以上（对无粘结预应力钢级以上（对无粘结预应力钢筋为筋为B B或或B B级以上），应采用有级以上），应采用有防腐连续密封护套的预防腐连续密封护套的预应力钢筋。应力钢筋。 施工要求与施工质量验收施工要求与施工质量验收必须将施工质量保证作为耐久性设计中特殊重要的内容必须将施工质量保证作为耐久性设计中特殊重要的内容 表层混凝土质量混凝土养护质量表层混凝土质量混凝土养护质量 保护层厚度的施工允许误差保护层厚度的施工允许误差 质量检验质量检验

21、保护层厚度，含气量，表层混凝土渗透性保护层厚度，含气量，表层混凝土渗透性 （现场回弹、抗拔、抗渗）（现场回弹、抗拔、抗渗）钢筋位置的误差，钢筋位置的误差，5mm的施工误差，可使的施工误差，可使20mm保保护层厚度的墙、板钢筋开始锈蚀的年限缩短近一护层厚度的墙、板钢筋开始锈蚀的年限缩短近一半半 养护不良影响更大养护不良影响更大 DuraCrete指南中，指南中，7天的养护系数为天的养护系数为1天的天的2倍倍（氯离子作用）和（氯离子作用）和4倍（碳化作用）可使工作寿命倍（碳化作用）可使工作寿命 从从50年分别降到约年分别降到约25年和年和12.5年年 施工质量对结构耐久性的头等重要性施工质量对结构

22、耐久性的头等重要性 使用期内的维修和定期检测使用期内的维修和定期检测 使用年限与使用阶段维修紧密联系使用年限与使用阶段维修紧密联系 环境严重作用下的结构物必须定期检测环境严重作用下的结构物必须定期检测 设计文件中必须向业主与运营单位提出设计文件中必须向业主与运营单位提出使用过程中的定期检测和维修要求使用过程中的定期检测和维修要求 防腐蚀附加措施防腐蚀附加措施环氧涂层钢筋环氧涂层钢筋混凝土表面防腐涂层、面层混凝土表面防腐涂层、面层钢筋阻锈剂钢筋阻锈剂阴极保护阴极保护 不同环境类别下的耐久性设计不同环境类别下的耐久性设计 碳化引起锈蚀碳化引起锈蚀对付碳化锈蚀不应成为一个问题对付碳化锈蚀不应成为一个

23、问题 关键在于规范要提高标准，尤其关键在于规范要提高标准，尤其干湿交替干湿交替和炎热环和炎热环 境下的要求境下的要求表面裂缝宽度的限制也不表面裂缝宽度的限制也不应成为问题应成为问题 横向裂缝能使裂缝截面处的普通钢筋提前发生局部横向裂缝能使裂缝截面处的普通钢筋提前发生局部锈蚀，但通常不会向周边和深部发展，只当保护层被锈蚀，但通常不会向周边和深部发展，只当保护层被碳化后，才能在钢筋表面发展全面稳定的锈蚀碳化后，才能在钢筋表面发展全面稳定的锈蚀 混凝土规范的裂缝宽度限制不适用于较厚的保护层混凝土规范的裂缝宽度限制不适用于较厚的保护层 预应力筋的应力腐蚀则不同预应力筋的应力腐蚀则不同 碳化锈蚀碳化锈蚀

24、GB500102002规范中，要求规范中，要求100年设计寿命的年设计寿命的保护层厚度为保护层厚度为50年的年的1.4倍（即倍（即 t a ），这个），这个规定值得探讨规定值得探讨碳化的深度到一定数值后有可能停止碳化的深度到一定数值后有可能停止事实上，只有不会发生锈蚀的干燥环境，碳化速事实上，只有不会发生锈蚀的干燥环境，碳化速度才与时间度才与时间 t 的的0.5次方成正比。潮湿环境（次方成正比。潮湿环境（RH=81%）下与）下与 t的的0.4次方成正比，长期湿润下（高次方成正比，长期湿润下（高湿度又经常受雨淋）甚至与湿度又经常受雨淋）甚至与 t 的的0.1次方成正比。次方成正比。冻融环境冻融环

25、境必须引气必须引气 (B级可不引气，但需提高一级选择混凝土级可不引气，但需提高一级选择混凝土)低水胶比的混凝土，不大于低水胶比的混凝土，不大于0.5，氯盐环境下不大于，氯盐环境下不大于0.4新混凝土延迟受冻；加大构件厚度；避免混凝土受湿新混凝土延迟受冻；加大构件厚度；避免混凝土受湿混凝土抗冻性能指标用耐久性指数混凝土抗冻性能指标用耐久性指数 DF表示表示100年与年与50年使用年限，在抗冻要求上的差别不年使用年限，在抗冻要求上的差别不 明显明显 （ Fagerlund，黄士元，黄士元， Hobbs ）一般冻融环境下，环境作用按降低一个等级选用保护层一般冻融环境下，环境作用按降低一个等级选用保护

26、层 厚度厚度氯盐引起锈蚀氯盐引起锈蚀氯盐引起的钢筋锈蚀最为严重氯盐引起的钢筋锈蚀最为严重水下区混凝土缺氧，腐蚀速度极慢水下区混凝土缺氧，腐蚀速度极慢危险的是干湿交替区危险的是干湿交替区氯盐轻度腐蚀下，采用水胶比不高于氯盐轻度腐蚀下，采用水胶比不高于0.4（或最多不超（或最多不超 过过0.45）的矿物掺和料混凝土与适当的保护层厚度，）的矿物掺和料混凝土与适当的保护层厚度， 一般能解决问题一般能解决问题 干湿交替、使用寿命又长的重要工程部位，可能需要防干湿交替、使用寿命又长的重要工程部位，可能需要防 腐蚀附加措施腐蚀附加措施氯盐环境下的裂缝宽度限制，不同标准差别较大氯盐环境下的裂缝宽度限制，不同标

27、准差别较大氯盐引起锈蚀氯盐引起锈蚀 据据DuraCrete的研究，氯离子侵入混凝土的研究，氯离子侵入混凝土100年或年或50年后，浓度达到临界值处的深度，即所年后，浓度达到临界值处的深度，即所需保护层厚度需保护层厚度 为：为： 对于低水胶比的大掺量矿物掺和料混凝土，对于低水胶比的大掺量矿物掺和料混凝土，x约与约与 t 的的0.150.20 次方成正比，并与大气区、次方成正比，并与大气区、浪溅区、水下区等不同环境浪溅区、水下区等不同环境 条件有关。条件有关。100年年与与50年的差别不到年的差别不到15 对于不加矿物掺和料混凝土的普通混凝土，对于不加矿物掺和料混凝土的普通混凝土，100年需比年需

28、比50年增加年增加30 氯离子扩散系数的测定氯离子扩散系数的测定推荐推荐 快速氯离子电迁移测定方法方法快速氯离子电迁移测定方法方法瑞典唐路平（CTH法），北欧NT标准 ，德国 ibac-test 方法，DuraCrete标准，瑞士SIA标准 橡胶筒（内径100,外径114120，高150170）KOH溶液阳极板阴极板支架20支撑顶头（高1520)KOH+Cl-溶液试件试验槽环箍环箍 橡胶筒（内径100,外径114120，高150170）KOH溶液阳极板阴极板支架20支撑顶头（高1520)KOH+Cl-溶液试件试验槽环箍环箍 重要结构物，采用多道防腐措施并定期检重要结构物，采用多道防腐措施并定期

29、检测测 丹麦丹麦Great Belt Link， 100年，隧道预制混凝土管片保护层年，隧道预制混凝土管片保护层35mm， 水胶比低于水胶比低于0.35，掺粉煤灰和硅灰，多道防腐措施，掺粉煤灰和硅灰，多道防腐措施 在衬砌与土体之间沿环向灌浆，增加覆盖保护层厚度在衬砌与土体之间沿环向灌浆，增加覆盖保护层厚度 环氧涂膜钢筋环氧涂膜钢筋 阴极保护作为最终手段阴极保护作为最终手段 使用年限长、且有条件修理，采取定期修理并定期检测使用年限长、且有条件修理，采取定期修理并定期检测 荷兰荷兰Delta防浪堤，防浪堤， 200年，闸门支承配筋混凝土构件浪溅区年，闸门支承配筋混凝土构件浪溅区 预期寿命（按钢筋锈

30、蚀损失预期寿命（按钢筋锈蚀损失0.2mm估计）估计）8090年年我国我国基于材料性能劣化模型的基于材料性能劣化模型的 使用年限分析使用年限分析 氯离子引起钢筋锈蚀氯离子引起钢筋锈蚀 通常用通常用Fick第二定律描述：第二定律描述： c 为氯离子浓度，为氯离子浓度，D为扩散系数为扩散系数 若若D为常数，且边界条件：为常数，且边界条件： 表面氯离子浓度表面氯离子浓度cs为定值为定值 可得解析解：可得解析解： 22ccDtxDtxerfctxcs21),( 到到90年代初，认识到扩散系数年代初，认识到扩散系数D 随时间、离混随时间、离混凝土表面距离、氯离子浓度等因素变化，还与温凝土表面距离、氯离子浓

31、度等因素变化，还与温度、度、 pH值等多种因素有关值等多种因素有关 原先按原先按 D 为常值的预测结果过份保守为常值的预测结果过份保守 Fick第二定律被认为误用了第二定律被认为误用了25年年 扩散系数扩散系数扩散系数随时间衰减的规律尚未完全明了扩散系数随时间衰减的规律尚未完全明了 氯离子在传输过程中与水泥水化产物结合氯离子在传输过程中与水泥水化产物结合 早期混凝土密实性随水化程度不断完善而提高早期混凝土密实性随水化程度不断完善而提高 扩散系数随时间变化规律符合指数函数扩散系数随时间变化规律符合指数函数 ttDtDD00)( D0为为t = t0(开始暴露于氯盐环境开始暴露于氯盐环境)时测得的

32、扩散系数值时测得的扩散系数值 Poulsen建议，高性能混凝土与等效水灰比建议，高性能混凝土与等效水灰比W/C有关有关 Bamforth指出，主要与胶凝材料种类有关指出，主要与胶凝材料种类有关 DuraCrete指南采用与胶凝材料种类和环境条件有关指南采用与胶凝材料种类和环境条件有关 kc 养护系数，考虑养护时间长短养护系数，考虑养护时间长短 ke 环境系数，考虑海洋不同环境（水下区、大气区、浪溅区等）环境系数，考虑海洋不同环境（水下区、大气区、浪溅区等） 与不同胶凝材料的影响与不同胶凝材料的影响 ttDtDD00)(eckkttDtD0)(值对混凝土抗氯离子能力有着十分巨大的影响值对混凝土抗

33、氯离子能力有着十分巨大的影响 指数变化规律只是根据短期测试数据得出，指数变化规律只是根据短期测试数据得出， 外推预测必须小心外推预测必须小心 氯离子临界浓度氯离子临界浓度 DuraCrete取与水胶比有关，表中数据代表均值取与水胶比有关，表中数据代表均值 氯离子表面浓度氯离子表面浓度 随环境条件而变随环境条件而变 处于海水中混凝土，表面浓度一般与海水中氯盐浓度接近处于海水中混凝土，表面浓度一般与海水中氯盐浓度接近 Bamforth 建议用于设计的表面浓度cs（按混凝土重计算）括号内为每方混凝土胶凝材料为括号内为每方混凝土胶凝材料为400kg时，按胶凝材料重表示的时，按胶凝材料重表示的cs值值

34、DuraCrete提出表面氯离子浓度与混凝土水提出表面氯离子浓度与混凝土水 胶比和胶凝材料种类有关胶比和胶凝材料种类有关 水胶比水胶比0.4、30%粉煤灰和粉煤灰和70%硅酸盐水泥配硅酸盐水泥配 比的混凝土，在水下区、潮汐区和大气区分比的混凝土，在水下区、潮汐区和大气区分 别约为胶凝材料重的别约为胶凝材料重的4.2%，3.1%和和1.3% DuraCrete数据为平均值，具体设计时，要数据为平均值，具体设计时，要 在平均值上乘、除分项系数在平均值上乘、除分项系数碳碳 化化DuracreteDuracrete指南提出的模型：指南提出的模型： 各种碳化模型的普遍缺点是不能考虑干湿交替的影响各种碳化模型的普遍缺点是不能考虑干湿交替的影响onocesRttkkcx22 耐久性计算模型用于预测未来，无法进行验证耐久性计算模型用于预测未来，无法进行验证 氯离子入侵海洋工程混凝土，基本以氯离子入侵海洋工程混凝土，基本以Fick定律为计算模型定律为计算模型 19701990 视扩散系数视扩散系数D和表面浓度和