混凝土耐久性关键技术讲座课件

1、 混凝土结构的耐久性是指结构对气候、化学侵蚀、物理作用或任何其他破坏过程的抵抗能力。 混凝土结构耐久性问题主要表现为：混凝土损伤（裂缝、破碎、磨损等）；钢筋的锈蚀、脆化、疲劳、应力腐蚀；钢筋与混凝土之间粘结锚固作用的削弱等三个方面。 主要影响因素： 材料的自身特性、设计与施工质量、环境条件、使用条件和防护措施。 .混凝土结构性能劣化（环境因素）钢筋锈蚀 氯离子引起 水 氧 近海环境、除冰盐环境，氯离子从外表侵入 海砂、防冻盐用于混凝土，氯离子拌入 碳化引起 二氧化碳 水 氧冻融破坏 水饱和程度 冻融循环次数 混凝土损伤剥落硫酸盐、酸、软水侵蚀碱骨料反应.1）一般作用 一般荷载与强制变形 永久荷

2、载- 自重，土压力 可变荷载- 使用荷载（人群、车辆）、风、雪2）偶然作用 地震、爆炸、撞击等3）环境作用（或环境影响） 温度、湿度及其变化，降水，冰冻等大气作用； 土体、水体、空气中有害化学物质作用结构设计需考虑的三类作用 .作用承载力极限状态下安全性正常使用下适用性设计的主要内容规定作用下构件承载力安全性结构整体牢固性变形、裂缝、振动等控制耐久性一般作用疲劳持久荷载强度设计（力学计算）偶然作用整体牢固性设计环境作用安全性通过正常使用下的适用性加以保证（将劣化程度控制在规定的容许值以内）耐久性（防腐蚀）设计.混凝土是世上用量最大的人造材料基础设施工程主要用混凝土结构建造混凝土结构的耐久性已成

3、为世界性问题一、混凝土结构的耐久性现状.美国联邦公路局资料 登记在册（政府管理）桥梁： 1992年 57.2万座，有缺陷21 1999年 58.6万座，有缺陷15 拆除老桥费用持续增加1998年美国土木工程学会报告 美国现有29%以上的桥梁和1/3以上的道路老化，有2100个水坝不安全，估计需有1.3万亿美元改善其安全状态又据资料报道 到20世纪末美国共有桥梁约100万座，超过1/4有缺陷. 由于改进了桥梁耐久性设计方法并采用了许多新的防腐技术，美国新建桥梁的耐久性比二、三十年前有很大改善，预期已能满足75年以上设计寿命 但是过去建成的桥梁已无法改变，仍将继续为其付出昂贵的维修费用直至最后拆除

4、重建. 美国每年用于基础设施修复的费用约为这些基础设施总资产的10% 研究认为，对于桥梁等生命线工程，因修复、更换造成交通延误等间接损失更大，间接经济损失是直接用于桥梁修复费用的10倍。 在加拿大，为修复其劣化损坏的全部基础设施工程估计需耗费5000亿美元 在英国，据说有1/3的桥梁需要修复 发达国家土建设施腐蚀造成的年损失约占GDP的1.52%，其中主要是混凝土结构腐蚀. 70年代起，混凝土耐久性问题开始在发达国家大量出现。 针对混凝土过早劣化，发达国家不断提高混凝土的强度要求与密实性，研究混凝土与钢筋的防腐蚀技术，并对路桥等工程要求按全寿命费用分析进行设计。 80年代中期起掀起了高性能混凝

5、土的研究开发高潮。 90年代起，大力开展混凝土结构耐久性设计方法的研究。. 我国目前水泥年产量如配置混凝土，年人均近3.3吨 混凝土用量过大，过度开采矿石和砂、石已在许多地方造成资源破坏，严重影响环境和景观。每生产1t水泥熟料消耗大量燃煤与电能，并排放约1t二氧化碳 混凝土过早劣化，处置废旧工程的混凝土垃圾将给环境带来威胁 .结构耐久性不足的主要原因 工程设计的耐久性标准过低工程施工进度的不适当追求 缺乏正常检测与维修构件强度设计的安全设置水准过低.工程设计的耐久性标准过低：结构设计规范主要考虑荷载作用下的结构构安全性，环境作用下的耐久性设计被置于次要和从属地位规范中没有结构设计寿命和耐久性设

6、计的明确要求耐久性设计要求，未能随着几十年来由于水泥性能、施工条件、环境条件的巨大转变而与时俱进.我国现行规范（80年代颁布）与国外比较 配筋混凝土 我国 美国 英国最低强度 等级 C15 C25 C30（C25） 碳化锈蚀 露天雨淋环境下保护层厚度板2cm 梁3cm3.8cm （d16）C35, 3.5cm干湿交替下C40，4cm 严重冻融仅水工规范 要求引气要求引气 要求引气日本规范规定的更高（最低相当于C35，100年寿命为C45 ）. 由于水泥强度提高和施工进度加快,实际 耐久性质量大幅度下降 早强水泥配制的混凝土，内部微结构和后期强度发展 不良，易开裂，耐久性差 水泥细度增加强度容易

7、提高掺入石灰等辅助材料且比例越来越高 为加快施工进度而掺入早强剂等早期强度上去了而其他力学性能指标下降了，包括耐久性指标，化学污染也上去了 粉煤灰的应用 .工程施工进度的不适当追求养护不良使表层混凝土的抗渗性成倍降低，使钢筋开始锈蚀的年限成倍缩少 1天养护与7天养护，可使碳化引起锈蚀年限缩减为原来的1/4抢工省略必要检验工序，使钢筋位置出现偏差钢筋的保护层厚度如在施工中缩减一半，出现锈蚀年限将缩减为原来的1/4 保护层厚度的510mm施工允差，甚至能使钢筋锈蚀的年限发生成倍差别结构各种施工、连接缝和防水层是影响耐久性的薄弱环节，其质量在快速施工中最不易保证。 .缺乏正常检测与维修结构耐久性需要

8、有正确使用和正常检测与维修相配合重新建、轻维修，是土建建设管理工作中的重大缺陷对于基础设施工程，应在设计中进行结构全寿命经济分析与评价只有适当加大初始投资费用，强化结构耐久性，才是最经济有效的途径. 混凝土结构耐久性设计一般包括的内容：1 概念设计-结构的选型、布置和构造应有利于减轻环境因素对结构的作用；2 混凝土材料和钢筋的选用-材料的耐久性质量要求；3 确定耐久性所需的混凝土保护层厚度；4 防排水等构造措施；5 混凝土裂缝的控制要求；6 在严重环境作用下可能需要采取的多重防护措施和防腐蚀附加措施；7 基于结构耐久性要求的施工工艺与质量验收标准；8 结构使用阶段的维护与检测要求。. 混凝土结

9、构耐久性设计的基本措施 1 采用高耐久性混凝土，增强混凝土的密实度，提高混凝土自身的抗破损能力 2 加强桥面排水和防水层设计，改善桥梁的环境作用条件 3 改进桥梁结构设计，包括加大混凝土保护层厚度；加强构造钢筋，防止裂缝发展；采用具有防腐保护的钢筋 .表1.0.7 结构混凝土耐久性的基本要求环境类别环境条件最大水灰比最小水泥用量最低混凝土强度等级最大氯离子含量(%）最大含碱量温暖或寒冷地区的大气环境；与无侵蚀性的水或土接触的环境0.55275C250.303.0严寒地区的大气环境、使用除冰盐环境；滨海环境0.50300C300.153.0海水环境0.45300C350.103.0受侵蚀性物质影

10、响的环境0.40325C350.103.0.序号构 件 类 别环 境 条 件、1基础、桩基承台 基坑底面有垫层或侧面有模板（受力钢筋） 基坑底面无垫层或侧面无模板4060507560852墩台身、挡土结构、涵洞、梁、板、拱圈、拱上建筑（受力主筋）3040453人行道构件、栏杆（受力主筋）2025304箍筋2025305缘石、中央分隔带、护栏等行车道构件3040456收缩、温度、分布、防裂等表层钢筋152025.北美（加拿大安大略省）公路桥面板耐久性设计要求. 1.0.8 位处类或类环境的桥梁，当耐久性确实需要时，其主要受拉钢筋宜采用环氧树脂涂层钢筋；预应力钢筋、锚具及连接器应采取专门防护措施。

11、 1.0.9 水位变动区有抗冻要求的结构混凝土，其抗冻等级不应低于表1.0.9的规定。桥梁所在地区海水环境淡水环境严重受冻地区（最冷月月平均气温低于-8）F350F250受冻地区（最冷月月平均气温在-4-8之间）F300F200微冻地区（最冷月月平均气温在0-4之间）F250F150. 1.0.10 有抗渗要求的结构混凝土，其抗渗等级应符合表1.0.10的规定。最大作用水头与混凝土壁厚之比抗渗等级5W4510W61115W81620W1020W12. 规范强调了加强水平防收缩钢筋和箍筋的作用： 9.3.8 T形、I形截面梁或箱形截面梁的腹板两侧，应设置直径为68mm的纵向钢筋，每腹板内钢筋截面

12、面积宜为（0.0010.002）bh，其间距在受拉区不应大于腹板宽度，且不应大于200mm，在受压区不应大于300mm。在支点附近剪力较大区段和预应力混凝土梁锚固区段，腹板两侧纵向钢筋截面面积应予增加，纵向钢筋间距宜为100_150mm。 9.4.2 预应力混凝土T形、I形截面梁和箱形截面梁腹板内应分别设置直径不小于10mm和12mm的箍筋，且应采用带肋钢筋，间距不应大于250mm；自支座中心起长度不小于一倍梁高范围内，应采用闭合式箍筋，间距不应大于100mm。.提高后张预应力钢筋管道压浆的质量（关键因素）9.4.12 预应力钢筋管道压浆用的抗压强度不应低于30MPa。其水灰比宜为0.400.

13、45。为减少收缩，可通过试验掺入适量膨胀剂。加强桥面铺装层的防水设计和施工（重要因素）.1.0.8 位处类或类环境的桥梁，当耐久性确实需要时，其主要受拉钢筋宜采用环氧树脂涂层钢筋；预应力钢筋、锚具及连接器应采取专门防护措施。1.0.9 水位变动区有抗冻要求的结构混凝土，其抗冻等级不应低于表1.0.9的规定。抗冻混凝土应掺入适量引气剂，其伴合物的含气量按现行的公路桥涵施工技术规范JTJ041规定的采用。1.0.10 有抗渗要求的结构混凝土，其抗渗等级应符合表1.0.10的规定。.提倡全寿命周期成本核算： 建筑结构能够安全长久地使用，这就是最大的节约。工程建设的投资不能只计算基建成本，还应该考虑建

14、成后在设计使用年限中的检修、维护费用，实行全成本核算。为防止“政绩工程”、“形象工程”、“献礼工程”等短期行为造成更大的浪费，国家应从政策上作出规定，加以控制。同时应配套地建立起建筑物服役期内正常使用、定期检查、维护检修等制度，完善必要的法规、标准，并引入保险业来承担有关的风险。 .二、环境作用下混凝土结构 的劣化与混凝土的抗渗性.混凝土结构性能劣化钢筋锈蚀 氯离子引起 水 氧 近海环境、除冰盐环境，氯离子从外表侵入 海砂、防冻盐用于混凝土，氯离子拌入 碳化引起 二氧化碳 水 氧冻融破坏 水饱和程度 冻融循环次数 混凝土损伤剥落硫酸盐、酸、软水侵蚀碱骨料反应.混凝土的内部结构骨料，水泥浆体，浆

15、体与骨料界面层水泥浆体组成：水化硅酸钙（C-S-H凝胶），水化铝硫酸钙（少量）氢氧化钙（强度差，易析出和遭盐、酸侵蚀，碱性），未水化水泥颗粒C-S-H 凝胶孔隙（纳米级，与有害物质渗透关系不大），毛细孔隙（原为拌合水占据空间，0.015微米；高水灰比混凝土可到50微米，早期体积可占浆体40）气泡（裹入气泡和引气气泡）. 低水胶比能改善混凝土浆体及其与骨料间的界面微结构，降低毛细孔隙率 掺加粉煤灰等矿物掺和料能降低水化热和减少拌 合水，改善水化产物的微结构；通过火山灰反应 ，进一步改善浆体及骨料界面结构并增加混凝土后期强度与密实性，消耗薄弱的水化产物氢氧化钙；大掺量粉煤灰混凝土对氯离子有吸附作用

16、，并能抑制碱骨料反应.传输机理：扩散 自由分子或离子通过无序运动从高浓度到低 浓度区的流动，驱动力是传输介质中的浓度 差，扩散规律通常用Fick定律描述吸收 多孔材料毛细孔隙（中空）表面张力引起的 液体传输渗透 压力差驱动下产生的液体或气体的流动 ， 对水的流动用达西定律表达此外还有吸附（物理或化学结合）混凝土的抗渗性（抗侵入性）混凝土阻挡外部分子、离子或流体侵入传输到混凝土内部的能力.二氧化碳和氧气通过空气中的扩散传输氯离子通过水溶液中的扩散和溶液受毛细空隙的表面张力吸收传输混凝土湿度和温度对传输有很大影响：湿度高，毛细孔隙内充水程度高，气体扩散受阻湿度低，毛细孔隙中空，离子溶液被吸入碳化速

17、率RH 5075最高，75%迅速降低，45水分不足以形成化学反应温度增加，碳化加速.钢筋锈蚀钢筋在混凝土的高碱性环境中不会锈蚀，能在表面形成氧化钝化膜，隔绝水分与氧气空气中的二氧化碳扩散到混凝土内部并与混凝土中的氢氧化钙反应生成中性的碳酸钙（碳化），降低混凝土碱度，当碳化从混凝土表面逐渐向里发展到钢筋表面位置，钝化膜破坏氯离子从混凝土表面扩散到钢筋表面并累积到临界浓度，钝化膜破坏钝化膜破坏后，如有充足的水分与氧气供给，钢筋发生持续的锈蚀.钢筋锈蚀锈蚀前的初始阶段：碳化从混凝土表面发展到钢筋位置的时间，或氯离子从混凝土表面扩散到钢筋位置并积累到临界浓度的时间锈蚀发展阶段：从脱钝开始持续锈蚀到某一

18、可接受的劣化程度的时间.钢筋锈蚀速率度 微米/年温度每增加10度，锈蚀速率约可提高一倍相对湿度RH碳化引起锈蚀氯离子锈蚀50097003680161901298955012299233.三、混凝土结构的耐久性设计.混凝土结构及其构件的耐久性，应根据不同设计使用年限及其相应的极限状态和不同环境类别及其环境作用等级进行设计设计使用年限 有一定的保证率或安全储备极限状态 与环境类别及结构特点有关环境类别 分7类，主要按劣化机理环境作用等级 分6级，AF.结构设计使用年限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设计基准期为

19、确定可变荷载(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使用年限结构建造完成后，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设计使用年限具有足够安全储备或保证率.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定值法设计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概率分析方法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 若假定使用年限按对数正态分布，变异系数为0.5，对于适用性极限状态，如失效概率5，

20、K在2左右. 耐久性设计的极限状态钢筋锈蚀 预应力钢筋 开始锈蚀 普通钢筋 顺筋开裂；或裂宽到 0.1mm 碳化锈蚀与氯盐锈蚀可取不同状态混凝土腐蚀 轻微，不影响混凝土对钢筋的保护.环境作用下的耐久性极限状态 t1钢筋开始锈蚀； t2锈蚀到顺筋胀裂； t3开裂至某一限值； t4粘着力丧失； t5保护层剥落； t6钢筋截面削弱， 耐久性极限状态 性能劣化到不再满足适用性、可修复性或安全性要求 以某一不可接受的状态，如t1 、t2或 t3 ，作为极限状态 结构的耐久性设计，属于正常使用的极限状态 .环境作用与结构安全性环境作用的后果首先是影响结构正常使用下适用 性，达到适用性极限状态而不是承载力极

21、限状 态的安全性。除非进行修复，否则就不能继续 正常使用 但有的腐蚀损伤不易发现： 高应力状态下工作的预应力钢索，吊杆，拉索等高强钢材，锈蚀过程发展快，构件外观上并无保护层胀裂等征象出现，易发生突然脆断破坏环境作用下的安全性，用正常使用状态下的适用 性体现，就如早期的结构安全性设计用正常使 用状态下的容许应力来体系一样.1980年西柏林议会大厅预应力混凝土壳体屋顶 部分塌 毁1985年英国威尔士一座节段拼装式预应力混凝 土桥倒塌1992年比利时一座后张预应力混凝土桥倒塌1992年英国运输部发布暂时停止设计后张预应 力混凝土桥的禁令；过了4年以后才恢复我国近年因拉索锈蚀造成工程事故接连发生广东海

22、印大桥（斜拉桥）的拉索锈断四川宜宾小南门拱桥 二座桥的使用年限不到10年.环境类别1 一般环境 （无冻融，盐、酸等作用） 室内干燥环境 A 非干湿交替的室内潮湿环境或露天环境，长期湿润环境 B 干湿交替环境 C2 一般冻融环境 (无盐、酸等作用) 微冻地区，混凝土中度饱水 B 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 C 严寒和寒冷地区，混凝土高度饱水 D3 近海或海洋环境 水下区 D 大气区 轻度盐雾区 D 离平均水位15m以上的海上大气区 离涨潮岸线50m外至200m内的陆上室外环境重度盐雾区 E 离平均水位上方15m以内的海上大气区， 离涨潮岸线50m内的陆上室外环境

23、 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 F.环境类别4 除冰盐冻融环境 混凝土中度饱水 E 混凝土高度饱水 F5 盐碱结晶环境 轻度盐碱结晶 E 重度盐类结晶 F6 大气污染环境 汽车或机车废气 C 酸雨 D （pH小于4时按E级） 盐碱地区含盐大气和雨水 D ，E， C7 土中及地表、地下水中的化学腐蚀环境 (海水环境除外). 环境类别选定一种最主要的环境类别进行设计多种环境作用影响 荷载对环境作用影响 .耐久性设计内容 按环境类别，环境作用等级，设计年限确定： 1 混凝土材料 2 结构构造和裂缝控制 3 施工要求 4 使用阶段检测和维修 5 防腐蚀附加措施氯

24、离子环境下的重要工程，按劣化模型计算复核.1 混凝土材料选择1) 选用低水化热、低C3A含量、偏低含碱量水泥2) 选用坚固耐久的洁净骨料，重视粗骨料级配及 粒形3) 矿物掺和料作为一般情况下的必需组份4) 将适量引气作为常规手段5) 采用偏低的用水量6) 限制单方混凝土中胶凝材料最低和最高用量 7) 尽可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 粉煤灰 引气剂低水胶比与抗裂性的矛盾 . 2 构造措施和裂缝宽度限制1)隔绝或减轻环境对混凝土的作用 结构形状，防、排水，表面涂层或防腐层 2)为钢筋提供足够的混凝土保护层厚度 3)混凝土裂缝控制 混凝土表面裂缝宽度限制与保护层厚度的矛盾 增

25、加保护层厚度，表面裂宽将增大，但对防止钢筋锈蚀仍然非常有利。 日本土木工程学会标准的规定 .钢筋保护层 普通钢筋（主筋、箍筋和分布筋）的混凝土保护层厚度 c cmin + 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 10 mm 环境作用等级为C或C级以上（对无粘结预应力钢筋为B或B级以上），应采用有防腐连续密封护套的预应力钢筋。 . 3 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 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 质量检验 保护层厚度，含气量，表层混凝土渗透性 （现场回弹、抗拔、抗渗） 混凝土养护质量要在合同中规定奖惩办法 抽样检测

26、钢筋保护层厚度 对表层混凝土渗透性作现场实测或钻芯测试.钢筋位置的误差，5mm的施工误差，可使20mm保护层厚度的墙、板钢筋开始锈蚀的年限缩短近一半 养护不良影响更大 DuraCrete指南中，7天的养护系数为1天的2倍（氯离子作用）和4倍（碳化作用）可使工作寿命 从50年分别降到约25年和12.5年 施工质量对结构耐久性的重要性. 4 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 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使用 过程中的定期检测和维修要求 .5 防腐蚀附加措施 环氧涂层钢筋 混凝土表面防腐涂层、面层 钢筋阻锈剂 渗透模板 阴极保护.四、

27、不同劣化机理下的耐久性设计.碳化锈蚀影响碳化速率的主要因素：环境条件 湿度、温度及其变化二氧化碳浓度混凝土碱度混凝土中二氧化碳的扩散系数.碳 化Duracrete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. 碳化引起锈蚀环境对付碳化锈蚀不应成为一个问题 关键在于规范要提高标准，尤其干湿交替和炎热环境下的要求表面裂缝宽度的限制也不应成为问题 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 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 .碳化锈蚀GB500102002

28、规范中，要求100年设计寿命的保护层厚度为50年的1.4倍（即 t a ），这个规定值得探讨碳化的深度到一定数值后有可能停止事实上，仅在不会发生锈蚀的干燥环境，碳化速度才与时间 t 的0.5次方成正比。潮湿环境（RH=81%）下与 t的0.4次方成正比，长期湿润下（高湿度又经常受雨淋）甚至与 t 的0.1次方成正比。.冻融环境必须引气 (B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0.5，氯盐环境下不大于0.4新混凝土延迟受冻；加大构件厚度；避免混凝土受湿混凝土抗冻性能指标用耐久性指数 DF表示100年与50年使用年限，在抗冻要求上的差别不明显 （ Fagerlund，黄士元

29、， Hobbs ）.氯盐引起锈蚀氯盐引起的钢筋锈蚀最为严重水下区混凝土缺氧，腐蚀速度极慢危险的是干湿交替区氯盐轻度腐蚀下，采用水胶比不高于0.4（或最多不超 过0.45）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 干湿交替、使用寿命又长的重要工程部位，可能需要防 腐蚀附加措施氯盐环境下的裂缝宽度限制，不同标准差别较大.氯盐引起锈蚀 据DuraCrete的研究，氯离子侵入混凝土100年或50年后，浓度达到临界值处的深度，即所需保护层厚度 为： 对于低水胶比的大掺量矿物掺和料混凝土，x约与 t 的0.150.20 次方成正比，并与大气区、浪溅区、水下区等不同环境 条件有关。100年与5

30、0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，100年需比50年增加30 .氯离子扩散系数的测定推荐 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. 重要结构物，采用多道防腐措施并定期检测 丹麦Great Belt Link， 100年，隧道预制混凝土管片保护层35mm， 水胶比低于0.35，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 环氧涂膜钢筋 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 荷兰Delta防浪堤， 200年，闸

31、门支承配筋混凝土构件浪溅区 预期寿命（按钢筋锈蚀损失0.2mm估计）8090年.五、基于材料劣化模型的使用寿命计算. 氯离子引起钢筋锈蚀通常用Fick第二定律描述： c 为氯离子浓度，D为扩散系数若D为常数，且边界条件： 表面氯离子浓度cs为定值 可得解析解： . 到90年代初，认识到扩散系数D 随时间、离混凝土表面距离、氯离子浓度等因素变化，还与温度、 pH值等多种因素有关 原先按 D 为常值的预测结果过份保守 Fick第二定律被认为误用了25年 .扩散系数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 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 . D0为t = t0(开始暴露于氯盐环境)时测得的扩散系数值 Poulsen建议，高性能混凝土与等效水灰比W/C有关 Bamforth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 kc 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） 与不同胶凝材料的影响 .值对混凝土