广西地方标准《海港工程混凝土配合比设计技术规程》

广西地方标准《海港工程混凝土配合比设计技术规程》编制说明一、标准制定的背景、目的、意义和适用范围自2008年1月国务院批准实施《广西北部湾经济区发展规划》以来，广西海港工程建设进入高速发展时期。2008～2014年，广西沿海港口共有泊位数由212个增加为241个，其中万吨级以上泊位由40个增加为66个，综合通过能力由9206万吨/年增加为20053万吨/年，综合通过能力增加了117.83%。根据《广西北部湾港总体规划》，2020年广西沿海港口吞吐量将达到25000万吨/年，2030年达到50000万吨/年。因此，未来十几年广西的海港工程建设仍将处于高速发展期。受到腐蚀性海洋氯化物环境作用的侵蚀，海港工程混凝土结构的耐久性问题突出，时常在远少于设计使用年限时就出现钢筋锈蚀、混凝土开裂、剥落等耐久性退化现象，不得不花巨资进行维护和加固，严重的甚至只能拆除重建，造成巨大的经济损失和资源浪费。当前，混凝土结构的耐久性设计大多基于工程经验和定性分析，预期通过限制最大水胶比（或水灰比）、最低强度等级、最少水泥用量、最大氯离子扩散系数和最小保护层厚度等参数限值来保证混凝土结构的耐久性。但上述设计方法将混凝土强度、水灰比、水泥用量、氯离子扩散系数等材料参数同时选为耐久性设计参数，不仅重复，导致参数的取值相互干扰，而且各参数的功用目标也没有明显的区别，不能明确反映混凝土材料性能随时间衰减的特性。同时，现行混凝土结构耐久性设计方法缺乏高效准确的耐久性定量分析模型，因此难以定量分析结构几何参数、环境作用等级、材料性能等因素对结构服役寿命的影响，并据此确定结构耐久性设计参数。因此，如何科学、合理地开展海洋混凝土结构的耐久性分析与设计，从而保证海港工程混凝土结构达到预定服役寿命，对于保证人民的生命财产安全、实现社会经济的可持续稳定发展具有重要意义。同时，传统的混凝土配合比的设计方法主要基于强度要求进行计算、同时预期通过校验基本参数限值的方式来满足耐久性要求。我国现行规程JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》（以下简称配合比设计规程）、美国ACI211.1《普通、特重和大体积混凝土配合比设计的标准操作规程》和日本-JGC16《材料和施工规范》等都是如此。该方法主要基于水胶比和混凝土强度的关系模型，根据混凝土的强度要求计算水胶比，并预期通过对水胶比最大值、胶凝（或水泥）材料最小用量、混凝土强度最低等级等参数的控制来满足耐久性的要求。由于没有建立耐久性控制参数与配合比设计参数之间的直接关系，所以无法基于耐久性控制指标开展混凝土配合比设计。事实上混凝土的耐久性与材料扩散性能及其依时衰减性密切相关，只有合理考虑了该性能才能正确开展混凝土耐久性分析和设计，因而在开展混凝土配合比设计时不仅需要考虑强度指标，也很有必要将氯离子扩散系数和龄期衰减系数同时作为设计指标，以满足耐久性要求。而且，混凝土配合比设计参数中的矿物掺合料及其掺量对氯离子扩散系数和龄期衰减系数影响明显，而现行规范方法都不能定量确定矿物外掺合料及其掺量，无法定量保证根据配合比设计制备得到混凝土能满足混凝土材料耐久性参数的指标要求，从而无法确保海港工程混凝土结构的安全服役能满足设计使用年限的要求。本项目针对广西北部湾海洋氯化物环境作用的特点，结合课题组在海港工程混凝土结构的耐久性劣化机制、耐久性定量分析模型、耐久性定量设计技术、配合比设计技术等方面的研究成果，制定《海港工程混凝土配合比设计技术规程》，使得海港工程混凝土结构和材料能够在规定的环境腐蚀条件下达到预定服役寿命，从而有效解决当前制约海港工程混凝土结构耐久性设计的关键瓶颈问题，主要的解决方法包括：1、建立了海港工程混凝土结构的腐蚀性环境作用等级量化指标体系。揭示了海洋大气区、潮汐区和浪溅区、水下区等环境条件下混凝土中氯离子的传输机理和积聚规律，进而以混凝土表面氯离子浓度作为控制参数，建立了海港工程混凝土结构腐蚀性海洋氯化物环境作用等级的量化指标体系。2、开展了海港工程混凝土结构的耐久性定量分析。基于氯离子扩散的补偿理论，建立了海港工程混凝土结构中氯离子扩散场的计算长度解析公式和控制区模型；考虑结构几何外形对腐蚀性离子扩散维数的影响，据此获得氯离子在混凝土中的分布范围和规律；在此基础上，分区建立大型复杂混凝土结构耐久性服役寿命的定量分析模型，从而为大型复杂海港工程混凝土结构的耐久性定量设计提供关键的技术途径。3、建立了海港工程混凝土结构的耐久性定量设计技术体系。利用腐蚀性离子渗透能力系数综合表征混凝土的材料性能，避免传统混凝土结构耐久性设计参数体系中材料参数的重叠设置和相互干扰；利用龄期衰减系数考虑混凝土渗透能力系数的依时衰变特性。同时，利用耐久性控制区反映结构几何外形对氯离子渗透和扩散规律的影响，据此定量分析海港工程混凝土中腐蚀性物质的时变扩散和浓度分布规律，在此基础上建立了混凝土结构的耐久性定量设计技术体系，从而为海港工程混凝土结构的耐久性分析与设计提供科学依据。4、完善了氯离子扩散系数的多因素模型。基于大量试验数据，分析混凝土原材料和混凝土配合比设计参数对氯离子扩散系数和龄期衰减系数等混凝土材料耐久性设计参数的影响，研究建立并进一步完善了氯离子扩散系数的配合比参数多因素模型。5、建立了海港工程混凝土配合比设计技术体系。基于所建立的氯离子扩散系数和龄期衰减系数的配合比参数多因素模型，结合海港工程对混凝土材料的强度指标要求和抗氯离子侵入性能（氯离子扩散系数和龄期衰减系数）指标要求，合理设计可以定量确定混凝土水胶比、矿物掺合料及其掺量的混凝土配合比设计流程，使制备得到的混凝土能同时满足抗氯离子侵入性能和强度指标要求，并在此基础上建立了海港工程混凝土配合比设计技术体系，制定《海港工程混凝土配合比设计技术规程》，从而为海港工程混凝土材料的配合比设计与制备提供科学依据。本规范制定紧紧围绕广西地区实际，并具有在广西大规模推广应用的价值，能够在保证混凝土结构满足预定的设计使用年限的前提下，优化不同控制区的耐久性设计参数，定量确定混凝土矿物掺合料及其掺量，使制备得到的混凝土能同时满足强度和耐久性指标要求，从而减少初期建造成本和后期运营的维护加固费用，与当前国内外同类技术相比具有显著的创新性、优越性和经济性，具有较强的市场竞争力。本规范适用于广西沿海地区新建、改扩建的海港工程混凝土结构的耐久性分析、设计和混凝土制备中，具有广阔的工程应用前景。二、工作简况1、任务来源广西地方标准《海港工程混凝土配合比设计技术规程》项目由广西壮族自治区交通运输厅提出，广西壮族自治区质量技术监督局批准立项，并列入2016年第六批广西地方标准制定(修订)项目计划（桂质监函﹝2016﹞324号），项目编号为2016-06020，由广西大学和广西交通规划勘察设计研究院有限公司联合起草，计划于2017年完成。2、起草单位和起草人本标准负责起草单位：广西大学、广西交通规划勘察设计研究院有限公司。本标准主要起草人：杨绿峰、吴信、朱卫国、陈正、余波、蔡荣、赵家琦、陈旺、赵宇飞。3、主要工作过程及工作内容（1）组织分工广西地方标准《海港工程混凝土配合比设计技术规程》项目任务下达后，主要起草单位制定了编制工作方案，由广西大学、广西交通规划勘察设计研究院有限公司、广西交通科学研究院有限公司等单位的专家和技术专业人员参加，成立了编制工作小组，召开了项目编制策划会议并就标准研制任务分工、进度安排进行了明确。（2）资料收集、调查研究分析编制人员根据任务分工进行了资料收集和调查研究分析工作，一是收集国内国外相关的技术标准，了解当前国内外混凝土结构耐久性设计的技术特点和存在缺陷；二是深入工程现场，通过对广西北部湾海港码头混凝土结构的耐久性情况调研，对广西北部湾海港码头混凝土结构存在的病害及现场施工应用经验进行了总结；三是分析广西北部湾海洋大气区、潮汐区和浪溅区、水下区等环境条件下混凝土中氯离子的传输机理和积聚规律，建立海港工程混凝土结构腐蚀性海洋氯化物环境作用等级的量化指标体系，分区建立大型复杂混凝土结构耐久性的定量分析模型，提出混凝土结构耐久性定量设计的三参数模型，从而为海港工程混凝土结构的耐久性分析与设计提供科学依据；四是研究建立氯离子扩散系数和龄期衰减系数的配合比参数多因素模型，提出同时满足强度指标要求和抗氯离子侵入性能要求的海港工程混凝土配合比设计技术。（3）标准编写及研讨为确保标准调研、编制工作的有序开展，项目组根据前期策划会确定的主要内容，组织相关人员编制了工作大纲及编制大纲并于2016年7月3日召开了大纲评审会。按照评审专家意见，修改完善的大纲作为项目的工作指导，项目组着手开展了相关调研、试验及资料收集工作并逐步编写形成了工作组讨论稿。2016年12月8日，项目组组织召开了工作组讨论会，对工作组讨论稿主要技术内容进行了讨论并修改形成了征求意见初稿。2017年8月15日，广西交通规划勘察设计研究院有限公司组织召开了标准征求意见初稿讨论会，会上专家就标准名称、规范性引用文件、混凝土材料指标要求等关键内容共提出意见27条，项目组根据专家修改完善形成标准征求意见稿。三、标准编制原则和主要内容1、标准的编制原则本标准的编制遵循国家设计与施工相关标准、行业设计与施工相关标准。在充分调研的基础上，研究和分析了当前国内外混凝土结构耐久性设计的技术特点和存在缺陷，对广西北部湾海港码头混凝土结构存在的病害及现场施工应用经验进行了总结，建立了海港工程混凝土结构腐蚀性海洋氯化物环境作用等级的量化指标体系，分区建立了大型复杂混凝土结构耐久性的定量分析模型和耐久性定量设计的三参数模型，提出了同时满足强度指标要求和抗氯离子侵入性能要求的海港工程混凝土配合比设计技术，同时考虑广西交通运输行业的发展需求，将海港工程混凝土结构耐久性设计的具体技术要求进行针对性增加、取舍、综合、分类，以确保编制的标准能够保障规范并引导行业设计、施工等单位做好海港工程混凝土结构耐久性定量设计工作的需要。经过起草工作组成员讨论，确定标准编制遵循以下基本原则：（1）科学性原则分析国内标准体系的现状和特点，结合国内外混凝土结构耐久性设计的应用现状，尤其是广西境内已有的和在建的海港工程混凝土结构的工程现状，对已发布的相关改扩建标准、规范进行梳理、归纳和分类，建立科学、实用、合理的广西地区海港工程混凝土结构耐久性定量设计标准。（2）承接性原则标准术语与相应国家、国际、行业和地方标准的规定内容相一致，条文未出现自相矛盾的地方。标准技术内容与国家、国际、行业和地方标准兼容，未出现冲突，保证了一致性。标准技术内容中引用其他标准时，已明确指出所引用标准的内容或名称，增强了标准的可读性和可操作性。（3）可操作性原则标准的起草充分调研了国内外混凝土结构耐久性设计的现状，征求了高校、设计院、施工单位、业主单位等领域的专家意见。编写组在此基础上进过反复讨论和修改，编制此标准。标准内容针对性强，可操作性高。2、标准主要内容《海港工程混凝土配合比设计技术规程》征求意见稿内容共分10章，还包括前言、附录和条文说明。第1章规定了标准的范围；第2章给出了规范性引用文件；第3章为有关术语和定义；第4章为；第5章为混凝土的原材料；第6章为环境作用等级的划分及量化；第7章为混凝土结构耐久性定量设计；第8章为混凝土配合比设计指标参数的确定；第9章为基于强度和耐久性指标的混凝土配合比设计；第10章为混凝土的试配、调整与确定。3、定量设计的基本原理所制定的《海港工程混凝土配合比设计技术规程》开展海港工程混凝土结构耐久性定量设计和混凝土配合比定量设计的流程图如图1所示，基本步骤包括：（1）根据混凝土结构所在的环境条件，确定海港工程混凝土结构的海洋氯化物环境作用等级；（2）根据海港工程混凝土结构的海洋氯化物环境作用等级，确定环境作用的量化指标（即混凝土表面氯离子浓度）；（3）根据混凝土结构构件的强度设计和构造设计要求，将保护层厚度c、混凝土的初始氯离子扩散系数D0及其龄期衰减系数n选取为耐久性设计参数；（4）根据海洋氯化物环境作用的量化指标（即混凝土表面氯离子浓度），结合混凝土结构耐久性定量设计的三参数模型，计算保护层厚度c、初始氯离子扩散系数D0和龄期衰减系数n的备选组合；（5）基于混凝土构件承载力设计所确定的混凝土强度等级，计算混凝土的强度配制值fcu,0；图1海港工程混凝土结构与材料耐久性定量设计的流程图（6）确定混凝土初始氯离子扩散系数的配制值D0,p；（7）根据混凝土强度配制值fcu,0、初始氯离子扩散系数配制值D0,p和龄期衰减系数n结合的多因素计算模型，计算水胶比和矿物掺合料掺量；（8）根据混凝土坍落度、粗骨料的类别及粒径范围确定用水量和砂率；（9）利用体积法或质量法，确定混凝土的计算配合比，即水泥、水、粗（细）骨料、矿物掺合料的用量；（10）根据混凝土的计算配合比，确定混凝土的试拌配合比，开展混凝土试配，然后根据试拌混凝土的强度、耐久性以及工作性能等指标调整混凝土配合比参数，最终确定同时满足强度、耐久性以及工作性能等指标要求的配合比参数。四、标准主要内容的确定依据1、环境作用等级的划分及量化第5章环境作用等级的划分及量化。其中，海洋氯化物环境条件划分的依据为：参照《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》JTJ275-2000、《水运工程结构耐久性设计标准》JTS153-2015和《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T50476-2008的规定，将海洋氯化物环境划分为水下区（含土中区）、水位变动区、浪溅区和大气区。海洋氯化物环境作用等级划分的依据为：由于水下区和土中区的氧气供应不足，不利于钢筋锈蚀的发生，所以将环境作用等级划分为L1级。相比而言，大气区的氧气供应充分，根据所接触的腐蚀性氯离子浓度的高低，可以进一步将大气区细化为重度盐雾区和轻度盐雾区。轻度盐雾区和重度盐雾区的划分，宜根据当地的具体环境和既有工程调查确定。靠近海岸的陆上建筑物，盐雾对室外混凝土构件的作用尚应考虑风向、地貌等因素的影响。密集建筑群，除直接面海和迎风的建筑物外，其它建筑物可适当降低作用等级。与水位变动区和浪溅区相比，由于大气区所接触的腐蚀性氯离子和水分有限，所以将轻度盐雾区和重度盐雾区的环境作用等级分别划分为L2和L3级。水位变动区和浪溅区所接触的腐蚀性氯离子和水分充分，而且氧气供应充足，干湿循环作用显著，钢筋最易发生锈蚀，所以将环境作用等级划分为L4级。为了确定重度盐雾区和轻度盐雾区沿垂直方向的划分界限，根据36座跨海大桥850多个测点的统计数据，分析了离海平面高度对混凝土中实测的最大氯离子浓度值（与混凝土表面氯离子浓度密切相关）的影响规律，如图2所示。由图2可知，随着离海平面高度的增加，混凝土中实测的最大氯离子浓度值逐渐降低。结合广西北部湾沿海地区的潮汐水位统计资料，将离海平面高度在浪溅区以上25米以内的范围划分为重度盐雾区，将离海平面高度在25米以上的范围划分为轻度盐雾区。图2离海平面高度对混凝土中最大氯离子浓度值的影响规律为了确定重度盐雾区和轻度盐雾区沿水平方向的划分界限，根据工程实测数据分析了离涨潮岸线距离对大气区混凝土表面氯离子浓度的影响规律，如图3所示。由图3可知，随着离涨潮岸线距离的增加，大气区混凝土表面氯离子浓度逐渐降低，特别是在离涨潮岸线100m以内降低较为迅速；当离涨潮岸线距离超过1000m时，大气区混凝土表面氯离子浓度较低。结合现行国家耐久性设计规范和国内外研究成果，选取100m和1000m作为水平方向重度盐雾区和轻度盐雾区的划分界限：将离涨潮岸线100m以内的范围划分为重度盐雾区；将离涨潮岸线100m以外、1000m以内的范围划分为轻度盐雾区。图3离海岸距离对混凝土表面氯离子浓度的影响海洋氯化物环境作用量化指标的依据为：在不同的环境条件下，混凝土中氯离子的传输机理和积聚规律有所不同，导致影响混凝土表面氯离子浓度的因素各异。其中，海洋大气区混凝土表面氯离子浓度主要受风速、离海岸距离、暴露时间、水胶比和胶凝材料等环境条件和材料因素的共同影响；潮汐区和浪溅区混凝土表面氯离子浓度主要受水胶比和暴露时间的影响；水下区混凝土表面氯离子浓度主要受海水氯离子浓度、暴露时间、水胶比和胶凝材料等因素的影响。通过综合对比分析中国、欧盟[1,2]、葡萄牙[3]、日本[4]、挪威[5]等国家和地区所建立的计算模型以及我国华南海港和东南海港的工程实测数据，结合广西大学的研究成果[6,7]中的计算模型，确定了不同环境作用等级下混凝土表面氯离子浓度的设计值。混凝土结构耐久性定量设计第6章混凝土结构耐久性定量设计将混凝土保护层厚度、氯离子扩散系数及其龄期衰减系数同时选取为海洋氯化物环境下混凝土结构的耐久性设计参数，建立了海洋氯化物环境下混凝土结构的耐久性定量设计的三参数模型。该模型的计算依据为：考虑氯离子扩散系数的时变性，基于Fick第二定律可以确定一维扩散区混凝土中氯离子的浓度分布为：(1)式中：表示暴露时间t时距离混凝土表面c处混凝土中的氯离子浓度(%)；t为混凝土暴露于氯化物环境的时间(a)；表示混凝土在初始龄期时的氯离子扩散系数(mm2/a)；表示误差函数；T为等效扩散时间，定义为：(2)式中：表示龄期衰减系数；。当钢筋表面的氯离子浓度达到临界氯离子浓度Cr时，混凝土中钢筋表面的钝化膜开始发生破坏，所以可以建立混凝土中钢筋脱钝时的耐久性极限状态方程：(3)根据式(3)可知，为了满足预定设计使用年限和耐久性要求，一维扩散区内混凝土的初始氯离子扩散系数与混凝土保护层厚度和龄期衰减系数之间应满足以下关系：(4)式中：ts表示设计使用年限(a)，通常定义为钢筋锈蚀的诱导期，而将钢筋锈蚀的发展期作为安全储备；kD为初始氯离子扩散系数D0的单位转换系数；当D0的单位取m2/s时，；当D0的单位取mm2/a时，。根据一维扩散区混凝土结构的耐久性定量设计模型，根据钢筋混凝土结构所处的环境作用等级（表面氯离子浓度）、设计使用年限，可以确定混凝土保护层厚度、混凝土的初始氯离子扩散系数及其龄期衰减系数之间满足的关系。根据表1中的模型参数取值，可以分别确定混凝土的初始氯离子扩散系数。在表1中，水下区的临界氯离子浓度是根据欧盟DuraCrete模型[8]确定的；大气区、浪溅区和水位变动区的临界氯离子浓度是根据《海港工程高性能混凝土质量控制标准》JTS257-2-2012确定的。表1计算一维扩散区D0的模型参数取值环境作用等级L1L2L3L4临界氯离子浓度Cr（%）2.000.550.550.40混凝土表面氯离子浓度Cs（%）矿物掺合料混凝土3.521.262.363.64硅酸盐水泥混凝土5.531.432.595.24初始龄期（d）28初始氯离子浓度C0（%）0.10混凝土保护层厚度c（mm）40～80设计使用年限（a）50如图4所示，若考虑角部区箍筋弯折的影响，角部区域箍筋弯折半径将从AC（或AE）增加为BD（或BF），由几何关系可知，二维扩散区箍筋弯折产生的附加保护层厚度为：(5)式中：∆c表示二维扩散区内箍筋弯折的附加保护层厚度（mm）；Rc表示箍筋弯折的弯弧内弯曲半径（mm）；d表示箍筋直径（mm）。图4混凝土结构角部区域配筋示意图与公式(4)的推导过程类似，若考虑角部区箍筋弯折产生的附加保护层厚度的影响，二维扩散区内混凝土的初始氯离子扩散系数D0与混凝土保护层厚度和龄期衰减系数之间应满足以下关系：(6)与公式(7.4)的推导过程类似，三维扩散区内混凝土结构的初始氯离子扩散系数D0与混凝土保护层厚度c和龄期衰减系数n之间应满足以下关系：(7)由于箍筋弯折附加保护层厚度对耐久性的有利影响，当混凝土保护层厚度较小或环境作用等级较高时，二维扩散区混凝土的氯离子扩散系数可能大于一维扩散区混凝土的氯离子扩散系数，为了便于施工，偏于安全地取一维和二维扩散区氯离子扩散系数的较小值用于混凝土配合比设计。基于考虑箍筋弯折附加保护层厚度影响的二维扩散区混凝土结构的耐久性设计模型，根据混凝土的种类、箍筋的直径、所处的环境作用等级（表面氯离子浓度）、设计使用年限，可以确定混凝土保护层厚度、氯离子扩散系数的龄期衰减系数和混凝土在初始龄期时的氯离子扩散系数之间满足的关系。根据表2中的模型参数取值，可以确定混凝土在初始龄期t0=28d时的初始氯离子扩散系数。表2计算二维扩散区D0的模型参数取值环境作用等级L1L2L3L4临界氯离子浓度Cr（%）2.000.550.550.40混凝土表面氯离子浓度Cs（%）矿物掺合料混凝土3.521.262.363.64硅酸盐水泥混凝土5.531.432.595.24初始龄期（d）28初始氯离子浓度C0（%）0.10混凝土保护层厚度c（mm）40～80设计使用年限（a）50箍筋直径（mm）8～16基于强度和耐久性指标的混凝土配合比设计第八章混凝土配合比设计指标参数的确定将混凝土强度配制值、初始氯离子扩散系数配制值及其龄期衰减系数同时选取为混凝土配合比设计指标参数。为建立基于强度和耐久性指标的混凝土配合比设计方法奠定了基础。第九章重点说明了基于强度和耐久性指标的混凝土配合比设计方法，该方法的核心是定量计算确定混凝土的水胶比的矿物掺合料掺量，其关键公式与计算过程为：根据混凝土强度计算模型(8)与初始氯离子扩散系数计算模型(9)，并结合LIFE-365报告提出的龄期衰减系数计算模型 (10)通过联立计算确定混凝土的水胶比和矿物掺合料掺量：(11)其中：(12)(13)(14)(15)(16)(17)(18)(19)同时，矿粉掺量和水胶比可以分别按照下列两式计算：(20)(21)式中：——水泥强度等级值；——水泥强度等级值的富余系数，可按实际统计资料确定；、——混凝土强度计算模型中的回归系数；——混凝土粉煤灰掺量计算公式中的系数。其中，粉煤灰掺量、粒化高炉矿渣粉掺量和水胶比计算结果均精确到小数点后两位。本规程中的混凝土强度计算模型的来源为：根据《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011表5.1.3中提供的粉煤灰影响系数系数和粒化高炉矿渣粉影响系数取值，通过回归分析建立粉煤灰和粒化高炉矿渣粉掺量对混凝土强度配制值的影响模型，结合《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011公式（5.1.1）中普通混凝土水胶比与混凝土强度配制值的相关关系模型，建立本规程中混凝土强度计算模型，即公式（8）。本规程中的初始氯离子扩散系数计算模型的来源为：考虑到单一课题组试验结果容易受到试验设备、材料和环境条件等因素的影响，局限性较大，收集了国内外分布于不同地域的多个课题组测得的164组混凝土的初始氯离子扩散系数试验数据，并根据上述最小二乘法拟合建立本规程中混凝土初始氯离子扩散系数计算模型，即公式（9），试验数据的遴选原则为：(1)扩散系数的试验方法遵循《混凝土结构耐久性设计与施工指南》CCES01-2004规定的RCM标准试验的要求和步骤；(2)混凝土的主要胶凝材料类别为硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥、I级或II级粉煤灰、S95级矿粉，且掺合料的掺量不超过《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011规定的限值，水胶比范围在0.29~0.55；(3)混凝土试件按照RCM标准试验方法制备并养护，试件养护龄期为28d。为了方便使用，附表A.1～附表A.15基于混凝土强度等级小于等于C50时海港工程常用混凝土的初始氯离子扩散系数和龄期衰减系数，利用本规程8.1.2中的计算步骤计算得到相应条件下的混凝土水胶比和矿物掺合料掺量，供使用者直接选用。五、主要试验（或验证）的分析报告、相关技术和经济影响论证、预期的社会经济效益分析1、研究成果和报告项目组的研究成果发表以下学术论文：YangLF,CaiRandYuB.Investigationofcomputationalmodelforsurfacechlorideconcentrationofconcreteinmarineatmospherezone.OceanEngineering.2017,138:105-111(SCI、EI收录)YangLF,ChenZ,GaoQ,JuJW.Compensationlengthoftwo-dimensionalchloridediffusioninconcreteusingaboundaryelementmodel.ActaMechanica,2013,224(1):123-137.(SCI、EI收录)杨绿峰,洪斌,余波.混凝土结构耐久性控制区及设计参数的定量分析，建筑结构学报,2016,37(1):126-134.(EI收录)杨绿峰,周明,陈正.海洋混凝土结构耐久性定量分析与设计.土木工程学报,2014,47(10):70-79.(EI收录)杨绿峰,周明,陈正,文涛.基于强度和抗氯盐耐久性指标的混凝土配合比设计及试验研究.土木工程学报,2016,49(12):65-74.(EI收录)杨绿峰,胡春燕,陈正,洪斌.混凝土中氯离子随机时变扩散过程及浓度分布.建筑材料学报,2013(2):210-216.(EI收录)陈正,杨绿峰,冯庆革.高性能混凝土的氯离子扩散及服役寿命研究.建筑材料学报,2010,13(02):222-227+231.(EI收录)蔡荣,杨绿峰,陈正.国内外混凝土结构设计规范的氯盐环境作用指标分析.混凝土,2013(1):148-155.2、相关技术项目组的研究成果获授权以下专利和计算机软件著作权：杨绿峰,余波,陈正,洪斌,周明,胡春燕.一种海洋环境下混凝土结构耐久性定量设计的方法.发明专利,授权时间:2015.7,授权国别:中国,授权专利号ZL201210562397.4杨绿峰,陈正,周明,洪斌,余波,蒋琼明.一种确定氯盐侵蚀下混凝土结构耐久性控制区的方法.发明专利,授权时间:2014.10,授权国别:中国,授权专利号:ZL201210435197.2杨绿峰,陈正,周明,文涛,赵家琦.基于抗氯离子侵入性能和强度指标要求的混凝土配合比设计方法.发明专利,授权时间:2015.8,授权国别:中国,授权专利号:ZL201410227432.6杨绿峰,陈正,冯庆革,王燚,曾建聪,高钦.一种测定高性能混凝土中氯离子含量的方法.发明专利,授权时间:2010.11,授权国别:中国,授权专利号:L200910114256.4杨绿峰,陈正,冯庆革,陈晔,高钦.一种分析混凝土断面水泥浆体面积与过渡区长度的方法.发明专利,授权时间:2011.1,授权国别:中国,授权专利号:L200910114279.5杨绿峰,陈正,蒋琼明,高钦,洪斌,周明.一种测试水泥砂浆中氯离子二维分布的方法.发明专利,授权时间:2012.10,授权国别:中国,授权专利号:ZL201010101150.3杨绿峰,陈正,高钦,蒋琼明,周明,洪斌.混凝土二维定位取样装置.实用新型专利,授权时间:2010.9,授权国别:中国,授权专利号:ZL200920164855.2杨绿峰,陈正.氯盐环境下高性能混凝土配合比定量设计系统.计算机软件著作权,授权时间:2015.4,授权国别:中国,软件著作权授权号:2015SR096662余波,洪斌,杨绿峰.氯盐环境混凝土结构概率耐久性分析软件（简称PDAC）.计算机软件著作权,2015,软著登字第1022538号杨绿峰,余波.氯盐环境混凝土结构耐久性分析与设计软件.计算机软件著作权,2015,软著登字第0972263号3、经济效益分析基于本项目的研究成果，可以定量分析确定不同环境条件下海港工程混凝土结构不同控制区域的耐久性控制参数，定量确定混凝土矿物掺合料及其掺量，使制备得到的混凝土能同时满足强度和耐久性指标要求，进而为海港工程混凝土结构在设计使用年限内的安全服役提供技术保障。相关技术可以广泛应用于广西沿海地区新建、改扩建的海港工程项目中，在保证混凝土结构满足预定的设计使用年限的前提下，可以优化不同控制区的耐久性设计参数，并通过科学合理地掺加矿物掺合料，一方面减少水泥用量，节约混凝土生产成本，另一方面通过保证混凝土结构的耐久性，减少后期运营的维护加固费用，具有良好的经济效益。4、社会效益分析通过开展本项目研究，并制定《海港工程混凝土配合比设计技术规程》，解决了传统的配合比设计方法不能定量满足混凝土结构服役寿命要求的难题，有效减少海港工程提前发生耐久性破坏等现象，避免结构过早破坏而形成建筑垃圾。另外在混凝土配合比设计与制备中，通过科学合理地掺加矿物掺合料、减少水泥用量，可有效降低工程结构的碳排放量。因此，本项目具有明显的节能减排效果，具有显著的社会效益。此外，通过对本项目长期持续的研究工作，一方面可以建设一个设备先进、功能完备的混凝土材料耐久性研究平台，有效支撑混凝土材料耐久性相关的科学研究、技术攻关和生产实践；另一方面为我区海洋开发、港口工程建设培养一支学术水平高、创新能力强的工程材料设计和制备技术研究团队，有效提升我区工程建筑材料质量水平。六、与有关现行法律、法规和标准的关系本标准遵守《中华人民共和国标准化法》、《地方标准管理办法》（1990年9月6日国家技术监督局第15号令）等相关法律规章。基本术语、符号按照国家标准《工程结构设计通用符号标准》（GB/T50132-2014）的规定采用。本标准还借鉴、引用了以下国家、行业标准，包括：GB/T50476-2008《混凝土结构耐久性设计规范》、GB/T50080《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》、GB/T50081《普通混凝土力学性能试验方法标准》、GB/T50082《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》、GB/T1596《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》、GB/T18046《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》、GB/T208《水泥密度测定方法》、GB50010《混凝土结构设计规范》、GB175《通用硅酸盐水泥》、GB8076《混凝土外加剂》、JTJ275-2000《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》、JTJ270《水运工程混凝土试验规程》、JTJ041-2000《公路桥涵施工技术规范》、JTS202-2《水运工程混凝土质量控制标准》、JTS153-2015《水运工程结构耐久性设计标准》、JTS257-2-2012《海港工程高性能混凝土质量控制标准》、JGJ52《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》、JG244《混凝土试验用搅拌机》、JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》、JGJ63《混凝土用水标准》、CCES01-2004《混凝土结构耐久性设计与施工指南》等。相较于现行的GB/T50476-2008《混凝土结构耐久性设计规范》、JTS257-2-2012《海港工程高性能混凝土质量控制标准》、JTS153-2015《水运工程结构耐久性设计标准》预期通过对水胶比最大值、胶凝（或水泥）材料最小用量、混凝土强度最低等级等参数的控制来满足耐久性的要求，且在耐久性设计参数选取封面存在重叠和遗漏，尚不能依据海洋环境腐蚀强度和混凝土结构的设计使用年限通过定量分析开展混凝土结构耐久性定量设计，本规程提出了混凝土耐久性定量设计和制备技术，通过混凝土结构的耐久性定量设计与基于强度和耐久性的混凝土材料配合比设计来保证广西北部湾海洋氯化物环境下海港工程混凝土结构和材料满足规定的耐久性要求。相较于现行的JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》主要基于强度要求进行计算、同时预期通过校验基本参数限值的方式来满足耐久性要求，本规程能够定量确定矿物外掺合料及其掺量，从而能够保证根据配合比设计制备得到混凝土能够同时满足混凝土材料的强度和耐久性的指标要求。七、重大分歧意见的处理结果和依据本标准编制过程中，征求了运营、设计、施工、科研、检测等相关单位的意见，本标准制定过程无重大分歧意见。八、本标准的实施建议建议本标准作为推荐性标准，本标准作为广西北部湾海洋氯化物环境下海港工程混凝土结构的耐久性定量设计与普通混凝土的配合比设计的约束文件，在编制过程中，充分吸收了相关的现行法律、法规和强制性国家标准，与既有法律、法规及标准体系不存在冲突。在尊重现行法律、法规和强制性国家标准的同时，充分吸收其相关精髓，使之更切合广西海洋氯化物环境下海港工程混凝土结构的技术要求。由于我国现行的标准和规范难以通过混凝土结构耐久性定量设计与混凝土配合比设计来保证海港工程混凝土结构的设计使用年限要求，所以建议海港工程混凝土结构的耐久性定量设计与混凝土配合比设计按照本规范执行。对于本规范未提及的与耐久性设计有关的其他内容，按照现行的GB/T50476-2008《混凝土结构耐久性设计规范》、JTS257-2-2012《海港工程高性能混凝土质量控制标准》、JTS153-2015《水运工程结构耐久性设计标准》、JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》等执行。参考文献[1]TheEuropeanUnion-BriteEuRamIII.DuraCrete