《既有混凝土结构耐久性评定标准+GBT+51355-2019》详细解读

《既有混凝土结构耐久性评定标准GB/T51355-2019》详细解读目录contents1总则2术语和符号3基本规定4调查与检测5一般环境混凝土结构耐久性评定6氯盐侵蚀环境混凝土结构耐久性评定7冻融环境混凝土结构耐久性评定8硫酸盐侵蚀混凝土结构耐久性评定目录contents9混凝土碱-骨料反应耐久性评定10结构耐久性综合评定11锈蚀构件可靠性评定的刚度和承载力计算附录A钢筋锈蚀深度计算附录B混凝土碳化系数计算附录C一般环境钢筋开始锈蚀与混凝土保护层锈胀开裂时间计算附录D氯离子扩散及其引起的钢筋锈蚀速率计算目录contents附录E混凝土硫酸盐腐蚀速率与硫酸根离子浓度计算本标准用词说明引用标准名录编制说明011总则为了规范既有混凝土结构耐久性的评定工作，提高评定结果的准确性和可靠性。为既有混凝土结构的维修、加固、改造等提供科学依据，保障结构的安全和正常使用。促进混凝土结构耐久性评定技术的发展和应用，提高混凝土结构工程的质量和效益。1.1目的和意义01021.2适用范围适用于不同环境条件下的混凝土结构耐久性评定，包括一般环境、冻融环境、海洋环境、化学侵蚀环境等。适用于既有混凝土结构的耐久性评定，包括房屋、桥梁、隧道、水工结构等各类混凝土结构。客观性原则评定结果应客观反映既有混凝土结构的实际耐久性状况。规范性原则评定工作应符合国家现行有关标准、规范的规定。可操作性原则评定方法应具有可操作性，便于在实际工程中应用。1.3评定原则03综合评定方法结合传统检测方法和现代无损检测技术，对既有混凝土结构的耐久性进行综合评定。01传统检测方法包括渗水法、渗油法、透气法等，用于检测混凝土结构的渗透性和密实性。02现代无损检测技术如超声波检测、雷达检测、红外热像检测等，用于检测混凝土结构的内部缺陷和损伤。1.4评定方法022术语和符号指混凝土结构在长期使用过程中，能够抵抗各种内外因素作用，保持其原有性能的能力。耐久性指影响混凝土结构耐久性的各种外界因素，包括气候、化学侵蚀、物理作用等。环境作用指混凝土结构在环境作用下，性能逐渐降低的过程。劣化指对既有混凝土结构的耐久性进行检测、分析和评价的过程。耐久性评定2.1术语2.2符号K耐久性评定系数，用于表示混凝土结构耐久性的相对程度。S环境作用效应，表示环境对混凝土结构的作用程度。t时间变量，用于描述混凝土结构劣化的过程。P耐久性评定指标，用于量化表示混凝土结构的耐久性状况。R结构抗力，表示混凝土结构抵抗环境作用的能力。033基本规定评定目的明确既有混凝土结构耐久性评定的目的和意义，确保结构安全和使用功能。评定范围确定评定的混凝土结构类型、使用年限及环境条件等。评定原则遵循客观、公正、科学、合理的原则，结合实际情况进行评定。3.1一般规定根据混凝土结构所处的环境条件，划分为不同的环境类别，如一般环境、腐蚀环境、海洋环境等。环境类别作用等级环境因素考虑针对不同环境类别，确定相应的作用等级，包括化学侵蚀、冻融循环、碳化等作用。在评定时应充分考虑温度、湿度、化学物质浓度等环境因素对混凝土结构耐久性的影响。0302013.2环境类别与作用等级评定程序制定详细的评定程序，包括资料收集、现场调查、检测与监测、分析评估、结论与建议等步骤。工作内容明确各评定程序的具体工作内容和要求，如资料收集应包括设计资料、施工资料、使用维护资料等；现场调查应了解结构现状、损伤情况、使用环境等；检测与监测应采用适当的检测方法和监测设备，获取准确的数据和信息。评定报告根据评定程序和工作内容，编写完整的评定报告，对既有混凝土结构的耐久性做出客观、公正的评价，并提出相应的维修加固建议。3.3评定程序和工作内容044调查与检测调查与检测的目的明确既有混凝土结构耐久性评定的调查与检测工作目的，为后续的耐久性评定提供基础数据。调查与检测的范围根据评定需要，确定调查与检测的范围，包括结构构件、使用环境、材料等。调查与检测的方法根据实际情况，选择合适的调查与检测方法，确保数据的准确性和可靠性。4.1一般规定了解既有混凝土结构所处的使用环境，包括气候、环境介质、温度、湿度等因素。结构使用环境调查了解既有混凝土结构的使用历史，包括设计、施工、使用过程中的变更、维修等情况。结构使用历史调查了解既有混凝土结构所承受的荷载情况，包括恒载、活载、偶然荷载等。结构荷载调查4.2使用条件调查通过回弹法、超声回弹综合法等方法，检测既有混凝土结构的混凝土强度。混凝土强度检测通过电化学方法、物理方法等，检测既有混凝土结构中的钢筋锈蚀情况。钢筋锈蚀检测通过酚酞试液等方法，检测既有混凝土结构的混凝土碳化深度。混凝土碳化深度检测通过目测、仪器测量等方法，检测既有混凝土结构的裂缝与损伤情况。裂缝与损伤检测4.3结构耐久性现状检测055一般环境混凝土结构耐久性评定耐久性评定的目的对既有混凝土结构的耐久性进行评定，为结构维修、加固或改造提供依据。评定标准的适用范围适用于一般环境下既有混凝土结构的耐久性评定，包括房屋、桥梁、隧道等结构。评定方法采用现场检测、实验室试验和理论计算相结合的方法进行耐久性评定。5.1一般规定钢筋锈蚀的原因混凝土碳化、氯离子侵蚀等环境因素导致钢筋表面钝化膜破坏，进而发生锈蚀。钢筋锈蚀的检测方法采用电化学方法、物理方法等无损检测技术对钢筋锈蚀情况进行检测。评定指标根据钢筋锈蚀程度、锈蚀速率等指标进行耐久性评定。5.2钢筋开始锈蚀耐久性评定03评定指标根据裂缝宽度、裂缝分布密度等指标进行耐久性评定。01锈胀开裂的原因钢筋锈蚀产物体积膨胀，导致混凝土保护层受拉应力作用而产生裂缝。02锈胀开裂的检测方法采用目测、尺量、仪器测量等方法对混凝土保护层裂缝进行检测。5.3混凝土保护层锈胀开裂耐久性评定裂缝宽度限值的确定方法根据结构的重要性、使用环境、荷载作用等因素综合考虑确定。评定指标将实际检测到的裂缝宽度与限值进行比较，进行耐久性评定。裂缝宽度限值的意义为保证混凝土结构的安全性和耐久性，对混凝土保护层锈胀裂缝宽度进行限制。5.4混凝土保护层锈胀裂缝宽度限值耐久性评定066氯盐侵蚀环境混凝土结构耐久性评定123根据氯盐浓度、温度、湿度等环境因素，将氯盐侵蚀环境分为轻度、中度和重度三类。氯盐侵蚀环境的分类评定混凝土结构在氯盐侵蚀环境下的耐久性，为混凝土结构的维修、加固和改造提供依据。耐久性评定的目的根据混凝土结构的实际情况和环境条件，选用合适的耐久性评定方法，如自然暴露试验、加速腐蚀试验、现场检测等。评定方法的选用6.1一般规定锈蚀对混凝土结构的影响分析钢筋锈蚀对混凝土结构承载能力、使用性能和耐久性的影响，评估混凝土结构的剩余使用寿命。防护措施的建议根据钢筋锈蚀的情况，提出相应的防护措施，如涂抹防锈涂料、增加混凝土保护层厚度等。钢筋锈蚀的判定通过检测混凝土中钢筋的锈蚀程度，如锈蚀深度、锈蚀面积等，判定钢筋是否开始锈蚀。6.2钢筋开始锈蚀耐久性评定锈胀开裂的判定通过观察混凝土保护层的裂缝情况，如裂缝宽度、裂缝长度等，判定混凝土保护层是否发生锈胀开裂。锈胀开裂对混凝土结构的影响分析混凝土保护层锈胀开裂对混凝土结构承载能力、使用性能和耐久性的影响，评估混凝土结构的安全性。维修加固措施的建议根据混凝土保护层锈胀开裂的情况，提出相应的维修加固措施，如注浆加固、粘贴钢板加固等。6.3混凝土保护层锈胀开裂耐久性评定077冻融环境混凝土结构耐久性评定根据混凝土结构所处环境的冻融循环次数和温度变化情况，将冻融环境分为轻度冻融、中度冻融和重度冻融三类。冻融环境分类评定混凝土结构在冻融环境下的耐久性，应采用混凝土抗压强度、相对动弹性模量、质量损失率等指标进行综合评价。耐久性评定指标采用现场检测、室内试验和理论计算相结合的方法进行耐久性评定。评定方法7.1一般规定根据混凝土构件表面剥落的严重程度，将其分为轻微剥落、中等剥落和严重剥落三类。表面剥落程度分类采用表面剥落深度、剥落面积比等指标进行评定。评定指标通过目测、尺量、图像分析等方法检测混凝土构件表面剥落情况。检测方法7.2混凝土构件表面剥落耐久性评定钢筋锈蚀程度分类01根据钢筋锈蚀的严重程度，将其分为轻微锈蚀、中等锈蚀和严重锈蚀三类。评定指标02采用钢筋锈蚀率、锈蚀深度、锈蚀面积比等指标进行评定。检测方法03通过破损检测、无损检测等方法检测钢筋锈蚀情况，其中破损检测包括凿开混凝土保护层直接观察钢筋锈蚀情况，无损检测包括电化学方法、电磁方法等间接检测钢筋锈蚀情况。7.3钢筋锈蚀耐久性评定088硫酸盐侵蚀混凝土结构耐久性评定根据硫酸盐浓度、土壤或水质中的硫酸盐含量以及环境温湿度等因素，将硫酸盐侵蚀环境分为不同等级。硫酸盐侵蚀环境分类主要包括混凝土抗压强度、抗折强度、相对动弹性模量等力学性能指标，以及混凝土内部硫酸盐含量、化学侵蚀深度等化学指标。耐久性评定指标采用现场检测、取样分析、模型试验等多种手段进行评定，确保评定结果的准确性和可靠性。评定方法8.1一般规定010203腐蚀损伤类型硫酸盐侵蚀引起的混凝土构件腐蚀损伤主要包括膨胀性腐蚀、剥落性腐蚀和溃散性腐蚀等类型。评定等级划分根据混凝土构件腐蚀损伤的程度和范围，将其划分为不同的评定等级，如轻微腐蚀、中等腐蚀和严重腐蚀等。评定方法通过对混凝土构件的外观检查、敲击声音判断、取样分析等手段进行评定，必要时可采用无损检测技术进行辅助评定。同时，结合构件的使用年限、维修记录等因素进行综合分析，确定最终的评定结果。8.2混凝土构件腐蚀损伤耐久性评定099混凝土碱-骨料反应耐久性评定评定目的通过对混凝土结构碱-骨料反应的耐久性评定，为结构的安全性、适用性和耐久性评估提供依据，指导后续的维修、加固和改造工作。评定对象混凝土碱-骨料反应耐久性评定主要针对既有混凝土结构，包括桥梁、建筑、道路等各类混凝土工程。评定原则混凝土碱-骨料反应耐久性评定应遵循客观、公正、科学的原则，结合实际情况进行综合判断。9.1一般规定评定方法采用现场调查、检测、试验等方法，对混凝土结构的碱-骨料反应情况进行综合评估。具体包括收集资料、现场勘查、取样检测、试验分析等步骤。评定指标评定指标主要包括混凝土中碱含量、骨料活性、膨胀率等。其中，碱含量是影响碱-骨料反应的关键因素之一，骨料活性决定了其与碱发生反应的难易程度，膨胀率则直接反映了碱-骨料反应对混凝土结构造成的损伤程度。9.2混凝土碱-骨料反应耐久性评定评定等级根据评定指标的结果，将混凝土碱-骨料反应耐久性划分为不同的等级，如严重、较严重、一般、轻微等。不同等级对应不同的处理措施和建议，为后续的维修、加固和改造工作提供指导。注意事项在进行混凝土碱-骨料反应耐久性评定时，需要注意取样的代表性、试验方法的准确性以及评定结果的客观性。同时，还应结合实际情况进行综合判断，避免单一指标评定带来的片面性。9.2混凝土碱-骨料反应耐久性评定1010结构耐久性综合评定综合分析法结合现场检测、材料性能、使用环境等因素，对结构耐久性进行全面分析。分级评定法根据结构损伤程度、材料劣化状况等因素，将耐久性划分为不同等级。评定流程包括前期准备、现场检测、数据分析、等级划分和报告编制等步骤。评定方法与流程01020304结构损伤指标包括裂缝宽度、钢筋锈蚀程度、混凝土碳化深度等。材料性能指标如混凝土强度、氯离子含量、碱骨料反应等。环境影响指标考虑温度、湿度、化学侵蚀等因素对结构耐久性的影响。评定标准依据国家相关规范、行业标准和专家经验，制定具体的评定标准。评定指标与标准结果表达以文字描述、图表展示等形式，清晰呈现结构耐久性评定结果。结果应用为结构维修加固、使用功能调整等提供决策依据。后续监测与维护建议根据评定结果，提出针对性的后续监测和维护措施建议。评定结果与应用1111锈蚀构件可靠性评定的刚度和承载力计算锈蚀构件的评定应基于其实际受力状态和工作环境。评定过程中应考虑锈蚀对构件截面尺寸、材料性能和连接性能的影响。锈蚀构件的可靠性和耐久性评定应遵循现行相关标准和规范。11.1一般规定承载力计算应基于锈蚀构件的实际截面尺寸和材料性能。承载力计算中应考虑不同锈蚀程度对构件受力性能的影响，如锈蚀引起的截面损失、钢筋与混凝土粘结性能退化等。对于严重锈蚀的构件，应采用适当的折减系数来考虑锈蚀对承载力的影响。可采用数值模拟或实验方法验证承载力计算的准确性。11.2锈蚀钢筋混凝土构件承载力计算刚度计算应基于锈蚀构件的实际截面尺寸、材料性能和受力状态。可采用解析法、数值法或实验方法来确定锈蚀构件的刚度。锈蚀引起的截面损失和钢筋与混凝土粘结性能退化等因素应纳入刚度计算中。在进行刚度计算时，应考虑锈蚀构件在长期荷载作用下的变形和裂缝发展情况。11.3锈蚀钢筋混凝土受弯构件刚度计算12附录A钢筋锈蚀深度计算钢筋锈蚀深度的定义指钢筋表面因锈蚀而减少的厚度，是评估混凝土结构耐久性的重要指标之一。钢筋锈蚀深度的重要性钢筋锈蚀会导致混凝土结构的承载力和耐久性下降，严重时可能引发安全事故。因此，准确计算钢筋锈蚀深度对于评估混凝土结构的安全性和使用寿命具有重要意义。钢筋锈蚀深度的定义和重要性通过直接测量钢筋表面的锈蚀层厚度来计算锈蚀深度。这种方法需要破坏混凝土结构，因此一般只用于实验室或特定场合。直接测量法利用电磁感应、超声波等无损检测技术来测量钢筋的锈蚀深度。这种方法无需破坏混凝土结构，具有广泛的应用前景。无损检测法通过建立钢筋锈蚀速率与锈蚀深度之间的关系模型，可以预测给定时间内钢筋的锈蚀深度。这种方法需要考虑多种因素，如环境条件、混凝土保护层厚度等。基于锈蚀速率的预测模型钢筋锈蚀深度的计算方法环境条件01湿度、温度、氯离子浓度等环境因素对钢筋锈蚀速度有重要影响。一般来说，湿度越高、温度越低、氯离子浓度越大，钢筋锈蚀速度越快。混凝土保护层厚度02混凝土保护层厚度越大，钢筋受到外界侵蚀的可能性越小，从而减缓了钢筋的锈蚀速度。钢筋材质和表面处理03不同材质的钢筋具有不同的抗锈蚀性能。同时，对钢筋表面进行镀锌、喷涂等处理措施也可以提高其抗锈蚀能力。影响钢筋锈蚀深度的因素13附录B混凝土碳化系数计算碳化系数定义及意义碳化系数是反映混凝土抗碳化性能的重要指标，用于评估混凝土在特定环境条件下的耐久性。通过碳化系数计算，可以预测混凝土结构的碳化深度和使用寿命，为结构维护和加固提供依据。基于实验室加速碳化试验数据，结合混凝土配合比、水灰比、养护条件等因素，建立碳化深度与时间的关系模型。通过模型计算得到碳化系数，反映混凝土在不同环境条件下的抗碳化性能。碳化系数计算方法影响因素分析水灰比越大，混凝土孔隙率越高，碳化速度越快，碳化系数越大。不同品种的水泥具有不同的抗碳化性能，对碳化系数产生影响。骨料种类和粒径分布对混凝土孔隙结构和密实度产生影响，进而影响碳化系数。养护条件影响混凝土的早期强度和密实度发展，对后期碳化性能具有重要影响。水灰比水泥品种骨料种类养护条件在进行混凝土结构耐久性评定时，应充分考虑混凝土碳化系数的影响，结合实际情况进行合理取值。在混凝土配合比设计中，应优化水灰比、骨料种类和粒径分布等因素，提高混凝土的抗碳化性能。工程应用建议针对碳化深度较大的混凝土结构，应采取有效的加固和维护措施，提高结构的耐久性和使用寿命。加强混凝土结构的养护管理，确保混凝土在早期获得足够的强度和密实度，提高抗碳化性能。14附录C一般环境钢筋开始锈蚀与混凝土保护层锈胀开裂时间计算影响因素包括混凝土保护层厚度、环境相对湿度、氯离子含量等。计算方法根据钢筋表面氯离子浓度达到临界值的时间，结合Fick第二定律进行扩散计算。结果意义预测钢筋开始锈蚀的时间，为混凝土结构耐久性评定提供依据。钢筋开始锈蚀时间计算包括钢筋锈蚀速率、混凝土保护层厚度、混凝土强度等。影响因素基于钢筋锈蚀膨胀力和混凝土保护层抗拉强度的关系，建立锈胀开裂模型进行计算。计算方法预测混凝土保护层锈胀开裂的时间，为制定维修加固方案提供参考。结果意义混凝土保护层锈胀开裂时间计算15附录D氯离子扩散及其引起的钢筋锈蚀速率计算通过标准试验，如RCM法（RapidChlorideMigrationTest），测定混凝土中氯离子的扩散系数。实验室测定方法现场暴露试验法经验公式法在实际环境中对混凝土试件进行长期暴露，定期测量氯离子含量，推算扩散系数。根据混凝土的组成材料、水灰比、龄期等因素，采用经验公式估算氯离子的扩散系数。030201氯离子扩散系数确定123通过测量钢筋在混凝土中的电化学参数，如腐蚀电位、极化电阻等，利用线性极化公式计算钢筋的锈蚀速率。线性极化法对钢筋施加一瞬时电流阶跃，测量钢筋电位随时间的变化，进而推算出钢筋的锈蚀速率。电流阶跃法通过定期取样测量钢筋的质量损失，计算钢筋的平均锈蚀速率。但该方法具有破坏性，一般仅用于实验室研究。失重法钢筋锈蚀速率计算如温度、湿度、氯离子浓度等，这些因素都会影响氯离子在混凝土中的扩散速度和钢筋的锈蚀速率。环境条件如水灰比、抗压强度、保护层厚度等，这些混凝土的基本性能也会影响氯离子的扩散和钢筋的锈蚀。混凝土性能如钢筋的材质、直径、表面状态等，这些特性会影响钢筋在氯离子环境下的耐腐蚀性能。钢筋特性影响因素考虑16附录E混凝土硫酸盐腐蚀速率与硫酸根离子浓度计算硫酸盐腐蚀速率是指混凝土中硫酸根离子与混凝土中的氢氧化钙等反应，导致混凝土膨胀、开裂、剥落等现象的速率。硫酸盐腐蚀速率的计算方法通常是通过测量混凝土中硫酸根离子的浓度变化来确定。一般采用化学分析方法，如滴定法、光谱法等来测定硫酸根离子的浓度。硫酸盐腐蚀速率的定义和计算方法硫酸根离子浓度是指单位体积混凝土中硫酸根离子的含量，通常以摩尔/升（mol/L）或毫克/升（mg/L）表示。硫酸根离子浓度的计算方法包括取样、溶解、稀释、测定等步骤。一般采用化学分析方法，如重量法、容量法、光谱法等来测定硫酸根离子的浓度。硫酸根离子浓度的定义和计算方法03环境温度环境温度越高，化学反应速度越快，硫酸盐腐蚀速率也就越快。01混凝土的渗透性混凝土的渗透性越大，硫酸根离子越容易进入混凝土内部，从而导致腐蚀速率加快。02硫酸根离子浓度硫酸根离子浓度越高，与混凝土中的氢氧化钙等反应的速度越快，腐蚀速率也就越快。影响硫酸盐腐蚀速率的因素提高混凝土的密实性和抗渗性01通过优化混凝土配合比、使用高效减水剂等方法，提高混凝土的密实性和抗渗性，从而降低硫酸根离子进入混凝土内部的速度。使用耐硫酸盐腐蚀的混凝土材料02选择耐硫酸盐腐蚀的骨料、水泥等原材料，制备出耐硫酸盐腐蚀的混凝土。涂层保护03在混凝土表面涂抹耐硫酸盐腐蚀的涂层，阻止硫酸根离子进入混凝土内部。硫酸盐腐蚀的防治措施17本标准用词说明混凝土抵抗环境介质作用并长期保持其良好的使用性能和外观完整性，从而维持混凝土结构的安全、正常使用的能力。耐久性指影响混凝土耐久性的各种外部因素，如水分、气体、化学物质、生物等。环境介质用于评估混凝土结构耐久性的一系列指标和方法。评定标准术语和定义本标准中使用的符号应符合相关标准和规范的规定。本标准中使用的单位应采用国际单位制，并应符合相关标准和规范的规定。符号单位符号和单位本标准引用了多个与混凝土结构耐久性相关的国家和行业标准，这些标准构成了本标准的基础和依据。引用标准的最新版本适用于本标准。规范性引用文件分类