DB21T 3101-2019 建筑工程混凝土结构防腐技术规程

ICS91.080.40建筑工程混凝土结构防腐技术规程CorrosionPreventionTechnicalSpecifica2019-01-30发布根据辽宁省住房和城乡建设厅《关于印发2017年度辽宁省工程建设地方标准编制/修订计划的通知》（辽住建科【2017】7号）文件要求，规程编制组在总结我省建筑工程混凝土结构防腐蚀技术科研成果、设计和施工经验的基础之上，经广泛调查研究程中，结合工程实际，注意总结经验，积累资料，本规程主编单位：辽宁省建设科学研究院有本规程参编单位：中铁九局集团工程检测试I 2 4 6 64.2骨料 64.3其他材料 6 8 9 7.1混凝土表面涂层 7.2混凝土憎水处理 7.3环氧涂层钢筋 7.4添加防腐阻锈剂 7.5混凝土防腐面层 7.6电化学防护 15 16 17 2 4.1Cement 64.2Aggregate 64.3OtherMaterials 65MixProportionDesignofCon 7SpecialAnticorrosiveMeasures 7.1ConcreteSurfaceCoating 7.2Concretehydrophobictreatment 7.3EpoxyresinCoatedSteelBars 7.4AddingSulfate-resistantandCorrosion-inhibitingAdmixture 7.5ConcreteAnticorrosionSurface 7.6ElectrochemistryProtection 8AcceptanceandInspectionofConcreteQuality Addition:ExplainationofProvision 122.0.1环境作用environmental2.0.2建筑工程混凝土结构concretestructuresofbuildingengineering建筑工程中以钢筋混凝土、预应力混凝土或素混凝土建造的结构称为建筑工程混凝2.0.3混凝土结构的防腐蚀耐久性corrosionpreventiondurabilityofconcretestructures在正常设计、施工、使用和维护条件下，混凝土结构在设计工作寿命期内所具有的2.0.4结构使用年限structureservicelife2.0.5氯离子在混凝土中的扩散系数chloridediffusioncoefficientofconcrete2.0.6粉煤灰取代水泥率proportionofflyashsubstitutingcement在冶炼硅铁合金或工业硅时，通过烟道排出的硅蒸气氧化后，经收尘器收集得到的2.0.8大掺量矿物掺合料混凝土concretewithhigh-volumesupplementarycementitious胶凝材料中含有较大比例的粉煤灰、硅灰、磨细矿渣粉等矿物掺合料和混合料，需2.0.9防腐蚀附加措施additionalprotectiveme在改善混凝土密实性、增加保护层厚度和利用防排水措施等常规手段的基础上，为进一步提高混凝土耐久性所采取的补充措施，包括混凝土表面涂层、防腐饰面层、环氧2.0.10环氧树脂涂层钢筋epoxyresincoatedste32.0.11防腐阻锈剂sulfate-resistantandcorrosion-i2.0.12混凝土表面硅烷浸渍silanesurfacetreatmentofconcrete用硅烷类液体浸渍混凝土表层，使该表面具有低吸水率、低氯离子渗透率和高透气43.0.1建筑工程中由于混凝土碳化、氯离子和硫酸盐侵蚀、酸雨腐蚀、冻融等因素引起的3.0.2混凝土结构所处的环境按其对钢筋和混凝土材料的腐蚀机理可分为5类，并按照表ⅠⅡⅢⅣⅤABCDEFⅠ Ⅱ——Ⅲ——Ⅳ———Ⅴ———5Ca35,C45Ca30,C45Ca30,C40Ca40Ca45土可能发生碱-骨料反应、钙矾石延迟反应和软水对混凝土的溶蚀，在设计中采取相应及频繁接触含氯盐消毒剂的配筋混凝土结构的构件，应按除冰盐等其他氯化物环境进行设3.0.9严重化学腐蚀环境下的混凝土结构构件，当构件处在硫酸根离子浓度大于1500mg/L3.0.12当环境类别为Ⅲ类及以上时，混凝土拌合物中氯离子含量，钢筋混凝土不得超过胶3.0.13在严重环境作用下，不宜使用预3.0.14为保证混凝土结构的耐久性能达到规定的使用年限，用于腐蚀环境的结构混凝土还64.2.1粗骨料应质地均匀、粒形和级配良好，针片状颗粒含量不大于7%，4.2.4对于可能处于干湿循环、冻融环境下的混凝土，粗细骨料含泥量应分别低于0.7%和74.3.4混凝土外加剂及其使用应除满足以上规定外，尚须满足《混凝土外加剂》G8-D、Ⅲ-E、Ⅲ-F、Ⅳ-D、Ⅳ-E环境中的混凝土构件，应采用水胶比不大于0.4的大掺量凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T509凝土施工质量的专项施工方案与实施细则，并根据设计文件提供的环境类别、作用等级和对混凝土的技术要求，优选原材料配制混凝土。当对设计文件有疑义时，应主动与设计人慢拔出，不得沿拌合物表面平拖。振捣引气混凝土时应使用中低频振捣棒，并控制振捣时夹渣等现象，特别对棱角处，应采取有效措施，使模板接缝严密，防止在混凝土振捣过程6.0.10在养护过程中，应控制有利于混凝土硬化及强度增长的温湿度环境，混凝土湿养护≥10（15）矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐≥15（21）6.0.11对于大体积混凝土，其施工还应符合现行国家标准《大体积混凝土施工规范》GB6.0.12混凝土的施工除满足上述要求外，还应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工规均匀、无流挂、不斑点、不起泡、抗氯离子(10-12m2/s)芯样，并各取两个芯样分别进行吸水率、浸渍深度和氯化物吸收量降低效果的测试，当测对于盐类侵蚀环境中的混凝土结构，可在混凝土配料时掺加适量憎水外加剂以制备具水泥基渗透结晶型防水材料适用于混凝土结构的表面防水处理，特别是渗水裂缝深度7.3.6架立环氧涂层钢筋时，不得同时采用无涂层钢筋，绑扎时，应采用尼龙、环氧树脂、7.4.1对于Ⅲ级以上的环境，在保证混凝土结构优质设计与施工的基础上可掺加防腐阻锈7.4.2防腐阻锈剂性能指标及应用应同时符合现行国家标准《混凝土防腐阻锈剂》GB/T7.5.3聚合物水泥沙浆的面层施工，需在混凝土结构构件表面达到足够干燥程度时才能进做涂层钢筋，并确保整个钢筋架构具有良好的电连续性以及阴阳极之间不得有任何短路。含有碱活性骨料和无金属防护套预应力钢筋慎用阴极混凝土的密实性时，应事先通过实验室的标定试验进行相应试验结果的数据拟合，再利用现场相同的混凝土试件上取得仪器读数与该种抗渗性指标拟合曲线进行对比分析进行推土坍落度测定频率相同。对于重要工程，还需测定硬化后混凝土的抗冻性指标、含气量及4）表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为4《建筑防腐蚀工程施工规范》GB520《高性能混凝土应用技术规程》D辽宁省地方标准本规程制定过程中，编制组进行了广泛深入的调查研究，总结了我省在建筑工程中混凝土结构防腐技术的实践经验，同时参考了国内、海港及公路工程相关混凝土结构防腐蚀为便于广大设计、生产、施工、科研、学校等单位有关人员在使用本规程时能正确理解和执行条文规定，本规程编制组按章、节、条顺序编制了本规程的条文说明，供使用者参考。本条文说明不具备与规程正文同等的法律效力，仅供使用者作为理解和把握规程规 20 213基本规定 224原材料 244.1水泥 244.2骨料 244.3其他材料 255配合比设计 266混凝土施工 317特殊防腐措施 32 8混凝土质量检查与验收 35混凝土是应用最广泛，用量最大的建筑工程结构材料，提高混凝土的耐久性对于实现可持续发展战略，更好的利用资源、节约能源和保护环境都具有重要的意义，随着商品混凝土、高强混凝土与高性能混凝土的推广使用，混凝土的耐久性和安全性同样受到越来越在现有的建设水平下，多数混凝土结构物出现过早的破坏，不是因为混凝土的强度不足，而是耐久性不够。由于混凝土耐久性不足，会增加混凝土在使用过程中的修复和加固费用，影响和限制了结构的使用功能并缩短结构使用的正常年限。不仅造成巨大的经济损失，还造成严重的资源浪费。混凝土结构构件在使用过程中，会在荷载和周围介质长期作用下产生裂缝，从而引发钢筋锈蚀和混凝土剥落等现象，使得钢筋混凝土逐渐失去承载力引起安全事故。为了使辽宁地区建筑结构混凝土得以正常的发挥其使用功能，达到预期使为防止建筑工程混凝土结构的腐蚀破坏，提高其耐久性，需规定对应技术指标和采取综合技术措施，本规程对此作了必要的规定。但混凝土结构的防腐蚀涉及到防腐蚀设计、原材料、混凝土配合比、施工等许多方面因素，因此，在执行本规程时必须同时遵守相关随着科学的进步，新材料、新工艺不断出现，在本规程中进行统一而明确的定范其应用。其中建筑工程混凝土结构、环境作用、结构使用年限、氯离子在混凝土中的扩散系数、大掺量矿物掺合料混凝土、防腐蚀附加措施、气泡间隔系数、等术语参考或引自现行国家标准《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T5047取代水泥率、环氧树脂涂层钢筋、混凝土表面硅烷浸渍引自现行行业标准《海港工程混凝土3.0.1本条对建筑工程混凝土结构中，能引起混凝土腐蚀的主要因素包括混凝土碳化、氯离子接接触混凝土表层，融雪过程中的温度骤降以及渗入混凝土的含盐雪水的蒸发结晶都会导致混凝土表面的开裂剥落；另一方面，雪水中的氯离子不断向混凝土内部迁移，会引起钢筋腐蚀。前者属于盐冻现象，后者属于钢筋锈蚀问题。降雪地区喷洒的除冰盐可以通过多种途径作用于混凝土构件，含盐的融雪水直接作用于路面，并通过伸缩缝等连接处渗漏到桥面板下方的构件表面，或者通过路面层和防水层的缝隙渗漏到混凝土桥面板的顶面。排出的盐水如渗入地下土体，还会侵蚀混凝土基础。此外，高速行驶的车辆会将路面上含盐的水溅射或转变成盐雾，作用到车道两侧甚至较远的混凝土构件表面，汽车底盘和轮胎上冰冻的含盐雪水则需考虑对混凝土构件的腐蚀。我国西部盐湖和盐渍土地区地下水土中氯盐含量很高，对混凝土构件的腐蚀作用需专门研究处理，不属于本规范的内容。对于游泳池及其周围的混凝土除冰盐可对混凝土结构造成极其严重的腐蚀，不进行耐久性设计的桥梁在除冰盐环境下年的历史，迄今尚无更为经济的替代方法。考虑今后交通发展对融化道路积雪的需要，应在3.0.9引自现行国家标准《混凝土结构耐久性设计也可以从新拌混凝土和硬化混凝土中取样化验求得。氯离子能与混凝土胶凝材料中的某些成分结合，所以从硬化混凝土中取样测得的水溶氯离子量要低于原材料氯离子总量。重要结构的混凝土不得使用海砂配制。一般工程由于取材条件限制不得不使用海砂时，混凝土水胶比定当环境类别为Ⅲ类及以上时，混凝土拌合物中氯离子含量，钢筋混凝土不得超过胶凝材料3.0.12在严重(包括严重、非常严重和极端严重)环境作用下，混凝土结构的个别构件因技术条件和经济性难以达到结构整体的设计使用年限时，在与业主协商同意后，可设计成易更换的构件或能在预期的年限进行大修，并应在设计文件中注明更换或大修的预期年限。需要大修或更换的结构构件，应具有可修复性，能够经济合理地进行修复或更换，并具备相应的施3.0.13对于严重环境作用下的结构，按现有工艺技术生产和施工的预应力体系，不论在耐久性质量的保证或在长期使用过程中的安全检测上，均有可能满足不了结构设计使用年限的要求。从安全角度考虑，可采用可更换的无粘结预应力体系或体外预应力体系，同时也便于检4.1.1石灰石粉来源丰富,价格低廉,并已广泛应用于水泥工业的混合材以及混凝土的矿物掺合但是石灰石粉掺加不仅降低了水泥浆体的流动度，降低混凝土的强度。而且，它能与硫酸盐环境中的硫酸根离子发生反应生成石膏，存在潜在的胀裂、剥落和破损等问题。根据研究，破坏程度不同,试件破坏从重到轻的顺序为硫酸盐侵蚀＞硫酸盐与氯盐的复合侵蚀＞氯盐侵蚀。硫酸盐加重了氯盐环境下试件的腐蚀破坏程度,氯盐提高了水泥胶砂试件的抗硫酸盐能下，不宜单独采用硅酸盐水泥作为胶凝材料，如果是硅酸盐水泥混凝土，就不能保证所需的耐久性。硅酸盐水泥水化产物中的氢氧化钙不论在强度上还是在化学稳定性上都很差，在软形貌存在，其存在的状态是单体形式、粘结在粉煤灰颗粒的表面、被包裹在粉煤灰颗粒中三种形式。含碳量越高，吸附性越强，这些粗大多孔的碳颗粒不仅使粉煤灰的需水量比增大，而且对混凝土的引气剂效果产生不利的影响，因为这些碳粒更容易吸附引气剂。因此，掺加高含碳量粉煤灰通常需要更大剂量的引气剂。冻融环境下用于引气混凝土的粉煤灰掺合料，Ⅴ-E时，水泥中的C3A含量不宜超过5%；并应同时集料的质量是当前影响混凝土质量的极重要因素。当前因我国绝大部分石子的生产方式的颗粒。因此造成混凝土拌和料的需水量居高不下，浆骨比大是西方国家大都购进单粒级石子进行连续级配或三级级配。对石子级配的简易方法可按最大松装密度优选，这样还可避免即使采石场的级配合格而在装、卸料和运输过程中破坏级配。对于砂子，目前混凝土的生产一般只注重其细度模量，但细度模量相同的砂子级配并不相同，木质素磺酸盐（亚硫酸氢盐蒸煮木材排出的废液经浓缩、干燥所得）的原料部分或全部为阔叶树、芦苇和草类，以这类木质素磺酸盐为组分的外加剂配制出的混凝土，虽然含气量在喷射混凝土中常用高浓度钠盐的速凝剂，掺量又较大，有可能引起硫酸盐腐蚀，特别是隧道工程内受流动地下水冲刷的情况下，引气剂、高效减水剂或各种复合外加剂中均不得掺有木质磺酸盐组分，其原因是避免严重的腐蚀。我国南方多处地下水发育地区的铁路隧道由于近年来对结构耐久性的要求越来越高，往往由于耐久性方面强度超过结构因素所需的值，例如英吉利海峡隧道衬里，按结构要求混凝土的强度设计值为问题。公式引自日本建筑学会“RecommendationsforDesignandConstruc混凝土在外部劣化因素作用下会产生冻害，其耐久性设计是根据混凝土结构所处环境条件，按每年冻融次数、最低温度和对混凝土作用的水分而确定的。冻害是外部水分渗入硬化混凝土的空隙中，受冻时体积膨胀，迫使未受冻结的孔溶液从结冰区向外迁移。孔溶液在可渗透的水泥浆体结构中移动，必须克服粘滞阻力，因而产生静水压力。当静水压力超过混凝受冻融作用时混凝土的含水程度。混凝土含水程度越高，受冻害越大；相反，对某种干与冻害有关的设计劣化因素是每年的冻融次数。这与最低温度和渗透到混凝土中水分的环境有关，必须考虑到混凝土结构所处地区、布局、构件所处位置等。本条中把冻害外部劣化因素划分为三个地区：严寒地区，如西藏、东北、西北、华北，这些地域的冬季最低温度可达-16℃以下；寒冷地区，如安徽、山东、河南、湖北等地，冬季温度为-16～-10℃左右；微冻地区，如湖南、江西、贵州等地的一些山区，受冻害较轻微。不同地区对混凝土抗冻性对水中冻融及盐水中冻融，混凝土均可用冻融环次数及耐盐破坏的能力。混凝土抗除冰盐破坏同样取决于W/C、含气量盐离子，经风力运送粘附在混凝土结构表面，并渗透进入混凝土。本规程考虑的盐害外部劣离海岸距离（km）根据混凝土结构离海岸距离，可分为准盐害环境地区、一般盐害环境地区和重盐害环境ABC裂缝宽度。日本建筑学会高耐久性钢筋混凝土设计施工指南（草案）中规定裂缝宽度控制值重盐害地区是指海港工程、海上混凝土结构工程（特别是混凝土结构处于浪溅区与干湿保护层厚度外，混凝土中的钢筋还需采取防护措施，如环氧涂层钢筋，这样才能保证混凝土混凝土的抗硫酸盐腐蚀性能，取决于水泥的品种、抗硫酸盐腐蚀的设计劣化因素，应根据混凝土结构和大气、土壤、水中含有酸性介质的浓度>1500SO42-含量（mg/L）>2000>4000硫酸盐对混凝土的腐蚀，主要是由于SO42-聚集到一定浓度后与水泥水化时生成的检验混凝土抗硫酸盐腐蚀性首先是检验所使用水泥（或胶凝材料）的抗硫酸盐性能。本这种水泥（或胶凝材料）配制混凝土，并根据混凝土结构所处环境条件，控制混凝土的最大混凝土的碱—骨料反应（AAR）与混凝土中的碱含量、碱活性骨料量和在我国，这两种碱—骨料反应均存在。具有碱—硅反应活性的矿物质有碱离子浓度和混凝土外部渗入的碱离子浓度。关于结构所处环境湿度，应考虑混凝土中的含量状态和从外部渗入混凝土中的水分。混凝土的内部固有碱，可按下式计算：Na2Ocq(%)水泥中碱量（换算成Na2O%外部渗透进入混凝土中的碱量，受混凝土结构所处环境的影响。如海岸边或海港工程的混凝土碱—骨料反应应以预防为主。也就是说，如检测出骨料中含有潜在的碱活性，则灰、天然沸石粉和矿渣微细粉均能抑制ASR；而粉煤灰、沸石-粉本规程提出了采用玻璃砂浆棒法检测各种矿物微细粉抑制ASR膨胀的效果。该方法以＋然沸石-硅粉复合的微细粉。单独的矿渣、天然尤其对低水胶比的密实混凝土，养护时不仅应保持水分不流失，而且水胶比越低越应当补充现代混凝土由于水泥生产工艺的变化，强度有很大提高，即使构件断面最小尺寸只有湿养护对保证混凝土的质量同等重要。对混凝土的湿养护要根据不同季节、不同气温和日照构件的尺寸与形状受限时，特种防腐蚀措施的应用则在整个结构中成了完整的防腐蚀体系构介。混凝土结构的施工与使用过程中，开裂问题一直是难以根除的顽疾。因而，除了结构的防排水构造与材料密实性的设计与施工要求以外，具有防水功能的各种特种防腐蚀措施往往成为整个结构防腐蚀体系中必不可少的屏障。尤其对于主要构件大多暴露于自然环境中的公混凝土，使用除冰盐环境中的E级，盐类结晶侵蚀环境表面涂层。被涂装的混凝土结构，只有通过验收合格，才能发挥涂层的防腐效果。混凝土属于强碱性的建筑材料，采用的涂料应具有良好的耐碱性、附着性和耐蚀性，环氧树脂、聚胺酯、丙烯酸树脂、氯化橡胶和乙烯树脂等涂料均适用。混凝土结构的腐蚀破坏一般都在平均潮位以上的部位；在潮位以下，由于混凝土处于饱水状态，供氧条件差，钢筋的腐蚀极为缓应具有低粘度和高渗透能力，能渗透到混凝土内起封闭孔隙和提高后续涂层附着力的作用；中间层涂料应具有较好的防腐蚀能力，能抵抗外界有害介质的入侵；面层涂料应具有抗老化性，对中间层和底层起保护作用。各层的配套涂料要有相容性，即后续涂料层不能伤害前一混凝土表面涂层的耐久性和防护效果，与混凝土涂装前的表面处理关系很大。良好的表涂层的质量与采用的涂料的品种和牌号关系很大。不同品种或虽为同一品种而生产厂家高压无气喷涂容易控制和保证涂层厚度和均匀性，涂料飞散较少，且具有很高的涂装效层一样，会产生盐类结晶侵蚀。如在混凝土），换，故在使用时绝不能降低混凝土结构本身的耐久性要求。其与耐久混凝土或阻锈剂联合使上体现了国外现行有关标准。环氧涂层钢