DB32_T 2974-2016临海环境下混凝土桥梁耐久性设计标准—（高清现行）.pdf

ICS 93.080 P66 备案号：51420-2016 DB32 江苏省地方标准 DB32/T 2974-2016 临海环境下混凝土桥梁耐久性设计标准 Design standard for durability of concrete bridge in coastal environment 2016-09-20 发布 2016-11-20 实施 江苏省质量技术监督局 发 布 前 言 本标准按照GB/T 1.1-2009标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写编制。本标准由江苏省交通运输厅提出并归口。本标准起草单位：江苏省交通运输厅公路局、苏交科集团股份有限公司。本标准主要起草人：张鸿飞、宋国森、胡萌、刘冠国、朱雷雷、闵剑勇、张国荣、赵炜、张建东、王辉、路璐。引 言 本标准规定了临海环境下混凝土桥梁耐久性设计相关内容。临海环境是指近海岸线（一般离海岸线的平均距离为25km以内）的陆地环境，江苏省临海环境主要包括黄海环境及其衍生的近海盐渍土和盐雾引起的含盐高湿环境。随着临海地区的开发和经济的不断发展，各种重大桥梁工程、隧道工程、地铁工程、高速公路工程等高速发展，对混凝土和钢筋等建筑材料的需求量和各方面性能要求都不断提高。其中，混凝土耐久性问题日益凸显，亟待解决。目前，针对临海环境下混凝土桥梁耐久性设计，我省尚未制定统一的技术标准，不利于今后临海环境下桥梁工程的建设和发展。因此，本标准的制定将为临海环境下混凝土桥梁工程的建设提供技术依据，完善混凝土桥梁耐久性设计标准。临海环境下混凝土桥梁耐久性设计标准 1 范围 本标准规定了临海环境下混凝土桥梁耐久性设计过程要求及防腐附加措施。本规范适用于临海环境作用下公路桥涵混凝土构筑物及其构件的耐久性设计，对于特殊环境下混凝土构筑物或特种混凝土结构及其构件的耐久性设计并不适用。本标准适用于临海环境作用下公路桥涵混凝土构筑物环境等级划分、原材料优选、混凝土配合比优化设计、结构耐久性设计以及防腐蚀附加措施。2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB 18845 水泥基渗透结晶型防水材料 GB 50010 混凝土结构设计规范 GB 50119 混凝土外加剂应用技术规范 GB 50204 混凝土结构工程施工质量验收规范 GB 50496 大体积混凝土施工规范 GB/T 50476 混凝土结构耐久性设计规范 JG 3042 环氧树脂涂层钢筋 JGJ 63 混凝土拌和用水标准 JGJ/T 192 钢筋阻锈剂应用技术规程 JTGT B07-01 公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范 JTJ 058 公路工程集料试验规程 JTJ 275 海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范 TB 10005 铁路混凝土结构耐久性设计规范 CCES 01 混凝土结构耐久性设计与施工指南 CECS 220 混凝土结构耐久性评定标准 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。3.1 临海环境 coastal environment 近海岸线（一般离海岸线的平均距离为25km以内）的陆地环境。3.2 结构耐久性 structural durability 在设计确定的环境作用和维修、使用条件下，结构及其构件在设计使用年限内保持其适用性和安全性的能力。3.3 环境作用 environmental action 引起结构材料性能劣化或腐蚀的温度变化、湿度变化、水、二氧化碳、氧、盐、酸等环境因素对结构的作用。3.4 环境作用等级 environmental action grade 根据环境作用对混凝土及结构破坏或腐蚀程度的不同而划分的若干级别。3.5 体积稳定性 volume stability 混凝土保持其初始几何尺度的能力，主要受收缩、碳化和碱集料反应的影响。3.6 可更换构件 replaceable component 根据构件在使用过程中不同的退化模式和在维护管理及更换方面的不同要求，将需要周期性更换的构件。3.7 防腐蚀附加措施 additional protective measurement 在材料和构造等常规手段的基础上，为进一步提高混凝土结构耐久性所采取的补充措施。3.8 设计使用年限 design service life 在正常设计、正常施工、正常使用和维护条件下，结构或构件不需进行大修即可达到预定目的的使用年限。3.9 大体积混凝土 mass concrete 混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝的混凝土。3.10 胶凝材料 binder 混凝土原材料中具有胶结作用的水泥和粉煤灰、硅灰、磨细矿渣等矿物掺合料的总称。3.11 水胶比 water to binder ratio 混凝土拌合物中用水量与胶凝材料总量的质量比。3.12 混凝土抗冻耐久性指数 durable factor 混凝土经规定次数快速冻融循环试验后，用标准试验方法测定的动弹性模量与初始动弹性模量的比值。3.13 维修 maintenance 为维持结构在使用年限内所需性能而采取的各种技术措施和修复、改善活动。3.14 劣化 degradation 材料性能随时间的衰减变化。3.15 修复 repairation 通过修补、更换或加固，使受到损伤的结构恢复到满足正常使用所进行的活动。3.16 大掺量矿物掺合料混凝土 high volume mineral admixture concrete 胶凝材料中含有50%及以上的粉煤灰、硅灰、磨细矿渣等矿物掺合料，需要采取较低的水胶比和特殊施工措施的混凝土。3.17 钢筋的混凝土保护层厚度 concrete cover thickness to reinforcement 从混凝土中受力钢筋（包括主筋和箍筋）最外缘到混凝土表面的距离。3.17 氯离子在混凝土中的扩散系数 diffusion coefficient of chloride ion in concrete 描述混凝土孔隙水中氯离子从高浓度区向低浓度区扩散过程的参数。3.18 多重防护策略 multiple protective strategy 为确保混凝土结构和构件的使用年限而同时采取多种防腐附加措施的方法。3.19 混凝土抗裂性 cracking resistance of concrete 混凝土抵抗开裂的能力。4 总则 4.1 本规范规定的耐久性设计要求，应为结构达到设计使用年限并具有必要保证率的最低要求。设计中可根据工程的具体特点、当地的环境条件与实践经验，以及具体的施工条件等适当提高。4.2 混凝土结构的耐久性设计，除执行本规范的规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。5 一般规定 5.1 设计的主要内容 设计应包括如下内容：1）结构和可更换构件的设计使用年限、环境类别和作用等级；2）混凝土配合比设计、耐久性控制指标和原材料的选型标准；3）结构耐久性要求的构造措施、混凝土保护层和抗裂设计；4）满足耐久性要求的施工质量控制措施；5）合理采取防腐蚀附加措施或多重防护策略；6）耐久性所需的施工养护制度与保护层厚度的施工质量验收要求。5.2 设计文件主要内容 临海环境下混凝土桥梁耐久性设计文件中应包括以下主要内容：1）设计文件中应明确结构的设计使用年限；2）设计文件应区分可更换构件和不可更换构件，并注明可更换构件的名称和更换或检修时间。3）设计文件需划分不同结构构件所处的环境类别及作用等级。设计文件中包括的混凝土和结构的耐久性指标也应根据构件所处的环境类别和作用等级而定。当运营期内环境发生变化时，应加强检测和评估；4）设计文件需包含混凝土原材料的选用标准和混凝土耐久性要求。混凝土耐久性要求由耐久性技术指标和配合比两部分组成；5）设计文件应包括与耐久性有关的结构构造措施、混凝土最小保护层厚度和裂缝控制措施；6）设计文件宜向工程业主和运营管理单位提出公路工程混凝土结构日常巡检、维护或修理的具体要求，对严重环境作用下的结构提出定期专项检测要求，混凝土构件的加固和更换应根据检测结果确定。在设计中设置必要的维修与检测通道和空间，预埋监测元件。对大型工程应设置全寿命耐久性监测系统；7）对受到环境作用等级为E级或F级的构件，或因条件所限不能满足规定保护层厚度或规定养护时间的构件，设计文件中宜提出合理的防腐蚀附加措施。6 技术规定 6.1 设计使用年限 6.1.1 公路混凝土桥梁结构的设计使用年限，应根据工程的重要性按照表 1 选用。表 1 公路混凝土桥梁结构设计使用年限 级别 设计使用年限 适用范围 一 不低于 100 年 二级以上（含二级）公路上的特大桥、大桥、中桥、重要小桥涵等重要结构 二 不低于 50 年 三级以下（含三级）公路上的中、小型桥梁、涵洞及其他基础设施工程等 三 1530 年 可更换结构构件 注1：重要小桥涵是指高速公路和一级公路上、国防公路上及城市附近交通繁忙公路上的桥涵；注2：对有特殊要求的结构，其设计使用年限可由业主和设计人员在上述规定的基础上，经技术经济论证后可予以适当调整；6.1.2 公路桥梁混凝土结构，可按照表 2 划分为不可更换构件和可更换构件。可更换构件又划分为难于更换构件和易于更换构件。表 2 公路桥梁工程混凝土结构构件一览表 型式 构件名称 不可更换构件 可更换构件 难于更换 易于更换 桥梁上部结构构件 梁桥 主梁 拱桥 主拱圈 拱上立柱 吊杆/系杆 斜拉桥 索塔 主梁 斜拉索 悬索桥 塔 锚碇 加劲梁 主缆 吊索 桥面铺装 排水系统 护栏/栏杆 伸缩缝 支座 桥梁下部结构构件 帽梁 立柱/立柱间系梁 承台 基础 桥台/挡土墙 排水系统 注1：表中所列构件为公路桥梁工程混凝土结构常见构件，未列入表中构件，其设计使用年限由设计人员视实际情况确定；注2：本表中所列某些重要的可更换构件可根据业主的需求和更换难易程度及经济性，更改为不可更换构件。6.1.3 不可更换构件的设计使用年限根据其重要性参照表 1 选用。可更换构件中，难于更换构件的设计使用年限宜采用 2030 年；易于更换构件的设计使用年限宜采用 1520 年。并应在设计文件中明确规定。6.2 环境作用等级 6.2.1 临海环境下桥梁混凝土结构所处环境按其对钢筋和混凝土材料的腐蚀机理可分为 5 类，并应按表3 确定。表 3 环境类别 环境类别 名称 腐蚀机理 一般环境（碳化环境）混凝土碳化引起钢筋锈蚀 冻融环境（无盐、酸、碱等作用）反复冻融导致混凝土损伤 海洋氯化物环境 海洋环境下的氯盐引起钢筋锈蚀 除冰盐等其他氯化物环境 除冰盐等氯盐引起钢筋锈蚀 盐结晶环境 硫酸盐在混凝土孔隙中结晶膨胀导致混凝土损伤 注：一般环境系指无冻融、氯化物和其他化学腐蚀物质作用。6.2.2 不同环境对配筋混凝土结构的作用程度应采用环境作用等级表达，并应符合表 4 的规定。表 4 环境作用等级 环境作用等级 环境类别 A 轻微 B 轻度 C 中度 D 严重 E 非常严重 F 极端严重 一般环境（）-A-B-C 冻融环境（）-C-D-E 海洋氯化物环境（）-C-D-E 除冰盐等其他氯化物环境（）-C-D-E 盐结晶环境（）-E-F 注：环境作用等级参照GB/T 50476章节3.2。6.2.3 当结构构件受到多种、复杂环境类别共同作用时，应分别满足每种环境类别单独作用下的耐久性要求。6.3 一般环境 6.3.1 一般环境下混凝土结构耐久性设计，应控制正常大气作用下混凝土碳化引起的钢筋锈蚀。当有其他环境同时作用时，应按环境作用等级较高的相关要求进行。6.3.2 一般环境对桥梁混凝土结构的环境作用等级见表 5。表 5 一般环境对混凝土结构的环境作用等级 环境作用等级 环境条件 结构构件示例-A 干燥环境 常年干燥、低湿度环境中的构件；所有表面均永久处于静水下的构件；桥梁上部结构或桥墩水下部分。永久的静水浸没环境-B 非干湿交替的环境 不接触或偶尔接触雨水的构件；长期与水或湿润土接触的构件；桥墩等下部结构。长期湿润环境 表 5（续）环境作用等级 环境条件 结构构件示例-C 干湿交替环境 表面频繁淋雨或频繁与水接触的构件；处于水位变动区的构件。注1：环境条件系指混凝土表面的局部环境；注2：干燥、低湿度环境指年平均湿度低于60，中、高湿度环境指年平均湿度大于60；注 3：干湿交替指混凝土表面经常交替接触到大气和水的环境条件；6.4 冻融环境 6.4.1 冻融环境下混凝土结构耐久性设计，应控制混凝土遭受长期冻融循环作用引起的损伤。6.4.2 冻融环境对混凝土结构的环境作用等级见表 6。表 6 冻融环境（无盐、酸、碱等作用）对混凝土结构的环境作用等级 环境作用等级 环境条件 结构构件示例-C 微冻地区，混凝土中度饱水 微冻地区受雨淋构件的竖向表面-D 微冻地区，混凝土高度饱水 微冻地区的水位变动区的构件，频繁受雨淋构件的水平表面 严寒和寒冷地区，混凝土中度饱水 严寒和寒冷地区受雨淋构件的竖向表面-E 严寒和寒冷地区，混凝土高度饱水 严寒和寒冷地区的水位变动区构件，频繁受雨淋构件的水平表面 注1：严寒地区、寒冷地区和微冻地区是根据其最冷月的平均气温划分的。严寒地区、寒冷地区和微冻地区最冷月的平均气温t分别为：t-8,-8t-3 和-3t2.5；注2：中度饱水指冰冻前偶受水或受潮，混凝土内饱水程度不高；高度饱水指冰冻前长期或频繁接触水或湿润，混凝土内高度水饱和；注3：当设有防寒保暖层时，应根据设计的混凝土构件表面温度，取用对应的冻融环境；注 4：本表为无防排水系统的情形，如有完善的防排水系统时，作用等级可按表中规定降低一个等级取用。6.4.3 位于冰冻线以上土中的混凝土结构构件，其环境作用等级可根据当地实际情况和经验适当降低。6.4.4 可能偶然遭受冻害的饱水混凝土结构构件，其环境作用等级可按表 6 的规定降低一级。6.5 海洋氯化物环境 6.5.1 海洋氯化物环境下混凝土耐久性设计，应将钢筋处的氯离子浓度控制在临界值以下，以防锈蚀。6.5.2 海洋和近海地区接触海水氯化物的配筋混凝土结构构件，应按海洋氯化物环境进行耐久性设计。6.5.3 海洋氯化物环境的作用等级见表 7。表 7 海洋氯化物环境对混凝土结构的作用等级 环境作用等级 环境条件 结构构件示例 表 7（续）环境作用等级 环境条件 结构构件示例-C 水下区和土中区：周边永久浸没于海水或埋于土中 盐雾影响区：距涨潮线以外300m1.2km范围内的陆上环境 近海土中桥墩；近海桥梁、涵洞的上、下部结构构件。-D 大气区（轻度盐雾）：距平均水位15m高度以上的海上大气区；涨潮岸线以外100300m范围内的陆上环境 近海桥梁上部结构构件；靠海的桥梁、涵洞。-E 大气区（重度盐雾）：距平均水位15m高度以内的海上大气区；离涨潮岸线100m以内的陆上环境 桥梁上部结构构件、桥墩；靠海的桥梁、涵洞。潮汐区和浪溅区，非炎热地区 桥墩、承台、基础。注1：近海或海洋环境中的水下区、潮汐区、浪溅区和大气区的划分，按照国家现行标准（JTJ 275）海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范的规定确定；近海或海洋环境的土中区指海底以下或近海的陆区地下，其地下水中的盐类成分与海水相近；注2：轻度盐雾区与重度盐雾区界限的划分，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，盐雾对混凝土构件的作用尚应考虑风向、地貌等因素；注 3：内陆盐湖中氯化物的环境作用等级可比照上表确定。6.6 除冰盐等其他氯化物环境 6.6.1 除冰盐等其他氯化物环境下混凝土结构耐久性设计，应控制除冰盐和地下水、土及含氯盐消毒剂中的氯盐对配筋混凝土结构中钢筋的锈蚀。6.6.2 除冰盐等其他氯化物环境对于配筋混凝土结构构件的环境作用等级宜根据调查确定；当无相应的调查资料时，可按表 8 确定。6.6.3 除冰盐等其他氯化物环境的作用等级划分见表 8。表 8 除冰盐等其他氯化物环境对混凝土结构的作用等级 环境作用等级 环境条件 结构构件示例-C 受除冰盐盐雾轻度作用 离开行车道1m范围内接触盐雾的构件 四周浸没于含氯化物水中 地下水中构件 接触较低浓度氯离子水体，且有干湿交替 部分暴露于大气、部分在地下水土中的构件-D 受除冰盐水溶液轻度溅射作用 行车道两侧构件，如：桥梁护墙、桥墩、涵台、涵洞内壁；隧道内壁 接触较高浓度氯离子水体，且有干湿交替 部分暴露于大气、部分在地下水土中的构件-E 直接接触除冰盐溶液 桥面板、与含盐渗漏水接触的桥梁帽梁、墩柱顶面 表 8（续）环境作用等级 环境条件 结构构件示例-E 受除冰盐水溶液重度溅射或重度盐雾作用 桥梁护栏、护墙、立交桥桥墩；车道两侧10m以内的构件、涵洞。接触高浓度氯离子水体，有干湿交替 部分暴露于大气、部分在地下水土中的构件 注1：水中氯离子浓度（mg/l）的高低划分为：较低100500；较高5005000；高5000；土中氯离子浓度（mg/kg）的高低划分为：较低150750；较高7507500；高7500；注2：除冰盐环境的作用等级与冬季喷洒除冰盐的具体用量和频度有关；可根据具体情况作出调整。6.7 盐结晶环境 6.7.1 盐结晶环境下混凝土结构耐久性设计，应控制混凝土在近地面区域在干湿循环作用下，因水中或土中硫酸盐与水泥水化产物发生化学反应或因硫酸盐结晶后体积膨胀而导致混凝土发生的膨胀破坏。6.7.2 盐结晶环境对公路桥梁工程混凝土结构的环境作用等级见表 9。表 9 盐结晶环境对混凝土结构的环境作用等级 环境作用等级 环境条件 结构构件示例-E 日温差小、有干湿交替作用的盐土环境 与含盐土壤接触的墩柱等构件露出地面以上的“吸附区”；-F 日温差大、干湿交替作用频繁的高含盐量盐土环境 注1：对于盐渍土地区的混凝土结构，埋入土中的混凝土按受化学腐蚀环境作用考虑；露出地表的毛细吸附区内的混凝土按受盐类结晶环境作用考虑；注2：环境水中硫酸根离子（SO42-）浓度（mg/L）处于400010000时为高含盐量，土中SO42-浓度（mg/L）处于600015000时为高含盐量盐土环境；注3：当混凝土结构处于极高含盐地区（环境水中SO42-含量大于10000mg/L或环境土中SO42-含量大于15000mg/kg），其耐久性技术措施应通过专门的试验和研究确定。6.8 施工质量的附加要求 6.8.1 混凝土的入模温度应视气温而调整，在炎热气候下，混凝土入模前模板和钢筋的温度以及附近区域温度不宜超过 40；对于构件最小断面尺寸在 300mm 以上的低水胶比混凝土结构，混凝土的入模温度一般应控制在 25以下。冬期施工时（日平均气温5），混凝土的出机温度不宜低于 10，入模温度不宜低于 5。6.8.2 混凝土终凝后应立即开始潮湿养护，养护水应符合混凝土拌和水的标准，不得用海水养护。整个养护期间，尤其是从终凝到拆模的养护初期，应确保混凝土处于有利于硬化及强度增长的温度和湿度环境中。混凝土带模养护期间，应采取带模包裹、浇水、喷淋洒水或通蒸汽等措施进行保湿、潮湿养护。柱等垂直构件宜采用有蓄水内膜或有良好保水性能的模板，在浇筑完毕后也要将顶部严密覆盖；当使用钢模时，应及早松开模板并覆盖后连续注水养护。气温较高时可适当缩短湿养护时间；在寒冷气候下，应在模板外采取保温措施并延迟拆模时间和湿养护时间。6.8.3 对于水胶比低于 0.4 的混凝土和大掺量矿物掺合料混凝土，在施工浇筑基础底板、路面等大面积构件时应尽量减少暴露的工作面，在工作面上喷雾保湿，并立即用塑料薄膜紧密覆盖，防止表面水分蒸发。进行搓抹表面工序时可卷起塑料薄膜并再次覆盖，终凝后可撤除薄膜并立即以蓄水、覆盖湿麻袋或湿棉毡进行加湿养护。6.8.4 根据结构所处的环境类别与作用等级，混凝土耐久性所需的施工养护应符合表 10 的规定。表 10 施工养护制度要求 环境作用等级 混凝土类型 养护制度 I-A 水胶比低于 0.4 的混凝土 至少养护 ld 大掺量矿物掺合料混凝土 浇筑后立即覆盖并加湿养护，至少养护 3d I-B，I-C，-C，-C，-C，V-C-D，V-D-E，V-E 水胶比低于 0.4 的混凝土 养护至现场混凝土的强度不低于 28d 标准强度的 50.且小少于 3d 大掺量矿物掺合料混凝土 浇筑后立即覆盖并加湿养护，养护至现场混凝土的强度不低于 28d 标准强度的 50，且不少于 7d-D，-D-E，-E-F 大掺量矿物掺合料混凝土 浇筑后立即覆盖并加湿养护，养护至现场混凝土的强度不低于 28d 标准强度的 50，且不少于 7d。加湿养护结束后应继续用养护喷涂或覆盖保湿、防风一段时间至现场混凝土的强度不低于 28d 标准强度的 70 注 1：表中要求适用于混凝土表面大气温度不低于 10的情况，否则应延长养护时间；注 2：有盐的冻融环境中混凝土施工养护应按、类环境的规定执行；注 3：大掺量矿物掺合料混凝土在 I-A 环境中用于永久浸没于水中的构件。6.8.5 对大体积混凝土，应定时测定混凝土中心温度、表层温度以及环境的气温、相对湿度、风速等参数，并根据混凝土温度和环境的变化情况及时调整养护制度。养护期间，混凝土内部的最高温度一般不高于 70，构件任一截面在任一时间内的内部最高温度与表层温度之差一般不大于 25，新浇混凝土与邻接的已硬化混凝土或岩土介质之间的温差不大于 20。此外，当周围大气温度低于养护中混凝土表面温度超过 20时，混凝土表面必须保温覆盖以延缓降温速率。混凝土表面的养护水温度与混凝土表面温度的差值不大于 15。6.8.6 对大体积混凝土，可采取分层分块的浇筑方式，降低浇筑速度和浇筑层的厚度。根据施工季节，采取不同的温控措施，施工过程中应注意保湿保温，采取蓄水法和覆盖法减小内外温差。6.8.7 对于大掺量矿物掺合料混凝土，在潮湿养护期正式结束后，如大气环境干燥或多风，仍宜继续保湿养护一段时间，如喷涂养护剂、包裹塑料膜或外罩覆盖层等措施，避免风吹、暴晒，防止混凝土表面的水分蒸发。6.9 保护层质量验收基本要求 6.9.1 钢筋保护层厚度的检验，可采用非破损或局部破损方法，也可采用非破损方法并用局部破损方法进行校验。6.9.2 对处于一般环境 A 级（轻微）、B 级（轻度）下的混凝土结构构件，其保护层厚度的施工质量验收要求按照现行国家标准（GB 50204）混凝土结构工程施工质量验收规范的相关要求执行。6.9.3 处于环境作用等级为 C 级或以上的混凝土结构构件，应按下列要求进行保护层厚度的施工质量验收：1）对选定的梁类构件，应对全部纵向受力钢筋的保护层厚度进行检验。对每根钢筋，应选取 3 个代表性部位测量；2）当全部钢筋保护层厚度检验的合格点率在 90%及以上，钢筋保护层厚度的检验结果为合格；3）当全部钢筋保护层厚度检验的合格点率在 85%90%内，可增加同样数量的测点进行检测；按两次测点的全部数据进行统计，如仍不能满足第 2）条款的要求，则判定为不合格；4）钢筋的保护层厚度施工允许偏差值见表 11。表 11 公路工程混凝土结构钢筋保护层厚度允许偏差 单位：mm 构件 允许偏差 柱、梁、拱肋 5 基础、锚碇、墩台 10 板 3 注 1：在海水或腐蚀环境中，保护层厚度偏差不应出现负值；注 2：对于预制混凝土构件，允许偏差一般控制在 05mm。7 材料 7.1 一般规定 7.1.1 根据公路桥梁工程性质与特点、结构物所处环境及施工条件，选择合适的水泥品种，水泥强度等级应当与混凝土设计强度等级相适应；7.1.2 对于严重环境作用（D 级或 D 级以上）下的混凝土结构，宜采用硅酸盐水泥与矿物掺合料，或采用特殊水泥配制混凝土；7.1.3 选用质地坚硬、级配良好、粒径合格、有害杂质含量少的粗、细集料；7.1.4 使用优质粉煤灰、矿渣、硅灰等矿物掺合料或复合矿物掺合料；7.1.5 拌合用水要清洁，pH 不应低于 5，不得用海水拌制钢筋混凝土和预应力混凝土，物质含量限值应满足（JGJ 63）混凝土拌和用水标准的相关要求；7.1.6 根据使用目的和混凝土性能要求、原材料性能、施工条件、配合比等因素，选择适宜外加剂并符合（GB 50119）混凝土外加剂应用技术规范的相关要求。7.2 原材料 7.2.1 水泥应符合如下规定：1）硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥的比表面积不宜超过 380m2/kg；水泥中铝酸三钙（C3A）含量不宜超过 8%（海水中 5%）；游离氧化钙不超过 1.5%。大体积混凝土宜采用硅酸二钙（C2S）含量相对较高的水泥；2）水泥的含碱量（按 Na2O 当量计）不应超过 0.6%，或混凝土内的总含碱量（包括所有原材料）应低于限值要求 3.0kg/m3。矿物掺合料中的碱含量应以其中的可溶性碱计算，按试样中碱的溶出量试验确定；当无检测条件时，可以粉煤灰总碱量的 1/6 计算粉煤灰中的可溶性碱，矿渣的约为 1/2。7.2.2 粗、细集料应符合如下规定：1）粗、细集料松散堆积密度一般应大于 1350kg/m3，即空隙率应小于 47%。粗集料的压碎指标不大于 10%（I 类）、20%（类）、30%（类），针片状颗粒含量不宜超过 5%（I 类）、15%（类）、25%（类），吸水率不大于 2%，在严重冻融环境作用下，粗集料的吸水率不宜大于 1%；2）对不同细度模数的细集料，控制 5mm、0.63mm 和 0.16mm 筛的累计筛余量分别为 010%、74%85%（I 区砂）或 41%70%（区砂）和90%）；3）对于处于冻融环境下的重要工程的粗、细集料，还宜使用硫酸钠溶液进行坚固性试验，质量损失应小于 5%（细集料）和 10%（粗集料）；4）用于冻融环境和干湿循环作用下的混凝土，粗、细集料的含泥量应分别低于 0.7%和 1%。集料中的硫化物及硫酸盐含量（以三氧化硫 SO3计）分别不宜超过粗、细集料总质量的 1%；5）应对不同料源的粗、细集料进行碱活性检验，尽量避免采用有碱活性反应的集料，或采取必要的控制措施。对桥梁、隧道的主体结构而言，不应使用有碱活性反应的集料。具体试验方法参见（JTJ 058）公路工程集料试验规程；6）在海洋氯化物环境或除冰盐等其他氯化物环境作用（D 级或 D 级以上）下，不宜采用抗渗透性较差的岩质作为粗、细集料；配筋混凝土工程和预应力混凝土工程不应使用海砂；7）粗集料的最大公称粒径不得超过结构最小边尺寸的 1/4 和钢筋最小净距的 3/4；在两层或多层密布钢筋结构中，不得超过钢筋最小净距的 1/2。粗集料最大公称粒径与钢筋保护层厚度的关系，在氯盐和其他化学腐蚀环境下不应大于 1/2，在冻融环境下不应大于钢筋保护层厚度的 2/3。7.2.3 水的具体要求参考（JGJ 63）混凝土拌和用水标准。7.2.4 矿物掺合料应符合如下规定：1）粉煤灰 桥梁混凝土结构宜采用 F 类粉煤灰。对普通钢筋混凝土，粉煤灰烧失量不宜大于 8%；需水量比不宜大于 105%；级粉煤灰的 45m 方孔筛筛余12%，级灰的筛余量20%。三氧化硫含量3%。2）磨细矿渣 磨细高炉矿渣的比表面积宜处于 350450m2/kg 范围内，烧失量不大于 3，此外氯离子含量不大于 0.02。3）硅灰 硅灰中的二氧化硅含量不宜小于 85，比表面积大于 18000m2/kg。一般情况下，硅灰应与其他矿物掺合料复合使用，掺量不超过胶凝材料总质量的 10%，应与减水剂配合使用。7.2.5 外加剂应符合如下规定：1）减水剂 减水剂减水率应不小于 20%，收缩率比应不大于 110%。减水剂碱含量（按折固含量计）应不大于 10%，氯离子含量（按折固含量计）应不大于 0.6%。2）引气剂 对于有抗冻要求的混凝土宜掺入引气剂或引气型减水剂，引入的气泡应能稳定地存在于混凝土中，在新拌混凝土中的 1h 含气量变化量应不大于 1.5%。3）膨胀剂 膨胀剂的品种和性能应符合（GB23439）混凝土膨胀剂的规定。对于用于海水或有侵蚀性水的工程，不得使用含氧化钙类膨胀剂配制混凝土。4）各种外加剂应有厂商提供的产品说明书，包括：主要成分的化学名称、推荐掺量、氯离子含量、水溶性钠盐含量、含碱量、施工中必要的注意事项以及掺用外加剂的混凝土长期性能报告等；5）当混合使用不同外加剂时，应事先通过试验，测定它们之间的相容性。7.2.6 钢筋、钢绞线应符合如下规定：1）普通钢筋应优先选用 HRB335 级和 HRB400 级钢筋。受力钢筋最小直径应不小于 12mm，当构件处于可能遭受严重锈蚀的环境时，受力钢筋的最小直径应不小于 16mm；2）当构件有防水要求需严格控制裂缝宽度时，构件每侧暴露面上的分布钢筋配筋率不宜低于 0.6%（HPB235 级钢筋）或 0.4%（HRB335 级和 HRB400 级钢筋）；此外，分布钢筋间距不宜大于150mm；3）预应力混凝土结构中的钢丝或钢绞线，在采用体内索结构进行灌浆等防腐蚀措施时，灌浆应密实。采用体外索时，应进行钢绞线外部的防腐蚀措施控制；4）钢筋在运输、储存等环节应采取适当的防护措施避免生锈，严重锈蚀的钢筋禁止使用，轻微锈蚀的钢筋除锈后才能使用。7.3 混凝土 7.3.1 不同环境类别下的结构构件，混凝土耐久性评价指标的选取宜按照表 12 采用。表 12 不同环境类别下的混凝土耐久性评价指标 环境类别 混凝土耐久性评价指标 一般环境 最低强度等级、氯离子含量、碱含量、抗渗等级、裂缝宽度限值、保护层厚度、抗碱-骨料反应能力 冻融环境 最低强度等级、氯离子含量、碱含量、抗渗等级、抗冻耐久性指数、裂缝宽度限值、保护层厚度、抗碱-骨料反应能力 海洋氯化物环境 最低强度等级、氯离子含量、碱含量、电通量、氯离子扩散系数、裂缝宽度限值、保护层厚度、抗碱-骨料反应能力 除冰盐等其他氯化物环境 最低强度等级、氯离子含量、碱含量、电通量、氯离子扩散系数、裂缝宽度限值、保护层厚度、抗碱-骨料反应能力 盐结晶环境 最低强度等级、氯离子含量、碱含量、抗渗等级、抗冻耐久性指数、裂缝宽度限值、保护层厚度、抗碱-骨料反应能力 注：处于海洋氯化物环境和除冰盐等其他氯化物环境中的混凝土结构，氯离子扩散系数和电通量都为抗氯离子侵入性指标；其他环境下，抗渗等级可用电通量法和 RCM 氯离子扩散系数法，或者使用抗渗标号进行判定；7.3.2 混凝土耐久性最低强度等级参见表13。表 13 结构混凝土最低强度等级 环境类别 环境作用等级 设计使用年限 100 年 50 年 钢筋混凝土与 预应力混凝土 素混凝土 钢筋混凝土与预应力混凝土 素混凝土 表 13（续）环境类别 环境作用等级 设计使用年限 100 年 50 年 钢筋混凝土与 预应力混凝土 素混凝土 钢筋混凝土与预应力混凝土 素混凝土 一般环境-A C30 C30 C25 C25-B C35 C30-C C40 C35 冻融环境-C C35 C35 C30 C30-D C35*C30*-E C40 C35 海洋氯化物环境-C C35 C35 C30 C30-D C35 C30-E C40 C35-F C45 C40 除冰盐等其他氯化物环境-C C35 C35 C30 C30-D C35 C30-E C40 C35 盐结晶环境-E C40*C40*-F C45 C40 注 1：“*”表示不宜使用素混凝土。若必须使用素混凝土，应采用适当的防护措施；注 2：对于预应力混凝土构件，最低混凝土强度等级为 C40；注 3：承台、桩基础不受此规定限制。7.3.3 不同设计使用年限、不同强度等级混凝土的最大水胶比和单位体积混凝土的最大、最小胶凝材料用量可参见表14。表 14 混凝土材料的最大水胶比和单位体积混凝土的胶凝材料用量 设计使用年限 混凝土强度等级 100 年 50 年 最大水胶比 最小用量（kg/m3）最大用量（kg/m3）最大水胶比 最小用量（kg/m3）最大用量（kg/m3）C25 0.60 260 400 C30 0.55 280 400 0.55 280 C35 0.50 300 0.50 300 表 14（续）设计使用年限 混凝土强度等级 100 年 50 年 最大水胶比 最小用量（kg/m3）最大用量（kg/m3）最大水胶比 最小用量（kg/m3）最大用量（kg/m3）C40 0.45 320 450 0.45 320 450 C45 0.40 340 0.40 340 C50 0.36 360 480 0.36 360 480 C55 0.36 380 500 0.36 380 500 C60 0.33 注 1：大掺量矿物掺合料混凝土的水胶比应不大于 0.42；注 2：表中数据适用于集料最大粒径为 20mm 的情况，集料粒径较大时可适当降低胶凝材料用量，集料粒径较小时可适当增加；注 3：对强度等级达到 C60 的泵送混凝土，胶凝材料最大用量可增大到 530kg/m3；注 4：预应力混凝土的胶凝材料用量应大于 350kg/m3；注 5：对自密实混凝土，胶凝材料的最大用量可适当超过相应级别的规定值。7.3.4 不同环境类别中的混凝土中矿物掺合料用量可参见表15。表 15 不同环境类别作用下混凝土中矿物掺合料用量参考范围 单位：%混凝土类型 环境类别 水胶比 粉煤灰 矿渣 复掺 钢筋混凝土 一般环境 0.42 30 50 40 0.42 20 30 25 冻融环境 0.42 30 40 35 0.42 20 30 25 海洋氯化物环境/除冰盐等其他氯化物环境 0.42 3050 4060 3050 0.42 2040 3050 30 盐结晶环境 0.42 40 50 0.42 30 40 预应力混凝土 30 50 3050 注 1：表中矿物掺合料用量范围仅限使用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥；注 2：硅酸盐水泥由硅酸盐水泥熟料，5%以下的石灰石或粒化高炉矿渣，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料；普通硅酸盐水泥由硅酸盐水泥熟料、5%20%的混合材料、适量石膏混合磨细制成的水硬性胶凝材料；注 3：使用普通硅酸盐水泥时，应了解水泥中原有矿物掺合料的品种、掺量，并与配制混凝土时加入的矿物掺合料用量一起，计算混凝土中各类矿物掺合料总量，其与胶凝材料总量的质量百分比应低于表中要求；注 4：对于硫酸盐腐蚀环境，特别是高温下的硫酸盐腐蚀环境和海水环境，宜将大掺量矿渣作为胶凝材料的必需组分，矿渣的最大掺量在低水胶比的混凝土中可达胶凝料总量的 7075%；但对冻融部位的混凝土，矿渣的最大掺量不宜超过50；注 5：其他特殊情况，矿物掺合料掺量需按专项试验加以论证。7.3.5 混凝土的抗冻融循环性能用抗冻耐久性指数表征，见表16的规定。表 16 混凝土抗冻耐久性指数 单位：%使用年限级别 100 年 50 年 环境条件 高度饱水 中度饱水 盐冻 高度饱水 中度饱水 盐冻 严寒地区 80 70 85 70 60 80 寒冷地区 70 60 80 60 50 70 微冻地区 60 60 70 50 45 60 注 1：抗冻耐久性指数为混凝土试件经 300 次快速冻融循环后混凝土的动弹性模量 E1 与其初始值 E0 的比值，DF=E1/E0；如在达到 300 次循环之前 E1 已降至初始值的 60%或试件重量损失已达到 5%，以此时的循环次数 N 计算 DF 值，并取DF=（N/300）0.6；注 2：对于厚度小于 150mm 的薄壁混凝土构件，其 DF 值宜增加 5%。7.3.6 对处于海洋氯化物环境下的重要配筋混凝土工程，应在设计中提出混凝土抗氯离子侵入性的指标，作为混凝土耐久性质量的一种控制标准，见表17。表 17 混凝土抗氯离子侵入性指标 使用年限级别 100 年 50 年 作用等级 抗侵入性指标 D E F D E F 氯离子扩散系数 DRCM（28d 龄期）（10-12 m2/s）8 5 4 10 7 5 电通量值（56d 龄期）（C）1200 800 800 1500 1000 800 7.3.7 钢筋混凝土和预应力混凝土内水溶氯离子的总含量应符合表18的规定。表 18 氯离子含量限值 单位：%环境条件 预应力混凝土 钢筋混凝土 海水、除冰盐和其他氯盐环境 0.06 0.10 潮湿和干湿交替环境 0.20 不受潮环境 0.30 注：以胶凝材料质量百