公路工程既有混凝土结构耐久性评定技术规程

1公路工程既有混凝土结构耐久性评定技术规程本文件规定了规范性引用文件、术语、符号、基本规定、使用环境调查和工程情况检测、一般环境混凝土结构耐久性评定、氯盐侵蚀环境混凝土结构耐久性评定、冻融环境混凝土结构耐久性评定、结构耐久性综合评定等。本文件适用于公路工程既有普通混凝土结构耐久性评定。公路工程既有混凝土结构耐久性评定除应执行本文件外，尚应符合国家现行有关标准的规定。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T50082混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准GB/T50083工程结构设计基本术语标准GB/T50107混凝土强度检验标准方法GB/T50476混凝土结构耐久性设计标准GB/T51355既有混凝土结构耐久性评定标准JTG/T3310公路工程混凝土结构耐久性设计规范CECS220混凝土结构耐久性评定标准3术语和符号3.1术语下列术语和定义适用于本文件。3.1.1既有混凝土结构existingconcretestructure已经存在的混凝土结构。3.1.2结构耐久性structuraldurability在环境作用和正常维护、使用条件下，结构或构件在设计使用年限内保持其适用性和安全性的能力。3.1.3耐久性评定durabilityassessment采用一定的方法和程序，对既有混凝土结构的耐久性能作出的评价和判定。3.1.4耐久性损伤durabilitydamage由环境作用造成的结构性能劣化。3.1.5耐久性极限状态durabilitylimitstate由耐久性损伤造成结构或其构件的某项性能丧失而不能满足正常使用要求的临界状态。3.1.6耐久年限endurancelife在正常使用和正常维护条件下，结构建成至达到某一耐久性极限状态的时间。3.1.7剩余使用年限residualservicelife在正常使用和正常维护条件下，结构使用若干年后能继续保持其预定功能的时间。3.1.8目标使用年限targetservicelife根据结构的使用要求和结构的当前技术状况确定的期望继续使用的时间。3.1.9耐久性裕度系数durabilitymargin剩余使用年限与目标使用年限的比值。3.1.10环境作用environmentalaction温度、湿度、二氧化碳、氧、酸、碱、盐等环境因素对结构的作用。3.1.11维护maintenance为维持结构在使用年限内所需性能而采取的各种技术和管理活动。3.1.12修复repair通过修补使受到损伤的结构恢复到满足正常使用功能所进行的活动。3.1.13可修复性repairability损伤的结构或构件能够被经济合理修复的可能性。3.1.14评定单元assessmentunit可独立进行评定的一个或若干个构件的集合。3.1.15结构技术状况structuralcondition表征结构工作性能的外观、性能参数值的集合。3.2符号Ccr——钢筋锈蚀临界氯离子浓度；C0——混凝土制备时掺入的氯离子浓度；Cs——混凝土表面氯离子浓度；D——氯离子扩散系数；RH——年平均相对湿度；R——硫酸盐环境中混凝土的腐蚀速率；T——年平均温度；te——目标使用年限；ti——钢筋开始锈蚀耐久年限；tcr——混凝土保护层锈胀开裂耐久年限；tc——钢筋开始锈蚀至混凝土保护层锈胀开裂所需的时间；td——混凝土表面锈胀裂缝宽度限值耐久年限；tcl——钢筋开始锈蚀至混凝土保护层锈胀裂缝宽度达到限值所需的时间；t0——结构建成至检测时的时间；tre——结构剩余使用年限；ξd——耐久性裕度系数；αFT——混凝土表面剥落率；[Ω]——某项性能指标的临界值；Ω——某项性能指标的评定值；K——氯盐侵蚀系数；k——混凝土碳化系数；ks——混凝土表面氯离子聚集系数；m——中性化引起钢筋锈蚀的局部环境系数；y0——耐久重要性系数；As、Asc——钢筋锈蚀前、后的截面面积；c——混凝土保护层厚度；d——钢筋直径；dFT——平均剥落深度；dFT,max——最大剥落深度；fcu,e——混凝土抗压强度推定值；4xc——实测混凝土碳化深度；w——混凝土锈胀裂缝宽度；δ——钢筋锈蚀深度。4基本规定4.1一般规定4.1.1应开展耐久性评定的既有混凝土结构情形包括：1)结构已使用至其原设计年限，计划继续服役的；2)使用环境或功能发生显著变化，可能影响结构耐久性的；3)已经出现与耐久性相关的劣化、损伤或异常迹象的；4)需结合结构性能随时间退化的情况进行可靠性评估的。4.1.2设计使用年限不低于100年或属于重要工程的工程结构，应按照相关要求定期开展结构耐久性评定。4.1.3混凝土结构的耐久性应按构件层面与评定单元层面分别评判，且评定结果应分为三个等级。4.1.4应依据结构的环境条件、使用要求及布置特点等因素，划分评定单元。4.1.5构件及评定单元的耐久性等级应依据以下规定确定：a级：构件在目标使用年限内耐久性能良好，满足使用要求，无需采取修复、防护或其他耐久性提升措施；b级：构件基本满足使用年限内的耐久性要求，可不采取或仅需局部采取修复、防护等措施以延长其服役性能；c级：构件在目标使用年限内耐久性不足，须及时实施修复、防护或其他增强措施以保证其功能。2)评定单元A级：评定单元整体在设计使用年限内耐久性符合要求，无需采取额外措施；B级：评定单元耐久性基本满足服役需求，可不采取或局部采取修复、防护等措施；C级：评定单元耐久性不满足服役需求，应立即进行修复或采取其他必要的提升措施。4.1.6构件的耐久性等级应依据其耐久性裕度系数或损伤状态进行评定；评定单元的耐久性等级应以耐久性裕度系数为依据确定。4.1.7采用耐久性裕度系数ξd进行耐久性等级评定时，应按表1进行。5表1耐久性等级评定耐久性裕度系数ξd4.1.8耐久性裕度系数ξd应根据结构所处的环境类别及作用等级、结构的技术状况，并考虑耐久重要性系数y0，按下列公式确定：式中：tre——结构剩余使用年限；te——目标使用年限；[Ω]——某项性能指标的临界值；Ω——某项性能指标的评定值；y0——耐久重要性系数。4.1.9耐久重要性系数y0应根据结构的重要性、可修复性和失效后果按表2确定。对重要结构，其耐久重要性等级应取为一级；对一般结构，其耐久重要性等级宜取为一级；对次要结构，其耐久重要性等级宜取为二级。对一般结构和次要结构，当构件容易修复、替换时，其耐久重要性等级可降低一级。表2耐久重要性系数y04.1.10当结构处于多种环境作用影响下，应分别评估各类环境因素单独作用时的耐久性表现，并综合考虑多种环境因素的耦合效应对耐久性的影响。4.1.11开展耐久性评定时，应充分考虑结构在目标设计使用年限内可能经历的荷载变化、环境条件演变及使用状态的变化。4.1.12耐久性评定应结合具体评估目的，合理选择与之对应的耐久性极限状态作为评定依据。4.1.13若某构件的混凝土保护层厚度或混凝土强度明显低于同类构件水平，宜对其单独开展耐久性评定，并在评估报告中明确指出该情况。4.2环境类别与等级6结构所处环境类别应按表3确定。表3环境类别ⅠⅡⅢⅣⅤ5使用环境调查和工程情况检测5.1一般规定5.1.1混凝土结构的耐久性调查与检测工作，其内容、范围及技术要求应能够满足开展耐久性评定的实际需求。5.1.2耐久性调查与检测应包括使用环境调研、工程背景调查及结构耐久性检测，并应依据结构的具体状况，合理选定相应的检测项目与检测方法。5.1.3当某一检测项目可采用多种技术手段时，宜优先选择操作简便、结果直观、无损性好且经济可行的方法进行检测。5.2使用条件调查5.2.1使用环境调查，包括结构所处位置的自然环境和工作环境调查：1)大气年平均温度、最高温度、最低温度、最冷月平均温度及年低于0℃的天数等；2)大气年平均相对湿度、日平均相对湿度等；3)构件所处工作环境的年平均温度、年平均湿度、温度、湿度变化以及干湿交替情况；4)侵蚀性气体（二氧化硫、酸雾、二氧化碳）、液体（各种酸、碱、盐）和固体（硫酸盐、氯盐、碳酸盐等）的影响范围及程度，必要时应测定有害成分含量；5)冻融循环情况；6)冲刷、磨损情况。5.2.2资料调查，包括原始设计资料及竣工验收资料调查：1)可行性报告（环境条件、该工程项目对环境的影响、污染治理等）；2)地质勘察报告（地下水位、土质及水质化学成分和含量等）；3)设计技术资料（结构设计、生产工艺流程、废气及污水处理方式等）；7竣工验收资料(混4)凝土配合比、胶凝材料组成及含量、骨料品种、外加剂品种、各组成材料化学指标检测数据、施工工艺等)。5.2.3结构使用历史调查，包括下列内容：1)历年来使用、管理、维护、加固情况；2)用途变更及结构物改、扩建情况；3)事故、灾害及其处理情况；4)其他异常情况。5.2.4耐久性评定时，应进行面向目标使用年限的结构未来使用条件的调查与预测。6一般环境混凝土结构耐久性评定6.1一般规定6.1.1一般环境混凝土结构耐久性应按下列极限状态评定：1)钢筋开始锈蚀极限状态，即混凝土碳化或其他作用导致钢筋表面钝化膜失效，钢筋开始锈蚀的状态；2)混凝土保护层因锈蚀膨胀产生开裂的极限状态，即钢筋锈蚀产物积聚并产生膨胀压力，导致混凝土保护层出现开裂的状态；3)混凝土保护层因钢筋锈胀导致裂缝宽度超限的极限状态，即因钢筋锈胀作用形成的裂缝，其宽度达到规定限值的状态。6.1.2一般环境混凝土结构耐久性等级应根据不同极限状态对应的耐久性裕度系数按本标准表1评定。6.1.3保护层脱落、表面外观损伤已造成混凝土构件不满足相应的使用功能时，混凝土构件耐久性等级应评为c级。6.1.4一般环境混凝土结构耐久性裕度系数应根据不同极限状态确定，按下列规定确定：1)钢筋开始锈蚀极限状态耐久性裕度系数，应按下式计算：ξd=(ti−t0)/(y0te) 2)混凝土保护层锈胀开裂极限状态耐久性裕度系数，应按下式计算：3)混凝土保护层锈胀裂缝宽度极限状态耐久性裕度系数﹐应按下式计算：式中：ti——钢筋开始锈蚀耐久年限（a），按本标准第6.2条确定；8tcr——混凝土保护层锈胀开裂耐久年限（a按本标准第6.3条确定；td——混凝土表面锈胀裂缝宽度限值耐久年限（a按本标准第6.4条确定；t0——结构建成至检测时的时间（ate——目标使用年限（ay0——耐久重要性系数。6.2钢筋开始锈蚀耐久性评定一般环境混凝土结构钢筋开始锈蚀的时间ti，应根据碳化速率、保护层厚度和局部环境的影响确定，计算方法见附录A第A.1条。6.3混凝土保护层锈胀开裂耐久性评定一般环境混凝土保护层锈胀开裂耐久年限tcr，应考虑保护层厚度、混凝土强度、钢筋直径、环境温度、环境湿度及局部环境的影响，可按式（6）计算：式中：tcr——混凝土保护层锈胀开裂耐久年限（a）；ti——钢筋开始锈蚀耐久年限（a），按本标准第6.2条确定；tc——钢筋开始锈蚀至混凝土保护层锈胀开裂所需的时间（a），计算方法见附录A第A.2条。6.4混凝土保护层锈胀裂缝宽度限值耐久性评定一般环境混凝土保护层锈胀裂缝宽度限值耐久年限td，应考虑保护层厚度、混凝土强度、钢筋直径、环境温度、环境湿度以及局部环境的影响，可按式（7）计算：式中：td——混凝土保护层锈胀裂缝宽度限值耐久年限（a）；ti——钢筋开始锈蚀耐久年限（a），按本标准第6.2条确定；tcl——钢筋开始锈蚀至混凝土保护层锈胀裂缝宽度达到限值所需时间（a），计算方法见附录A第A.3条。7氯盐侵蚀环境混凝土结构耐久性评定7.1一般规定7.1.1在氯盐侵蚀环境条件下，混凝土结构的耐久性应根据以下极限状态进行评估：1)钢筋开始锈蚀极限状态，即钢筋表面氯离子浓度达到脱钝所对应的临界值，导致钢筋钝化膜破坏、锈蚀启动的状态；9混凝土保护层锈胀2)开裂极限状态，即钢筋锈蚀产物体积膨胀，进而引发保护层开裂的状态。7.1.2氯盐侵蚀环境中混凝土结构的耐久性等级，应依据各极限状态下所对应的耐久性裕度系数，并参照表1中的分级标准进行评定。7.1.3当构件因保护层脱落、表面破损等情况，已影响其正常使用功能时，相关混凝土构件的耐久性等级应评定为c级。7.1.4氯盐侵蚀环境混凝土结构耐久性极限状态对应的耐久性裕度系数，应按下列规定确定：1)钢筋开始锈蚀极限状态耐久性裕度系数，应按下式计算：ξd=(ti−t0)/(y0te) 2)混凝土保护层锈胀开裂极限状态耐久性裕度系数，应按下式计算：式中：ti——钢筋开始锈蚀耐久年限（a按本标准第7.2条确定；tcr——混凝土保护层锈胀开裂耐久年限（a按本标准第7.3条确定；t0——结构建成至检测时的时间（ate——目标使用年限（a）；y0——耐久重要性系数。7.2钢筋锈蚀耐久性评定7.2.1氯盐侵蚀环境混凝土结构钢筋开始锈蚀耐久年限ti，应考虑混凝土表面氯离子沉积过程和混凝土保护层氯离子扩散过程的影响，计算方法见附录B第B.1条。7.2.2混凝土表面氯离子浓度宜通过实测，并按下列式（10）换算。缺乏有效实测数据时，可按表4取值。式中：Cs——混凝土表面氯离子浓度；ks——混凝土表面氯离子聚集系数；t1——混凝土表面氯离子浓度达到稳定值的时间（a按本规程附录B中表B.2取值；t0——结构建成至检测时的时间（at0>t1时，t0取t1；Cse——实测的混凝土表面氯离子浓度（kg／m3）。表4混凝土表面氯离子浓度cS（kg/m3）7.2.3掺入型氯盐侵蚀混凝土结构钢筋开始锈蚀耐久性等级应根据耐久性裕度系数评定，其耐久性裕度系数可按下式计算：式中：ccr——钢筋锈蚀临界氯离子浓度（kg/m3宜根据结构所处实际环境条件和既有工程调查确定；当缺乏可靠资料时，可按表5取值；c0——混凝土制备时掺入的氯离子浓度（kg/m3）。表5钢筋锈蚀临界氯离子浓度ccr（kg/m3）混凝土抗压强度推定值fcu,e（MPa）7.3混凝土保护层锈胀开裂耐久性评定7.3.1氯盐侵蚀环境混凝土保护层锈胀开裂耐久年限tcr，应考虑锈蚀产物向锈坑周围区域迁移及向混凝土孔隙、微裂缝中扩散的过程，计算方法见附录B第B.3条。7.3.2近海大气区普通混凝土中，未考虑锈蚀产物渗透迁移及锈坑位置修正的钢筋开始锈蚀至混凝土保护层锈胀开裂时间tc,0，可取本规程附录B中表B.5中数值的10/cS倍。7.3.3掺入型氯盐侵蚀混凝土中，氯离子浓度c0大于临界氯离子浓度ccr时，混凝土保护层锈胀开裂耐久性等级应根据耐久性裕度系数，按本规程表1评定，其耐久性裕度系数可按本规程公式（9）计算。8冻融环境混凝土结构耐久性评定8.1一般规定8.1.1长期与水直接接触并可能发生反复冻融循环的混凝土结构构件，应考虑冻融环境的作用。冻融环境下混凝土结构的环境作用等级划分应按表6的规定执行。表6冻融环境的作用等级寒冷地区（-8℃<t＜-3℃)和严寒地区（t≤-8℃)且Δt＞10℃,混凝土中度饱水寒冷地区（-8℃<t＜-3℃)和严寒地区（t≤-8℃)且Δt＞10℃,混凝土高度饱水注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，8.1.2同一结构，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实际情况和经验适当降低。8.1.3冻融环境混凝土结构耐久性应按下列极限状态评定：1)混凝土构件表面剥落极限状态，即冻融循环作用引起混凝土构件表层水泥砂浆脱落、粗骨料外露，构件表面剥落达到剥落率限值、剥落深度限值的状态；2)钢筋锈蚀极限状态，即钢筋开始锈蚀极限状态、混凝土保护层锈胀开裂极限状态。8.1.4在目标使用年限内，预期不会发生冻融破坏且当前未出现冻融损伤迹象的构件，混凝土结构耐久性等级可评为a级；出现粗骨料剥落的构件应评为c级。8.2混凝土耐久性评定8.2.1冻融环境混凝土构件表面剥落耐久性等级应根据混凝土构件表面剥落率、平均剥落深度、最大剥落深度，按表7进行评定。表7冻融环境混凝土构件表面剥落耐久性等级aFT＜1%且dFT/c＜10%且dFT,max/c＜15%1%≤aFT≤5%或10%≤dFT/c≤50%或15%≤dFT,max/c≤75%aFT＞5%或dFT/c＞50%或dFT,max/c＞75%aFT＜1%且dFT/c＜10%且dFT,max/c＜10%1%≤aFT≤5%且dFT/c＜10%且dFT,max/c＜10%aFT≥5%或dFT/c≥10%或dFT,max/c≥10%注：aFT为混凝土表面剥落率（%）；dFT为平均剥落深度（mm）；dFT,max为最大剥落深度（mm）；c为混凝土保8.2.2对同一冻融环境，混凝土构件表面剥落率aFT应取表面剥落面积与构件测量面的表面积之比；平均剥落深度dFT应取所有测试表面剥落深度平均值的最大值；最大剥落深度dFT,max应为所有测试表面剥落深度的最大值。8.2.3构件表层出现明显冻融损伤的循环次数N0可按下式计算：式中：N0——构件表层出现明显冻融损伤的循环次数；Nin——结构建成至检测时经历的冻融循环次数，根据工程当地气象资料统计分析确定；δf——检测时构件表层混凝土强度损失率；fcf——冻融后混凝土轴心抗压强度（MPafc——未冻前混凝土轴心抗压强度（MPa）。8.3钢筋锈蚀耐久性评定8.3.1在冻融环境中对混凝土结构中钢筋锈蚀的耐久性进行评定时，应依据锈蚀产生的主要机制，将环境类型划分为：一般冻融环境、寒冷海洋环境和除冰盐作用环境。8.3.2对于处于一般冻融环境下的结构，宜考虑冻融劣化对混凝土碳化过程的影响。局部环境系数m应按本标准附录A确定，并依据第6章的相关条款开展钢筋起始锈蚀状态和保护层锈胀开裂状态下的耐久性评定。8.3.3在寒冷海洋环境下，宜考虑冻融作用对氯离子在混凝土中扩散能力的影响。氯离子扩散系数应按本标准附录B确定，并依据第7章内容评定钢筋开始锈蚀极限状态与混凝土保护层因锈胀造成开裂的极限状态。8.3.4在除冰盐作用环境下，应通过实测数据获取钢筋表面氯离子浓度，并参照本标准第7章相关内容进行钢筋脱钝启动状态及保护层锈胀开裂状态的耐久性等级评定。9结构耐久性综合评定9.1.1结构耐久性应按评定单元的耐久性等级评定。9.1.2评定单元耐久性等级应根据评定单元的耐久性裕度系数按本标准第4.1.7条确定。9.1.3当既有混凝上结构形式简单时，评定单元的耐久性裕度系数应取受检构件耐久性裕度系数的算术平均值。当结构复杂时，评定单元可根据结构布置按层或单棍排架划分为若干子单元；评定单元耐久性裕度系数应取各子单元耐久性裕度系数的算术平均值。9.1.4子单元耐久性裕度系数应根据构件耐久性裕度系数按下列规定确定。1)当ξd,min>0.85ξd时，应按下式计算：2)当ξd,min≤0.85ξd时，应按下式计算：式中：ξd,min——n个受检构件耐久性裕度系数的最小值；ξd——n个受检构件耐久性裕度系数的算术平均值；ξd,u——子单元的耐久性裕度系数；K——折减系数，当n≤10时，取0.90；当10<n≤30时，取0.95；当n>30时，取1.00。9.1.5构件耐久性裕度系数应取各环境类别耐久性裕度系数的最小值。当按耐久性损伤状态评定时，构件耐久性裕度系数可根据构件耐久性评定等级进行赋值，耐久性评定等级为a级可赋值2.2，b级可赋值1.4，c级可赋值0.6。9.1.6构件耐久性等级应按各环境类别、各耐久性极限状态评定的最低等级确定。9.1.7结构耐久性评定结论中应指明构件所对应的耐久性极限状态。（规范性）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A.1一般环境混凝土结构钢筋开始锈蚀耐久年限ti，可采用查表法按式（A.1）计算，或采用直接计算法按式（A.2）计算。22式中：ti——钢筋开始锈蚀耐久年限（aKk——混凝土碳化系数对钢筋开始锈蚀耐久年限的影响系数（表A.1Kc——保护层厚度对钢筋开始锈蚀耐久年限的影响系数（表A.2Km——局部环境对钢筋开始锈蚀耐久年限的影响系数（表A.3c——混凝土保护层厚度（mmk——混凝土碳化系数，按式（A.3）计算；x0——碳化残量（mm按式（A.4）计算。表A.1碳化系数对钢筋开始锈蚀耐久年限的影响系数KkKk注：当碳化系数介于表中数值之间时，可按线性插值确定。表A.2保护层厚度对钢筋开始锈蚀耐久年限的影响系数Kc厚度c（mm）5Kc注：当混凝土保护层厚度介于表中数值之间时，可按线性插值确定。表A.3局部环境对钢筋开始锈蚀耐久年限的影响系数KmKmA.1.1混凝土碳化系数应按下列规定确定：式中：xC——实测混凝土碳化深度（mm），当碳化测区不在构件角部时，构件角部的碳化深度可取实测碳化深度的1.4倍；t0——结构建成至检测时的时间（a）。A.1.2碳化残量可按式（A.4）确定：式中：x0——碳化残量（mm）；k——混凝土碳化系数，按式（A.3）计算；m——局部环境系数，按表A.4取值；λC——与混凝土保护层厚度和碳化系数有关参数，按式（A.5）、（A.6）计算。表A.4局部环境系数mm注1：混凝土结构耐久性评定时，宜根据检测时刻构件的技术状况推断局部注2：工业大气环境条件复杂，局部环境系数尚应考虑有无干湿交替、有害介质含量等A.1.3λC应根据混凝土保护层厚度和碳化系数，按下列规定确定：1)当混凝土保护层C厚度不大于28mm时，λC可按下式计算：CC−0.16/k,k<0.8.CC−0.16/k,k<0.8.2)当混凝土保护层厚度c大于28mm时，λC可按下式计算：式中：C——混凝土保护层厚度（mm）；k——混凝土碳化系数，按式（A.3）计算。A.2混凝土保护层锈胀开裂耐久性评定一般环境钢筋开始锈蚀至混凝土保护层锈胀开裂耐久年限tC，可采用查表法按式（A.7）计算，或采用直接计算法按式（A.8）计算：式中：tc——钢筋开始锈蚀至混凝土保护层锈胀开裂所需的时间（a）；tr——各项影响系数为1.0时构件自钢筋开始锈蚀到保护层锈胀开裂的时间（a一般取1.9；Hc——保护层厚度对混凝土保护层锈胀开裂耐久年限的影响系数（表A.5）；Hf——混凝土强度对混凝土保护层锈胀开裂耐久年限的影响系数（表A.6）；Hd——钢筋直径对混凝土保护层锈胀开裂耐久年限的影响系数（表A.7）；HT——环境温度对混凝土保护层锈胀开裂耐久年限的影响系数（表A.8）；HRH——环境湿度对混凝土保护层锈胀开裂耐久年限的影响系数（表A.9）；Hm——局部环境对混凝土保护层锈胀开裂耐久年限的影响系数（表A.10）；δcr——混凝土保护层锈胀开裂临界钢筋锈蚀深度（mm），按式（A.9）计算；λ0——混凝土保护层锈胀开裂前年平均钢筋锈蚀速率（mm/a），按式（A.10）计算。表A.5保护层厚度对混凝土保护层锈胀开裂耐久年限的影响系数Hc保护层厚度c5影响系数Hc注：当混凝土保护层厚度介于表中数值之间时，可按线性插值确定。表A.6混凝土强度对混凝土保护层锈胀开裂耐久年限的影响系数Hffc3,e（MPa）影响系数Hf注：当混凝土强度推定值介于表中数值之间时，可按线性插值确定。表A.7钢筋直径对混凝土保护层锈胀开裂耐久年限的影响系数Hd钢筋直径d48影响系数Hd表A.8环境温度对混凝土保护层锈胀开裂耐久年限的影响系数HT环境温度T48环境温度T48影响系数HT注：当环境温度介于表中数值之间时，可按线性插值确定。表A.9环境湿度对混凝土保护层锈胀开裂耐久年限的影响系数HRH环境湿度RHHRH注：当环境湿度介于表中数值之间时，可按线性插值确定。表A.10局部环境对混凝土保护层锈胀开裂耐久年限的影响系数Hmm影响系数Hm注：当局部环境系数介于表中数值之间时，可按线性插值确定。A.2.1混凝土保护层锈胀开裂临界钢筋锈蚀深度按式（A.9）计算：式中：fcu,e——混凝土抗压强度推定值（MPa）；c——混凝土保护层厚度（mm）；d——钢筋直径（mm）。A.2.2混凝土保护层锈胀开裂前年平均钢筋锈蚀速率λ0可按下列规定确定：λ0=7.53kclm(0.75+0.0125T)(RH−0.45)c−0.675f,.···············(A.10)式中：kcl——钢筋位置影响系数，钢筋位于角部时取1.6，钢筋位于非角部时取1.0；m——局部环境系数，按表A.4取值；T、RH——年平均温度(℃)和年平均相对湿度，RH＞0.80时，取0.80；fcu,e——混凝土抗压强度推定值（MPa）；c——混凝土保护层厚度（mm）。A.3一般环境钢筋开始锈蚀至混凝土保护层锈胀裂缝宽度限值耐久年限tcl，可采用查表法按式（A.11）计算，或采用直接计算法按式（A.12）计算：tcl=FcFfFdFTFRHFmtd0·····································(A.11)tcl=tc式中：tcl——钢筋开始锈蚀至混凝土保护层锈胀裂缝宽度达到限值所需时间（a）；td0——各项影响系数为1.0时自钢筋开始锈蚀至混凝土保护层锈胀裂缝宽度达到限值的年限（a），取7.04；Fc——保护层厚度对混凝土保护层锈胀裂缝宽度限值耐久年限的影响系数（表A.11）；Ff——混凝土强度对混凝土保护层锈胀裂缝宽度限值耐久年限的影响系数（表A.12）；Fd——钢筋直径对混凝土保护层锈胀裂缝宽度限值耐久年限的影响系数（表A.13）；FT——环境温度对混凝土保护层锈胀裂缝宽度限值耐久年限的影响系数（表A.14）；FRH——环境湿度对混凝土保护层锈胀裂缝宽度限值耐久年限的影响系数（表A.15）；Fm——局部环境对混凝土保护层锈胀裂缝宽度限值耐久年限的影响系数（表A.16）；tc——钢筋开始锈蚀至混凝土保护层锈胀开裂所需的时间（a），按式（A.7）或（A.8）计算；δd——混凝土保护层锈胀裂缝宽度达到限值对应的钢筋锈蚀深度（mm按式（A.13）、（A.14）计算；δcr——混凝土保护层锈胀开裂临界钢筋锈蚀深度（mm），按式（A.9）计算；λ1——混凝土保护层锈胀开裂后的年平均钢筋锈蚀速率（mm/a），按式（A.15）计算。表A.11保护层厚度对混凝土保护层锈胀裂缝宽度限制耐久年限的影响系数Fc保护层厚度c5影响系数Fc注：当保护层厚度介于表中数值之间时，可按线性插值确定。表A.12混凝土强度对混凝土保护层锈胀裂缝宽度限值耐久年限的影响系数Fffcu,e（MPa）影响系数Ff注：当混凝土强度推定值介于表中数值之间时，可按线性插值确定。表A.13钢筋直径对混凝土保护层锈胀裂缝宽度限值耐久年限的影响系数Fd钢筋直径d48影响系数Fd表A.14环境温度对混凝土保护层锈胀裂缝宽度限值耐久年限的影响系数FT环境温度T48影响系数FT注：当环境温度介于表中数值之间时，可按线性插值确定。表A.15环境湿度对混凝土保护层锈胀裂缝宽度限值耐久年限的影响系数FRH环境湿度RH影响系数FRH注：当环境湿度介于表中数值之间时，可按线性插值确定。表A.16局部环境对混凝土保护层锈胀裂缝宽度限值耐久年限的影响系数Fmm影响系数FmA.3.1混凝土保护层锈胀裂缝宽度达到限值对应的钢筋锈蚀深度可按下列规定确定：1)对配有光圆钢筋的杆件，可按下式计算：2)对配有变形钢筋的杆件，可按下式计算：δd=0.273+0.008c/d+0.00055fcu,e·····························(A.14)式中：fcu,e——混凝土抗压强度推定值（MPa）；c——混凝土保护层厚度（mm）；d——钢筋直径（mm）。A.3.2混凝土保护层锈胀开裂后年平均钢筋锈蚀速率λ1可按下式计算：式中：λ0——混凝土保护层锈胀开裂前年平均钢筋锈蚀速率（mm/a），按式（A.10）计算。当λ1<1.8λ0时，λ1=1.8λ0。A.4钢筋的锈蚀深度及相应的锈胀裂缝宽度可按下列规定确定：A.4.1钢筋的锈蚀深度δ0可按下式计算：λ(t−t)t≤tδ0=δcr+0λ10t0t,cr0,t0cλ(t−t)t≤t式中：λ0——混凝土保护层锈胀开裂前年平均钢筋锈蚀速率（mm/a），按式（A.10）计算;λ1——混凝土保护层锈胀开裂后年平均钢筋锈蚀速率（mm/a），按式（A.15）计算;δcr——混凝土保护层锈胀开裂临界钢筋锈蚀深度，按式（A.9）计算；t0——结构建成至检测时的时间（ati——钢筋开始锈蚀耐久年限（a按式（A.1）或（A.2）计算；tcr——混凝土保护层锈胀开裂耐久年限（a）。A.4.2混凝土锈胀裂缝宽度w可按下式计算：1)配有光圆钢筋的杆件w=(δ0−0.012c/d−0.00084fc3,e−0.08)/0.07··········2)配有变形钢筋的杆件w=(δ0−0.008c/d−0.00055fc3,e−0.015)/0.086·····················(A.18)式中：w——混凝土锈胀裂缝宽度（mm）；δ0——钢筋的锈蚀深度（mm），可按式（A.16）计算；fc3,e——混凝土抗压强度推定值（MPa）；c——混凝土保护层厚度（mm）；d——钢筋直径（mm）。（规范性）氯离子扩散及其引起的钢筋锈蚀速率计算B.1氯盐侵蚀环境混凝土结构钢筋开始锈蚀耐久年限ti，按下列公式确定：Kerf式中：ti——钢筋开始锈蚀耐久年限（ac——混凝土保护层厚度（mmK——氯盐侵蚀系数（m/a按式（B.2）计算或按表B.1取值；D——氯离子扩散系数（m2/a按附录B第B.2条确定；erf−1——误差函数的反函数，按附录C取值；Ccr——钢筋锈蚀临界氯离子浓度（kg/m3按单位体积混凝土中总氯离子浓度计算；CS——混凝土表面氯离子浓度（kg/m3按单位体积混凝土中总氯离子浓度计算；t1——混凝土表面氯离子浓度达到稳定值的时间（a），按本规程表B.2取值。表B.1氯盐侵蚀系数k(×10-2m／a）D×10CcrCS注：混凝土在制备时已含有氯离子时，以（Ccr—C0）、（Cs—C0）分别替代式（B.2）及表B.1中Ccr和Cs，其中C0为混凝土在制备时掺入的氯离子浓度。表B.2氯盐侵蚀环境混凝土表面氯离子浓度达到稳定值的时间t10.5km≤d＜1.0km0.25km≤d＜0.5km0.1km≤d＜0.25kmd＜0.1km0注2：d为离海岸的距离。B.2氯离子扩散系数D可按下列规定取值：D=Dα·······················································(B.3)式中：D0——不考虑时间依赖性的氯离子扩散系数（m²/a）；α——掺合料对混凝土氯离子扩散系数时间依赖性的影响系数，宜用每隔2年~3年实测数据得到的D值推算，不能实测时可按公式（B.4）确定；Fb——粉煤灰占胶凝材料百分比（%）；sb——矿渣占胶凝材料百分比（%）；t0——结构建成至检测时的时间（a）；t——氯离子扩散时间（a）。B.2.1不考虑时间依赖性的氯离子扩散系数D0应按下列规定确定：1)有实测数据时，D0应根据混凝土中氯离子分布检测结果按下式推算：D式中：X——氯离子扩散深度（mm）；t0——结构建成至检测时的时间（a）；C(X,t0)——检测时x深度处的氯离子浓度（kg/m³);Cs——实测的混凝土表面氯离子浓度（kg/m³);erf−1——误差函数的反函数，按附录C取值。2)无实测数据时，对普通硅酸盐混凝土，D0可采用龄期为5年的混凝土氯离子扩散系数，按下式计算：式中：w/c——混凝土水灰比；T——环境年平均温度(℃)。3)当考虑冻融循环作用对混凝土氯离子扩散的影响时，宜对本标准式（B.6）得到的D0乘以放大系数，放大系数可按表B.3取值。表B.3考虑冻融循环作用对氯离子扩散系数影响的放大系数混凝土强度推