GBT51355-2019既有混凝土结构耐久性评定标准.pdf
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1.0.1为合理评定既有混凝土结构的耐久性,保证既有混凝土结构在目标使用年限内的安全和正常使用,制定本标准。
1.0.2 本标准适用于既有普通混凝土结构耐久性评定,不适用于轻骨料混凝土、纤维混凝土等非普通混凝土结构耐久性评定。
1.0.3 既有混凝土结构耐久性评定,除应符合本标准外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
2.1.7剩余使用年限
2.1.7剩余使用年限
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
工程造价标准规范范本2.1.8且标使用年限
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 使用的时间,
2.1.9耐久性裕度系数durabilityma
到余使用年限与自标使用年限的比
温度、湿度、二氧化碳、氧、酸、碱、盐等环境因素对 的作用。
2. 1. 11 维护
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。
2.1.12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
损伤的结构或构件能够被经济合理修复的可能性。
Cer 钢筋锈蚀临界氯离子浓度; Co 混凝土制备时掺入的氯离子浓度; C 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 自标使用年限; t 钢筋开始锈蚀耐久年限; ter 混凝土保护层锈胀开裂耐久年限; te 钢筋开始锈蚀至混凝土保护层锈胀开裂所需的时间; 混凝土表面锈胀裂缝宽度限值耐久年限:
tel 钢筋开始锈蚀至混凝土保护层锈胀裂缝宽度 值所需的时间; t一 结构建成至检测时的时间; t 结构剩余使用年限; 耐久性裕度系数; αFT 混凝土表面剥落率; 个 钢筋锈蚀截面损失率; [] 某项性能指标的临界值: 2 某项性能指标的评定值
2.2.2修正系数与影响系数
2.2.3材料性能与儿何参数
3.1.1既有混凝土结构在出现下列情况时,应进行耐久性 评定: 1 达到设计使用年限,拟继续使用时: 2 使用功能或环境明显改变时: 3已出现耐久性损伤时; 4考虑结构性能随时间劣化进行可靠性鉴定时。 3.1.2重要工程或设计使用年限为100年及以上的工程应定期 进行耐久性评定 3.1.3混凝土结构耐久性应分构件、评定单元两个层次,按三 个等级进行评定。 3.1.4评定单元应根据结构所处环境条件、结构使用功能、结 构布置等情况划分。 3.1.5构件、评定单元的耐久性应按下列规定评定等级: 1构件 a级:在自标使用年限内,构件耐久性满足要求,可不采取 修复、防护或其他提高耐久性的措施; b级:在目标使用年限内,构件耐久性基本满足要求,可不 采取或部分采取修复、防护或其他提高耐久性的措施; c级:在自标使用年限内,构件耐久性不满足要求,应及时 采取修复、防护或其他提高耐久性的措施。 2评定单元 A级:在目标使用年限内,评定单元耐久性满足要求,可 不采取修复、防护或其他提高耐久性的措施;
达到设计使用年限,拟继续使用时 2 使用功能或环境明显改变时: 3 已出现耐久性损伤时: 4考虑结构性能随时间劣化进行可靠性鉴定时。 3.1.2重要工程或设计使用年限为100年及以上的工程应定期 进行耐久性评定, 3.1.3混凝土结构耐久性应分构件、评定单元两个层次,按三 个等级进行评定,
3.1.4评定单元应根据结构所处环境条件、结构使用功能
3.1.5构件、评定单元的耐久性应按下列规定评定等级: 1构件 a级:在自标使用年限内,构件耐久性满足要求,可不采取 修复、防护或其他提高耐久性的措施; b级:在目标使用年限内,构件耐久性基本满足要求,可不 采取或部分采取修复、防护或其他提高耐久性的措施: c级:在目标使用年限内,构件耐久性不满足要求,应及时 采取修复、防护或其他提高耐久性的措施。 2评定单元 A级:在目标使用年限内,评定单元耐久性满足要求,可 不采取修复、防护或其他提高耐久性的措施; B级:在自标使用年限内,评定单元耐久性基本满足要求,
可不采取或部分采取修复、防护或其他提高耐久性的措施; C级:在自标使用年限内,评定单元耐久性不满足要求,应 及时采取修复、防护或其他提高耐久性的措施。 3.1.6构件的耐久性等级应根据耐久性裕度系数或耐久性损伤 状态评定,评定单元的耐久性等级应根据耐久性裕度系数 确定。 3.1.7采用耐久性裕度系数进行耐久性等级评定时,应按表 3.1.7进行。
状态评定,评定单元的耐久性等级应根据耐久性裕度系数 确定。 3.1.7采用耐久性裕度系数a进行耐久性等级评定时,应按表 3.1.7进行
3.1.7采用耐久性裕度系数进行耐久性等级评定时,应按表
表3.1.7耐久性等级评定
3.1.8耐久性裕度系数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Yo,按下列公式 确定:
3.1.8耐久性裕度系数应根据结构所处的环境类别及
式中:tre 结构剩余使用年限; te 目标使用年限: [] 某项性能指标的临界值; 2 某项性能指标的评定值: Y 耐久重要性系数。
Sd= Yo·te s=[2] %:2
式中:te 结构剩余使用年限; t 自标使用年限; [] 某项性能指标的临界值; 某项性能指标的评定值: 耐久重要性系数。 3.1.9耐久重要性系数%应根据结构的重要性、可修复性和失 效后果按表3.1.9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3.1.9耐久重要性系数%
3.1.10当结构受到多种类型环境作用时,应分别进行每类环境 单独作用下的耐久性评定,并宜考虑多环境耦合作用进行耐久性 评定。 3.1.11耐久性评定时,应考虑目标使用年限内可能受到的作用 和使用条件的变化。 3.1.12耐久性评定时,应根据评定目的,选取相应的耐久性极 限状态进行评定。 3.1.13当构件混凝土保护层厚度、混凝土强度明显小于同类构 件时,宜单独进行评定,并在评定报告中指出。
3.1.10当结构受到多种类型环境作用时,应分别进行每类环境 单独作用下的耐久性评定,并宜考虑多环境耦合作用进行耐久性 评定。
3.2环境类别与作用等级
表3.2.1环境类别
3.2.2环境对钢筋混凝土结构的作用程度应采用环境作用
2.2环境对钢筋混凝主结构的作用程度应采用环境作用等级 征,并应按表3.2.2确定。
表3.2.2环境作用等级
3.3.1结构耐久性应按图3.3.1所示的工作程序评定
3.3.1结构耐久性应按图3.3.1所示的工作程序评定
3.3.2初步调查应包括下列内容
3.3评定程序和工作内容
3.3评定程序和工作内容
图3.3.1耐久性评定工作程序
历史资料: 1)结构类型、用途、已使用年限、使用历史等; 2)结构设计、施工、维修加固、改扩建、维护检测、事 故及其处理等;
2结构的环境作用和各种防护设施; 3 结构的使用状况; 4 根据调查结果制定检测方案。 3.3.3 检测方案应包括下列内容: 调查与检测目的、要求; 2 调查与检测的范围、检测项目、检测方法; 3 检测抽样方法、检测数量; 4 检测仪器设备。 3.3.4 调查与检测、分析与评定应按本标准第4章~第11章有 关条款进行。 3.3.5 耐久性评定报告应包括下列内容: 1 工程概况; 评定目的、依据、范围和内容; 3 调查与检测结果; 4 分析与评定; 5 结论与建议; 6 附件。
4.1.1混凝土结构耐久性调香与检测的内容、范围和技术要求 应满足结构耐久性评定的需要。 4.1.2混凝土结构耐久性调查与检测应包括使用条件调查和结 构耐久性现状检测,并应根据结构实际状况选择耐久性检测项目 和检测方法。
抽样检测时,应按同类环境、同类构件随机抽样。对下列情况应 全数检测: 1构件数少于6个; 2检测项目的变异系数大于0.2; 3灾害发生后结构受损情况: 4委托方要求全数检测。
4.2.1使用条件调查应包括使用环境调查、资料调查以及结 使用历史调查
4.2.2使用环境调香应包括结构所处位置的自然理
表4.2.2使用环境调查项目
4.3.2对构件的外观缺陷或表面损伤宜全数检测。当不具备全
4.3.2 对构件的外观缺陷或表面损伤宜全数检测。当不其备全 数检测条件时,可根据药定抽样原则选择下列构件或部位进行 检测: 1重要的构件或部位: 2外观缺陷与损伤严重的构件或部位。 4.3.3构件几何尺寸、构件的外观缺陷与表面损伤、混凝土抗 压强度检测应按现行国家标准《混凝土结构现场检测技术标准》 GB/T50784的相关规定执行。
数检测条件时,可根据约定抽样原则选择下列构件或部位进行 检测: 1重要的构件或部位; 2外观缺陷与损伤严重的构件或部位。 4.3.3构件几何尺寸、构件的外观缺陷与表面损伤、混凝土抗 压强度检测应按现行国家标准《混凝土结构现场检测技术标准》 GB/T50784的相关规定执行。 4.3.4混凝土保护层厚度检测方法应按现行国家标准《混凝土 结构现场检测技术标准》GB/T50784执行,检测部位和测区数 量尚应符合下列规定: 1检测部位应包括: 1主要构件或主要受力部位: 2)钢筋可能锈蚀的部位: 3)混凝土锈胀开裂的部位; 4)布置混凝土碳化测区的部位。 2同类构件抽检数量宜按10%确定,且不应少于6个。同 类构件数量少于6个时,应逐个测试。 3每个检测构件的测区数不宜少于6个;构件角部钢筋应 量测两侧的保护层厚度。 4.3.5混凝土碳化深度应采用浓度为1%~2%的酚献酒精溶液 进行测试,测区数量及布置应符合下列规定: 1同环境、同类构件抽检数量宜按10%确定,且不应少于 6个;同类构件数少于6个时,应逐个测试; 2每个检测构件不应少于3个测区,测区应布置在构件的 不同侧面,并宜布置在钢筋附近;对角部钢筋宜测试钢筋处构件 两侧面混凝土碳化深度,碳化深度测量应精确至0.1mm; 3每一测区应布置3个测孔,孔距应大于2倍孔径;测区 碳化深度为3个测孔碳化深度的平均值。
结构现场检测技术标准》GB/T50784执行,也可由本标准附录 A计算钢筋锈蚀深度
结构现场检测技术标准》GB/T50784执行,也可由本标准附录 A计算钢筋锈蚀深度。 4.3.7混凝土中氯离子浓度测试应按现行国家标准《建筑结构 检测技术标准》GB/T50344执行,用氯离子占样品混凝土质量 的百分数表示,并应精确至0.001%。样品应通过现场钻芯取 样、磨粉制备,并应符合下列规定: 1芯样直径宜取100mm;同环境、同批抽样构件数不应少 于6个,同类构件数少于6个时宜逐个取样; 2每个构件上宜布置1个测区; 3测试混凝王表面氯离子浓度的粉末试样,应从距构件表 面5mm附近取样; 4检测氯离子浓度分布时,应自构件表面沿深度每2mm~ 3mm取样,且沿深度取样不宜少于5个。 4.3.8混凝土冻融损伤检测,应测量同一冻融环境混凝土构件 表面剥落面积、剥落深度、最大剥落深度。剥落深度可采用靠尺 及塞尺测量。冻融损伤宜全数检测,且应符合下列规定: 1构件应测试所有表面的剥落面积、平均剥落深度、最大 剥落深度,并应精确至0.1mm; 2相同冻融环境构件同一表面上剥落深度测点不应少于6 个,测点间距不宜小于100mm。 4.3.9混凝土硫酸盐腐蚀剥落深度可采用靠尺及塞尺测量。 4.3.10混凝土中硫酸根离子浓度按现行国家标准《水泥化学分 析方法》GB/T176中SO3含量测定方法确定,样品应通过现场 钻芯取样、切片制备,并应符合下列规定: 1相同混凝土配合比的芯样应为一组,每组芯样数量不应 少于3个;当构件已经出现混凝土开裂或剥落、钢筋锈蚀等明显 劣化现象时,每组芯样的取样数量应增加一倍,钻芯取样前应测 试芯样部位的剥落深度; 2钻芯深度不应小于混凝土保护层厚度:
4.3.9 4.3.10混凝土中硫酸根离子浓度按现行国家标准《水泥化学分 析方法》GB/T176中SO含量测定方法确定,样品应通过现场 钻芯取样、切片制备,并应符合下列规定: 1相同混凝土配合比的芯样应为一组,每组芯样数量不应 少于3个;当构件已经出现混凝土开裂或剥落、钢筋锈蚀等明显 劣化现象时,每组芯样的取样数量应增加一倍,钻芯取样前应测 试芯样部位的剥落深度: 2钻芯深度不应小于混凝土保护层厚度: 3检测硫酸根离子浓度在混凝土试样内的分布时,应自硫
酸盐腐蚀表面沿深度方向切片取样,且切片数不宜少于5个; 4切片样品制备应去除混凝土试样中粗骨料,将试样砂浆 砸碎、研磨至全部通过公称直径为0.08mm的筛;并将砂浆粉 未置于(105土5)℃烘箱中烘干2h,取出后放入干燥器冷却至室 温后进行硫酸根离子浓度测试,并应精确至0.01%
1应在构件不同部位钻取芯样,数量不应少手3个;芯样 直径宜取100mm,且不应小于70mm,长度应不小于两倍芯样 直径; 2芯样两端磨平后粘上测头制成测长试件,先在自然条件 下养护7d,量取此时长度为初始长度,然后将试件放人(38士 2)℃、90%以上湿度环境中养护,每周读数一次,并计算试件的 膨胀率,试验周期宜为12个月,且不应少于3个月。
4.3.13检测参数取值应符合下列规定:
1混凝土保护层厚度应为同一测区受力钢筋保护层厚度的 平均值; 2混凝土碳化深度应为同一测区受力钢筋部位混凝土碳化 深度的平均值; 3混凝土强度应取混凝土强度推定值:
4混凝土锈胀裂缝宽度应取同一测区混凝土表面最大锈胀 裂缝宽度; 5环境温度、湿度应取年平均环境温度和年平均相对湿度; 对室内构件,有实测数据时,应取实测数据的平均值
4混凝土锈胀裂缝宽度应取同一测区混凝土表面最大锈胀 裂缝宽度; 5环境温度、湿度应取年平均环境温度和年平均相对湿度; 对室内构件,有实测数据时,应取实测数据的平均值
5一般环境混凝土结构耐久性评定
5.1.1一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; 2混凝土保护层锈胀开裂极限状态; 3混凝土保护层锈胀裂缝宽度极限状态。 5.1.2钢筋开始锈蚀极限状态应为混凝土中性化诱发钢筋脱钝 的状态;混凝土保护层锈胀开裂极限状态应为钢筋锈蚀产物引起 混凝土保护层开裂的状态:混凝土保护层锈胀裂缝宽度极限状态 应为混凝土保护层锈胀裂缝宽度达到限值时对应的状态。 5.1.3一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3.1.7评定。 5.1.4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。 5.1.5一般环境混凝主结构耐久性裕度系数应根据不同极限状 态,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:
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混凝王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:t一一钢筋开始锈蚀耐久年限(a); te 混凝土保护层锈胀开裂耐久年限(a):
td 混凝土表面锈胀裂缝宽度限值耐久年限(a): to一 结构建成至检测时的时间(a); t 目标使用年限(a)
te一目标使用年限(a)。 5.1.6钢筋开始锈蚀耐久年限ti、混凝土保护层锈胀开裂耐久 年限ter、混凝土保护层锈胀裂缝宽度限值耐久年限ta宜分别按 本标准第5.2.1条、第5.3.1条、第5.4.1条确定,也可按本标 准附录C的方法计算。 5.1.7一般环境混凝土结构耐久性评定时,应考虑局部环境的 影响,并应按表5.1.7确定局部环境系数m。
年限ter、混凝土保护层锈胀裂缝宽度限值耐久年限ta宜分别按 本标准第5.2.1条、第5.3.1条、第5.4.1条确定,也可按本标 准附录C的方法计算。
5.1.7一般股环境混凝土结构耐久性评定时,应考虑局部环境的 影响,并应按表5.1.7确定局部环境系数m。
5.1.7一般股环境混凝土结构耐久性评定时,应考虑局部环
表5. 1.7局部环境系数 m
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环境 系数合理取值; 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 含量等具体情况合理取用
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环境 系数合理取值; 2工业大气环境条件复杂,局部环境系数尚应考有无干湿交替、有害介质 含量等具体情况合理取用
5.2钢筋开始锈蚀耐久性评定
5.2.1一般环境混凝土结构钢筋开始锈蚀耐久年限应考虑碳化 系数、保护层厚度和局部环境影响,并应按下式确定:
系数、保护层厚度和局部环境影响,并应按下式确定
t;=15.2KkK.Km
式中:t一 钢筋开始锈蚀耐久年限(a); Kk一一碳化系数对钢筋开始锈蚀耐久年限的影响系数; K。一保护层厚度对钢筋开始锈蚀耐久年限的影响系数 K,一局部环境对钢筋开始锈蚀耐久年限的影响系数。 5.2.2混凝土碳化系数对钢筋开始锈蚀耐久年限的影响系 Kk,应按表5.2.2确定
K应按表5.2.2确定
表5.2.2碳化系数对钢筋开始锈蚀耐久年限的影响系数K
当碳化系数介于表中数值之间时,可按线性插
5.2.3混凝土碳化系数应按下列规定确定: 1混凝土碳化系数k宜通过实测,按下式计算:
5.2.3混凝土碳化系数应按下列规定确定:
式中: 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; to一一结构建成至检测时的时间(a)。 2当缺乏有效实测碳化深度数据时,碳化系数可按本标准 附录B计算。
5.2.4混凝土保护层厚度对钢筋开始锈
K.,应按表5.2.4确定
2.4保护层厚度对钢筋开始锈蚀耐久年
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
5.2.5局部环境对钢筋开始锈蚀耐久年限的影响系数Km,应 按表5.2.5确定
局部环境对钢筋开始锈蚀耐久年限的影
.3混凝土保护层锈胀开裂耐久
5.3.1一般环境混凝土保护层锈胀开裂耐久年限应考虑保护层 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,并应按下列公式确定:
ter=ti十te te=H.H,HaHHrHmt
混凝土保护层锈胀开裂耐久年限(a); t 钢筋开始锈蚀至混凝土保护层锈胀开裂所需的时间 (a); t一 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),对室外环境,梁、柱取 1.9,墙、板取4.9;对室内环境,梁、柱取3.8, 墙、板取11.0; H一 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; H一一 混凝王强度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 环境温度对混凝土保护层锈胀开裂耐久年限的影响 系数; 环境湿度对混凝土保护层锈胀开裂耐久年限的影响 系数; 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。
5.3.2保护层厚度对混凝土保护层锈胀开裂耐久年限的影响系
保护层厚度对混凝土保护层锈胀开裂耐
注:当混凝士保护层 可按线性插值确定
5.3.3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H,应按表5.3.3确定
数H,应按表5.3.3确定。
表5.3.3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H
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
5.3.4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,应按表5.3.4确定。
Hd,应按表5.3.4确定。
对混凝士保护层锈胀开裂耐久年限的影
5.3.5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,应按表5.3.5确定。
5.3.5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,应按表5.3.5确定。
表5.3.5环境温度对混凝土保护层锈胀开裂耐久年限的影响系数H
注:当环境温度介于表中数值之间时,可按线性插值确定
5.3.6环境湿度对混凝土保护层锈胀开裂耐久年限的影响系数 HH,应按表5.3.6确定
HRH,应按表5.3.6确定,
不境湿度对混凝士保护层锈胀开裂耐久年
注:当环境湿度介于表中数值之间时,可按线性插值确定
5.3.7 局部环境对混凝土保护层锈胀开裂耐久年限的影响
3.7局部环境对混凝土保护层锈胀开裂耐久年限的影响系数 m天然气标准规范范本,应按表5.3.7确定。
应按表5.3.7确定
表5.3.7局部环境对混凝土保护层锈胀开裂耐久年限的影响系数H
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。
混凝土保护层锈胀裂缝宽度限值而
5.4.1一般环境混凝土保护层锈胀裂缝宽度限值耐久年限应考 慧保护层厚度、混凝王强度、钢筋直径、环境温度、环境湿度以 及局部环境的影响,并应按下列公式确定:
td一混凝土保护层锈胀裂缝宽度限值耐久年限(a); ta一4 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); do 各项影响系数为1.0时自钢筋开始锈蚀至混凝王保 护层锈胀裂缝宽度达到限值的年限(a),对室外环 境,梁、柱取7.04,墙、板取8.09;对室内环境, 梁、柱取8.84,墙、板取14.48; F一 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: F 混凝王强度对混凝王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一 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;
工业标准FRH一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; F.一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。 2混凝土保护层厚度对混凝土保护层锈胀裂缝宽度限值耐
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