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JTS 153-2015 水运工程结构耐久性设计标准

5.2.1区别于临时性的防护措施，从综合技术经济效果来看，混凝土表面涂层设计保护 年限不宜低于10年，

5.2.1区别于临时性的防护措施，从综合技术经济效果来看，混凝土表面涂层设计保护 限不宜低于10年： .2.2混凝土表面涂层保护划分为表干区和表湿区，主要是考虑现场涂装施工要求和混 疑土构件的腐蚀特点：长期处于饱水状态的混凝土构件，由于水中含氧量比空气中约低

凝土构件的腐蚀特点：长期处于饱水状态的混凝土构件，由于水中含氧量比空气中约低 7倍DB33／T 1065-2019 工程建设岩土工程勘察规范，如混凝土中钢筋发生腐蚀，因供氧不足钢筋的腐蚀速度也极为缓慢；另外接近饱水 状态的混凝土，则二氧化碳的扩散速度缓慢，混凝土碳化速度很慢因此，对氯盐和碳化 引起腐蚀的混凝土构件，其涂层保护范围通常选择在饱水混凝土以上部位，而化学腐蚀环 境则需要根据水中、土中的腐蚀介质选择涂层保护范围：

介质的人侵，起到屏蔽效果；面层涂料要求有较高的耐老化性能，使涂层耐候性好，避免过 早褪色、粉化甚至开裂、脱落而影响保护效果： 处于水位变动区和浪溅区构件，因水位涨落和风浪的作用，其表面往往处于潮湿甚至 带水状态，普通涂料施涂在潮湿的混凝土表面通常不能正常固化，无法满足涂层的粘结强 度和防腐蚀要求：因此，对表面潮湿状态（包括混凝王表层含水量大于6%）混凝王使用 的涂料的基本条件是具备湿固化性能，湿固化性能是在表面潮湿状态的混凝土上涂装的 涂料，在涂层硬化后其粘结强度、耐碱性、耐冲击性和涂层外观质量满足规定要求，表湿区 使用湿固化涂料是涂层质量稳定的基本要求

料品种和厚度；（3）整个涂层体系的涂层性能要求

料品种和厚度；（3）整个涂层体系的涂层性能要求

涂层既要具备优良的隔绝氯离子、二氧化碳、氧气问混凝土侵人的功能，又要能“坚 固耐用”因此，配套的各层涂料之间需要具备良好的相容性，既满足各层涂层的各自功 能要求，又能发挥整体作用，形成一个防护效果好的涂层体系： 涂层厚度要求主要与设计保护年限、涂料性能等有关，通常设计保护年限长或腐蚀 程度高，则要求的涂层厚度增；涂料性能高，涂层厚度降低，同时需要考虑涂装施工要 求，如满足涂层的连续均匀颜色一致等： 本条规定的混凝土表面涂层性能指标是最基本要求，涂层的耐老化性直接影响其设 计保护年限，耐老化性能由人工气候老化模拟试验，根据经验推断满足设计使用年限相对 应的老化时间；涂层抗氯离子渗透性试验参考了日本土木工程学会标准，通过制作的涂层 试片测试其氯离子的通过能力，达到本标准规定的性能指标，可以认为涂层基本上起到了 隔绝氯离子渗透的作用；本标准以涂层与混土的正拉粘接强度来衡量涂层与混凝土之 旬的附着牢固程度，试验表明，当按本条规定的试验方法测出的粘接强度不低于1.5MP 时，基本上属于混凝土本体断裂，可以认为涂层配套各层之间相容好，粘接牢靠，涂层与混 凝土之间附着牢固；混凝土是碱性材料（pH值为12.5~13.2），因此涂层要满足耐碱性 要求，

5.2.5涂装施工通常属于混凝土工程的最后一道工序，因此原则上要求在实施涂装施

5.2.5涂装施工通常属于漏

面有浮尘、污物、碎屑及其他不牢附着物时，均会影响涂层与混凝土的粘接强度,因此在混 凝土实施涂装前，需要对混凝土作表面处理，使混凝土表面处于洁净状态，此外，对于表 干区，由于涂料不具备湿固化性能，混凝土表面含水率过大将直接影响底层涂层与混凝土 的粘接强度，需要严格控制

等也极为重要：同时，每个工程的混凝土构件所处环境、材料、施工工艺等不尽相同，因 此，在室内涂层材料、涂层配套体系检测的基础上，现场混凝土表面涂层天规模施工前，需 在实体工程典型构件上选择一定面积，采用设计的涂层配套体系进行小区试验，待验证能 满足保护效果后，方能大面积施工：

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吸水率主要反映了硅烧浸渍后混凝土表面的忆水性能、也就是降低环境中水和氯离子等 的侵入能力；渗透深度是硅烷与表层混凝土结合形成一个防护层的厚度，反映了混凝土码 完浸渍长期保护效果；氯化物吸收量降低效果则是体现了混凝土在硅烷浸渍后抵抗氯盐 的渗透能力

5.3.4，异辛基三乙氧基膏状硅烷或异丁基三乙氧基液体硅烷对混凝土的保护效果

5.3.5混凝土硅烷漫渍可保持混谈

混凝土表面有碎屑、灰尘、油污及其他附着物均会影响硅烷的浸渍效果，无其是混凝土表 面的成膜性养护剂会极大地降低硅烧的渗透效果，因此，硅烧浸渍的混凝土表面处于洁 净状态非常重要：此外，混凝土表面潮湿将直接影响硅烷的毛细管渗入效果，硅烷浸渍前 需保持混凝土表面面十状态

加电流阴极保护，不仅会降低保护效果，而在环氧涂层局部损伤处由于产生了杂散电 流，还会引起严重的电腐蚀问题，因此环氧涂层钢筋不得与外加电流阴极保护联合使用，

电训汉床厂， 王乐胶电 流，还会引起严重的电腐蚀问题，因此环氧涂层钢筋不得与外加电流阴极保护联合使用， 5.4.3环氧涂层钢筋由于表面光滑，其与混凝土的胶结和摩阻力降低，咬合作用也因容 易脱落而受影响，致使粘结性能减弱：根据试验研究表明：与普通钢筋比较，涂层钢筋的 粘结锚固强度降低约10%，在最不利锚固条件下可降低20%，锚固长度约增长25%，搭 接锚固强度约降低13.8%：因此规定环氧涂层钢筋的锚固长度为无涂层钢筋锚固长度 的1.25倍，绑扎搭接长度对受拉钢筋为无涂层钢筋锚固长度的1.5倍，对于受压钢筋， 考虑不受钢筋与混凝土之间粘结强度变化的影响，取1.0倍，但其绑扎搭接长度不低于普 通钢筋

构件，其承载力基本相同，刚度降低0~11.3%，钢筋应变不均寸系数增天6.2%，平均裂 缝间距增天10.8%因此规定环氧涂层钢筋混凝土构件承载力、裂缝宽度和刚度计算方 法与普通钢筋的构件相同，但裂缝宽度限值采用无环氧涂层钢筋混凝土构件的1.2倍，冈 度取值取无环氧涂层钢筋混凝土构件的0.9倍，

.4.7为了避免同一构件中的环氧涂层钢筋与其他无涂层钢筋产生电偶腐蚀，两种钢筋 之间需要保证绝缘，

5.4.7为了避免同一构件中的环氧涂层钢筋与其他无涂层钢筋产生电偶腐蚀，两种钢筋

5.5.1钢筋阻锈剂主要用于氯盐腐蚀为主的环境条件，试验研究表明，阻锈剂可以显著 提高引起钢筋锈蚀的临界氯离子浓度的阀值，但要保证结构的抗氯离子腐蚀性，仍有赖于 混凝土保护层本身具有较好的密实性和良好的抗氯离子渗透性能

5.5.1钢筋阻锈剂主要用于氯盐腐蚀为主的环境条件试验研究表明，阻锈剂可以显者 提高引起钢筋锈蚀的临界氯离子浓度的阀值，但要保证结构的抗氯离子腐蚀性，仍有赖于 混凝土保护层本身具有较好的密实性和良好的抗氯离子渗透性能： 5.5.2，钢筋阻锈剂按主要组成分为有无机、有机或复合型，按形态分为水剂型和粉剂型 等：某些钢筋阻锈剂掺人混凝土中后，阻锈剂中的酸根离子会与一些外加剂中的碱性物 质发生化学反应并影响其效力；抑或钢筋阻锈剂中的某种成分可能会与某些外加剂发生 沉淀或絮凝等化学反应，从而影响混凝土性能，因此，选择钢筋阻锈剂时首先进行试验很 有必要，避免使用的钢筋阻锈剂对混凝土的工作性、凝结时间、抗压强度、抗渗性等产生不 利影响， 5.5.3钢筋阻锈剂产品的成分和含量决定其阻锈性能，也是混凝土质量控制的必要措

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验检测，经证明其质量和性能满足规定要求时才能使用

5.6外加电流阴极保护

5.6.1混凝王结构实施外加电流阴极保护是自前保护钢筋免除氯盐腐蚀的最有效法， 该方法不仅能长期有效地阻止钢筋的腐蚀，还能阻止氯离子的渗入，抑制孔蚀等局部腐蚀 等，该措施可以通过合理选择长寿命辅助阳极以及营运期的维护，保护年限可长达50年 该保护措施虽然初期一次性投资较大，系统需要长期维护，但其对结构的保护最可靠、长 效，能够实时反映混凝土中钢筋的保护状态，因此，该保护措施一般应用于恶劣腐蚀环境 条件、结构设计使用年限较长、腐蚀风险较大的重大工程的关键部位

5.6.2.外加电流阴极保护根据

5.6.2外加电流阴极保护根据建筑物的规模形式施工和管理条件将结构分成

元，便于电源的合理布置和电流的均匀分配，从而确保各构件得到充分有效的保护，保护 单元中的钢筋之间、钢筋与金属预埋件之间的电连接性良好，共同构成了电流回路，使钢 筋得到有效保护，

有差异，此外在整个保护系统的电路中，保护电流不可避免地会有部分损失，因此，设计上 留有一定的安全裕度，保护电流安全系数取1.2~1.5，

电位极化到一定程度，但是保护电位不能过负，保护电位过负会发生析氢反应，造成钢筋 脆化而引起钢筋断裂，即“氢脆”，本条保护电位的要求，是基于美国腐蚀工程师协会 NACERP0290一2000和欧洲标准EN12696：2000对钢筋混凝土阴极保护准则的规定，井 结合国内外工程应用实践经验确定：

5.7.1日常检查是混凝主结构附加防腐蚀措施耐久性维护的重要环节，以便能够及时发 现问题，起到预防的效果，本条给出混凝土结构附加防腐蚀措施日常检查的内容方式方 法等，对于日常检查的周期，在设计文件中根据结构类型、结构形式、所处环境、设计要求 等情况并结合相关规范子以明确规定： 5.7.2本条给出防腐蚀措施定期检测评估的检测项目和内容、检测与评估方法以及检 测，其中检测周期参照《港口设施维护技术规范》（JTS310一2013）制定， 5.7.3本条给出混凝土结构附加防腐蚀措施适时维修的规定，以针对日常检查以及定期

5.7.2本条给出防腐蚀措施定期检测评估的检测项目和内容、检测与评估方法以及检 测，其中检测周期参照《港口设施维护技术规范》（JTS310一2013）制定

6.1.1水运工程钢结构易受到腐蚀，钢结构腐蚀后的物理性能、机械性能下降等，影响了 结构的使用功能和外观质量，降低了工程结构的使用年限，钢结构在海洋环境中的局部 窝蚀速度远大于平均腐蚀速度，如在海水环境中，局部腐蚀速度约为平均腐蚀速度的5， 0倍，这种局部腐蚀会造成结构物腐蚀穿孔或应力集中，成为结构物的安全隐惠，以平 均腐蚀速度为计算依据的腐蚀裕量法并不能完全弥补局部腐蚀造成的危害

蚀方法也各不相同，因此，需根据不同的气候环境、结构形式、使用条件和保护年限，选 择适宜的防腐蚀措施，才能做到安全可靠和经济适用

喷涂层即使在设计使用年限内，也会因针孔或机械破损而造成小面积局部腐蚀：阴极保 护也仅能提供90%以上的保护度：因此，本条规定了钢结构不同部位在采取相应防腐蚀 借施后的腐蚀裕量：

6.1.6金属涂层常用的材料为铸铝及

如果实施金属涂层的钢构件与未采用金属涂层保护的钢构件相连接，则金属涂层便成了 西牲阳极，会自身溶解，并对未喷涂金属涂层部位提供保护电流，从而导致金属涂层过早 天效工程调查表明，毛里塔尼亚友谊港引桥栏杆和华能大港电厂水工钢闸门喷涂金属涂 层的过早失效均属于这种情况，值得注意的是，金属涂层构件通过预理埋铁件与混凝王中 的钢筋连接，如果该混凝土结构处于经常性的潮湿状态中，也会促使金属涂层溶解破坏：

失效，工程调查表明，毛里塔尼亚友谊港引桥栏杆和华能大港电厂水工钢闸门喷涂金属涂 层的过早失效均属于这种情况，值得注意的是，金属涂层构件通过预理埋铁件与混凝王中 的钢筋连接，如果该混凝土结构处于经常性的潮湿状态中，也会促使金属涂层溶解破坏： 6.1.7理件外露部分的防腐蚀涂层延伸至混凝土内一定深度，以避免处于混凝土表层的 预埋件免受腐蚀：

6.1.7埋件外露部分的防腐蚀涂层延伸至混凝土内一定深度，以避免处于混凝土表层的 预埋件免受腐蚀。

响越天，例如，铝合金牺牲阳极在海水或淡海水中有较为令人满意的效果，但用于海泥中 时，由于铝合金在海泥中可能会钝化，即使在海泥中性能优良的阳极品种，其电流效率也 会有所下降，而且其电化学性能随着海泥的性质，温度和使用时间而变化，

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侵镀锌保护、电镀锌和涂料联合保护的保护效果优于单独采用涂层 杂，或者厚度小于1mm的薄壁钢结构的钢构件采用热浸镀锌或电 构件仅使用涂层涂装容易产生涂层不均匀，致使构件保护效果降低

6.2.1水运工程钢结构通常所处腐蚀环境恶劣、施工条件差、施工成本高、防腐蚀施工质 量控制难度大，尽量减少钢结构的表面积对技术性和经济性都有利： 6.2.2钢结构中狭窄的缝隙是各种防腐蚀措施的死角，从而影响结构的防腐蚀效果，如 大气区浪溅区水位变动区，保护涂层一旦损坏将难于修复，而在水下区或泥下区，也会 因屏蔽作用而导致阴极保护电流难以到达，从而造成保护不足：而在浪溅区的E形K 形、Y形构件，不仅难以确保防腐蚀施工质量，而且容易造成积水，加速了钢结构的腐蚀： 6.2.3焊接接头采用连续焊接及双面焊接能够避免出现狭窄的缝隙，螺栓及铆接连接的 构件因结构复杂且有装配缝隙，结构缝隙影响防腐蚀施工质量尽量避免： 6.2.4：钢结构阴极保护体系需要满足钢桩之间的通电连续性，使保护电流回路整体通 畅，钢桩得到均匀的保护电位：电连接通常做法是将钢筋焊接在钢结构上，并使用混凝士 将电连接钢筋包覆使钢筋免于腐蚀，以满足钢结构阴极保护体系的长期保护要求， 6.2.5浪溅区的预埋钢构件，由于处于严重腐蚀部位且无法实施阴极保护尽量避开：对 于设置在水位变动区、水下区的各类辅助构件或预埋件钢构件，如果和实施阴极保护的钢 结构进行电连接，则同样能够得到长期有效的阴极保护，当然，这部分需要的保护电流在 设计中需要考： 6.2.6阴极保护设计一般不计算临时钢结构的保护面积，但与主构件相连接的临时性钢 结构同样会得到保护而消耗保护电流，如不拆除则影响主构件的阴极保护效果，

6.2.1水运工程钢结构通常所处腐蚀环境恶劣、施工条件差、施工成本高、防腐蚀施工质 量控制难度大，尽量减少钢结构的表面积对技术性和经济性都有利

大气区浪溅区水位变动区，保护涂层一 因屏蔽作用而导致阴极保护电流难以到达，从而造成保护不足：而在浪溅区的E形K 形、Y形构件，不仅难以确保防腐蚀施工质量，而且容易造成积水，加速了钢结构的腐蚀： 6.2.3焊接接头采用连续焊接及双面焊接能够避免出现狭窄的缝隙，螺栓及铆接连接的 构件因结构复杂且有装配缝隙，结构缝隙影响防腐蚀施工质量尽量避免： 5.2.4：钢结构阴极保护体系需要满足钢之间的通电连续性，使保护电流回路整体通

于设置在水位变动区水下区的各类辅助构件或预埋件钢构件，如果和实施阴极保护的钢 结构进行电连接，则同样能够得到长期有效的阴极保护，当然，这部分需要的保护电流在 设计中需要考虑， 6.2.6阴极保护设计一般不计算临时钢结构的保护面积，但与主构件相连接的临时性钢

6.3.1钢结构表面处理对涂层保护体系的保护效果影响很大，就涂层保护性能而言，钢 结构表面处理的清洁度等级越高越好，但表面预处理费用会随着清洁度等级的提高而急 剧增加，本条仅对不同涂层体系的最低表面清洁度等级做出规定，同时，表面清洁度评定 标准《涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定》（GB/T8923）中有4个部分内 容：（1）《涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定第1部分未涂覆过的钢 材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级》（GB/T8923.1）； （2）《涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定第2部分已涂覆过的钢材 表面局部清除原有涂层后的处理等级》（GB/T8923.2）；（3）《涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的自视评定第3部分焊缝、边缘和其他区域的表面缺陷的处理等级 （GB/T8923.3）；（4）《涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定第4部分 与高压水喷射处理有关的初始表面状态、处理等级和闪锈等级》（GB/T8923.4），在使用 中根据钢结构的具体情况选择， 涂层与基体金属的结合力主要依靠涂料极性基团与金属表面极性分子之间的相互吸

，粗糙度的增加，可显著加天金属的表面积，从而提高了涂层的附看 包会带来不利的影响，当涂层厚度不足时，轮廓峰顶处常会成为早期 定表面粗糙度不宜超过涂层体总王膜厚度的1/3

耐蚀性和耐久性等方面的性能提出厂更高的要求，设计保护年限通常长达20年，使用经 过工程实践证明性能良好的产品，有利于防腐蚀施工质量稳定，另一方面，随看材料和工 艺技术的发展，新型的涂料产品将不断涌现，选用的新产品可能性价比高，但因工程实践 不足，也存在着防腐蚀效果的不确定性，因此，对新产品进行必要的性能对比试验和技术 论证非常必要： 在涂层体系配套中，底漆、中间漆、面漆各自发挥不同的作用，同一厂家产品兼顾了各 层涂料的匹配性和互补性，如果一个涂层体系采用不同厂家的产品，由于各厂家同类产 品的成分配比也有所差别，这样各个涂层之间的匹配性需要经过试验论证，另一方面，当 徐层出现质量问题，也不易分析原因，也难以确定责任者： 无机富锌底漆为多孔结构，需与封闭底漆配套使用，以满足无机富锌底漆与后道涂层 间的附看力要求：

6.3.3~6.3.4防腐蚀涂装配套中的底漆、中间漆和面漆因应用环境和设计保护年限的

6.3.3~6.3.4防腐蚀涂装配套中的底漆、中间漆和面漆因应用环境和设计保护年限的 不同，对涂料的种类、涂层厚度及主要性能的要求也有所差异，但同一配套中的底漆、中间 漆、面漆需要具有良好的相容性，

6.4海水环境钢结构金属热喷涂

6.4.1金属热喷涂保护体系由金属喷涂层、封闭层和涂料涂层组成，金属喷涂层主要有 惯铝和喷锌两种，作为钢结构的底层有着极佳的耐腐蚀性能，保护效率高，使用年限长达 20年~30年， 水下钢结构大多采用喷锌层，大气环境中喷铝层和喷锌层，喷铝层与钢铁的结合力 强，工艺灵活，可以现场施工，喷铝层在工业大气、海洋大气等有着较高的耐腐蚀性能，适 用于重要的不易维修的钢结构， 对于钢铁的保护方面，喷锌层的阴极保护作用突出，喷铝层的耐腐蚀性能好，两者结 合起来的喷锌铝合金层有着更强的保护作用：常用的锌铝合金为85%Zm15%Al，它的电 位接近于锌，而耐腐蚀速度接近于铝，综合性能优于喷锌层和喷铝层： 6.4.1.1金属喷涂层多孔且表面凸凹不平，因而喷涂完毕后进行封闭处理，以堵住孔 隙、填平凹坑延长金属喷涂层涂层的使用寿命，在封闭层上再加上涂料涂层，以提高防履 蚀性能和装饰效果： 6.4.1.2金属热喷涂层对表面清洁度的要求很高，表面粗糙度值也比涂料大，手工和

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封闭和人工封闭：自然封闭指金属涂层暴露在正常使用中，通过其自身的自然氧化而使 孔隙封闭；人工封闭指使用封闭剂使金属涂层表面转化（如磷化）或选用适当的涂装体系 进行封孔，从而达到封闭涂层孔隙，阻止腐蚀介质直接渗透到钢结构表面的目的， 金属热喷涂层保护体系中，封闭剂或封闭涂料可起到中间漆的作用，增强金属涂层和 面漆的结合力：

海水环境钢结构包覆有机复合层

海水环境钢结构包覆有机复合层设计主要参照国家现行标准《辐射交联聚乙烯热收 缩带（套）》（SY/T4054一2003）、《包覆不饱和聚酯树脂复合材料的钢结构防护工程技术 规程》（CECS133一2002）和美国腐蚀工程师协会（NationalAssociation ofCorrosionEngi nccrs）标准《Corrosion Control of Stecl Fixcd Offshorc Structurcs Associatcd with Pctroleun Production》(NACERP01762003)制定

表6.1典型海区的保护电流密度

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保阴极保护系统可靠性、有效性和经济性的重要前提 6.6.9牺牲阳极的驱动电位较低，阳极均匀分布有利于提高保护电流的利用效率，避免 出现保护不足的情况： 栖牲阳极露出水面时，因通电回路中断，无法发出保护电流；牺牲阳极被理入海泥中 时，其发生电流和电流效率均会有所下降，某些类型的牺牲阳极还可能出现钝化或逆转现 象，因此，牺牲阳极要求保持与水面或泥面一定距离： 6.6.10牺牲阳极与被保护钢结构的距离过近或紧贴安装时，会对电流分散产生影响，阳 极底面消耗速度增大，腐蚀产物产生的膨胀压力也可能造成阳极过早失效：阳极屏蔽层 计算方法参照现行国家标准《滨海设施外加电流阴极保护系统》（GB/T17005一1997 制定， 6.6.11牺牲阳极的安装，电焊焊接方式牢固可靠，电连接电阻小，适合于长期阴极保护 螺轻连接活合王短期日易王重拾的场合

6.7淡水环境钢结构防腐蚀

2006）制定， 6.7.2本条参照现行国家标准《热喷涂金属和其他无机覆盖层锌、铝及其合金》 GB/T97932012）和《钢铁结构耐腐蚀防护锌和铝覆盖层指南》（GB/T193552003 制定

6.7.2本条参照现行国家标准《热喷涂金属和其他无机覆盖层锌、铝及其合金》

6.8.1日常检查是保障钢结构耐性和防腐蚀措施有效性的重要环节：对于日常检查 的周期，在设计文件中根据结构类型、结构形式、所处环境、设计要求等情况并结合相关规 范予以明确规定

D.1.1本条规定是参考近年来的研究成果，根据海港工程长期暴露试验，实际工程调查 及室内试验得出的大量数据，在可靠度理论的基础上建立了海水环境混凝王结构的寿命 预测模型，并近似考虑了环境、荷载及试验方法的影响， 在20世纪80年代，交通部曾拨专款在广东湛江港、海南八所港、江苏连云港以及天 律港等典型环境修建了工程材料暴露试验站，暴露试验站共设置有大气区浪溅区潮差 区和水下区等不同典型腐蚀部位，制作放置了各种材料参数的混凝土试件，如不同粗骨料 最大粒径、水灰比、不同活性矿物掺合料及不同掺量的试件以及不同保护层厚度的混凝士 试件等，至今已积累了长达20多年的上万组暴露试验数据，长期以来，在交通部统筹规 划下，水运系统相关科研单位一直坚持沿海混凝土结构的耐久性研究工作，并组织了数次 全国性的码头调查，取得了大量的工程调查资料，在长期暴露试验和工程调查的大量数 据基础上，相关科研单位持续研究，逐渐形成了具有系统理论基础的耐久性定量设计方 法，如交通部“十一五”重大科技专项离岸深水港建设关键技术之“海港工程混凝王结构 耐久性寿命预测与健康诊断”项目，在20多年长期暴露试验和工程调查的基础上，通过 研究耐久性寿命计算模型中关键参数：氯离子扩散系数、表面氯离子浓度、临界氯离子浓 度的统计分布，揭示了我国典型海水环境混凝土耐久性影响和性能退化规律，建立了符合 我国典型海水环境和工程特点的海工混凝土耐久性寿命模型，交通部“十二五”交通建 设科技项目“环境与荷载耦合作用下海工混凝土结构耐久性及可靠度设计方法研究”，在 前期研究工作的基础上，引入了荷载及北方、华东和南方等不同环境对寿命模型的影响 并论证了海工混凝土结构耐久性可靠性设计的可行性，初步建立了基于近似概率的耐久 生设计基本框架：国家科技支撑计划项目课题跨海集群工程混凝土结构120年使用寿 命保障关键技术”，针对港珠澳大桥的结构和环境特点·依据具有相似环境的华南湛江暴 露试验站长达25年的暴露试验数据以及工程调查数据，建立了近似概率理论的耐久性设 计的方法，确定了针对一定可靠性指标水平下结构耐久性参数特征值和分项系数，采用建 立的近似概率方法定量计算广“设计使用年限一保护层厚度一氯离子扩散系数”三者之 间的关系，确定了不同暴露条件下与使用年限对应的混凝土构件的最小保护层厚度和最 大氯离子扩散系数，本标准即是借鉴了上述研究成果，在可靠度理论的基础上建立了海 水环境混凝土结构的耐久性寿命校核模型，并在计算中近似考虑了环境、荷载及试验方法 的影响，

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张开裂和功能明显退化三个阶段，预应力混凝土结构因高强钢丝或钢绞线本身截面小 对应力腐蚀和预应力腐蚀疲劳很敏感，以预应力筋锈蚀发生时的状态为耐久性极限状态， 规定其设计使用年限取预应力筋开始腐蚀时间；钢筋混凝土结构钢筋锈蚀至保护层开裂 这段时间，并不影响结构的正常使用和承载力，以钢筋腐蚀导致保护层出现0.3mm宽度 的顺筋裂缝时的状态为耐久性极限状态，规定其设计使用年限取钢筋腐蚀导致保护层出 现0.3mm宽度的顺筋裂缝的时间

D.2钢筋开始腐蚀阶段

D.2.1氯离子在混凝土中的传输是一个非常复杂的物理化学过程，其过程受材料目身 性能、环境条件影响，并随时间延长呈非稳态变化关于氯离子在混凝土中的传输，众多 研究建立了不同的模型来描述其渗透扩散过程，较有代表性的是意大利的Collcparcli近似 些年来通过对受材料、环境影响以及随时间变化影响等研究成果的不断完善，采用菲克第 二定律来建立氯离子在混凝土中的传输模型已被较广泛的认可：因此，本标准采用菲克 第二定律来描述氯离子在混凝土中的传输，则解析出混凝土中某位置在某时刻的氯离子 浓度C.为：

浓度的统计规律，综合考虑试件破形后钢筋已经锈蚀和尚未锈蚀的混凝土氯离子浓度与 实际临界浓度的差异，使用最大似然函数的方法确定了临界氯离子浓度的统计参数，并进 一步参考国内外相关研究成果及考虑水胶比等因素进行了调整，从而得出临界氯离子浓 度的特征值，因水位变动区临界氯离子浓度工程数据不足，且理论上来讲水位变动区混 凝土一般处于饱水状态，混凝土通氧条件差，其临界氯离子浓度要高于浪溅区，因此为方 便计算且偏于安全考虑，本标准将水位变动区的临界氯离子浓度特征值按与浪溅区相同 取值处理：

D.2.3用于寿命计算模型的表面氯离子浓度称为表观氯离子浓度，即将氯离子浓度 的分布曲线使用Fick第二定律进行拟合（x=0时）得到的表面氯离子浓度，混凝土表面 氯离子浓度的大小与环境条件、混凝王结构所处的暴露位置及时间长短有关，通常表面氯 离子浓度随着混凝土暴露于海水环境时间的延长而增大，但随着时间延长，增长速度逐渐 缓慢，直至趋于恒定，表D.1~表D.4为国际上关于表面氯离子浓度的相关成果和规范 指南的规定

表D.4欧洲Duracrete混凝士表面氯离子浓度（按混凝土质量百分比计）

我国华南海港工程暴露试验和国外相关研究均表明，当暴露年限超过10年后表面氯 离子浓度已基本恒定，此外，研究表明表面氯离子浓度与混凝土水胶比有关，即C， 4（0/6），依据华南海水环境暴露试验站长期暴露试验，对超过350个样本数据进行了统 计分析，统计分析表明可用对数正态分布函数来描述表面氯离子浓度与水胶比有关的回 归系数A表D.2.3中所列的混凝土表面氯离子浓度回归系数特征值，主要来源于华南 长期暴露试验得出的统计结果，并借鉴国内外关于表面氯离子浓度的相关成果综合分析 确定

水运工程结构耐久性设计标准（JTS153一2015

D.2.4我国相关科研单位长期以来开展港口水工建筑物的检测评估工作，积累了天量 的工程混凝土结构保护层厚度数据，总体来说随着施工技术水平提高，保护层厚度控制得 越来越好，如调查的1996年以前建成的华南6个海港码头，保护层厚度的标准差为 6.06mm，1996年以后建成的9个码头24个泊位混凝土保护层厚度标准差为5.26mm 通过对1400多组工程保护层厚度数据统计分析，保护层厚度服从正态分布：由于保护层 享度系几何尺寸单位，在模型计算中，把设计值x，作为特征值，而把考虑保护层厚度偏差 的安全裕度△x作为分项系数，安全裕度值基本对应保护层厚度分布的95%保证率的分 位值，考虑预制构件保护层厚度比现场浇筑更容易控制，则取现场浇筑构件保护层厚度安 全裕度为10mm，预制构件保护层厚度的安全裕度为5mm

D.2.5在基于菲克第二定律的

D.2.5在基于菲克第二定律的氯离子侵蚀寿命计算模型中，因影响因素复杂，氯离

D.2.5.2混凝土试验方法转换系数是体现混凝土氯离子渗透性的室内快速试验与混 凝土长期暴露试验结果之间的相关关系：国家科技支撑计划项目课题“跨海集群工程混 凝土结构120年使用寿命保障关键技术”研究，采用了38组原湛江暴露试验混凝土配合 比，按原暴露试验相同配比重新成型对混凝土进行“复原”，按本标准附录C的方法进行 快速测试，在标准养护龄期28天和56天，得到与暴露试件相同配合比的快速试验氯离子 扩散系数，同时，对38组暴露试验按氯离子扩散系数与时间的函数关系进行反演，得到 28天和56天经时间反演的暴露试验氯离子扩散系数，将两种方法得到的氯离子扩散系 数进行回归分析：分析表明，快速试验测试值与暴露试验反推值具有近似的线性关系，对 于28天龄期的混凝土，快速试验方法得出的氯离子扩散系数指标多数为暴露试验回归值 的2倍以上；对于56天龄期的混凝土，除个别数值，单掺粉煤灰混凝土的，天于2，掺人 磨细矿渣粉的混凝土，全部大于2：因此，根据暴露试验复原和相关回归分析，对于以大 掺量活性矿物掺合料为特征的高性能混凝土，试验方法转换系数无、，取0.5

D.2.5.3结构荷载不仅会导致混

D.2.5.3结构荷载不仅会导致混凝十

导较快，后期衰臧逐渐趋缓，开最后趋于恒定：找国华南暴露试验证明，暴露龄期达到10 以上时，氯离子扩散系数已衰减较慢，美国lifc一365模型假定到30年时即认为氯离 子扩散系数达到恒定值：本标准规定混土氯离子护散系数衰减至恒定值的时间为20 年，符合龄期20年后氯离子扩散系数随时间衰减缓慢的实际情况，同时也使得寿命计算 更偏于安全

D.3.3钢筋从开始腐蚀到使混凝土保护层胀裂的时间与钢筋腐蚀速度有关，腐蚀速度 取决于腐蚀电流密度，而钢筋腐蚀电流密度与环境温度、混凝土电阻率、钢筋周围氯离子 含量等有关，表D.3提供的腐蚀电流密度参考值是根据Ancradc:室内试验和现场实际结 构检测结果对钢筋腐蚀等级划分的建议、结合水运工程环境条件和混凝土质量等确定， Ancdraclc:等对钢筋腐蚀等级划分建议见表D.7

表D.7Andrade等对钢筋腐蚀等级划分建议

DB35／T 1807-2018 高速公路机电预留预埋管道施工技术规程水运工程结构耐久性设计标准（JTS153一2015

H.1.1与《海港工程混凝王结构防腐蚀技术规范》（ITI275一2000）的相关技术规定相 比，增加了试件尺寸、试件数量和试件制作等的具体规定，统一了试件制作要求

H.2.1《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTI275—2000）中规定该试验玻璃棒 的直径为100mm，该规格玻璃棒需要专门定制，同时，使用直径为100mm的玻璃棒支撑直 经为50mm的混凝土试件难于平稳，因此，在深圳港某码头工程项目硅烷浸渍吸水率试 验中，使用市售的直径5mm~7mm玻璃棒对测试结果无影响，并有利于玻璃棒平稳支撑 直径50mm混凝土试件

H.3浸渍深度试验染料指示法

根据浸渍深度试验和测试结果，补充水基短效染料使用的常用试 增加硅烷浸渍深度测量点和位置规定，提高硅烷浸渍深度测试精 5mm宽度范围的测量值，以减少边界效应产生的试验误差，

H.5氯化物吸收量降低效果试验

H.5.2，水运工程混凝土为了提高耐久性能通常掺有较多活性掺合料，使用较低水胶比， 使得混凝土本身具有较好的密实性能：试验研究表明，水运工程普通混凝土和高性能混 凝土浸泡于23℃的5mol/L氯化钠溶液，浸泡时间分别设置为24h72h、168h时，氯离子 渗透入混凝土中的深度通常不超过20mm：因此DB35／T 1433-2019 石油化工装置防雷检测技术规范，试验方法中对试样取粉磨取深度调整 为不超过20mm： H.5.3氯化物吸收量降低效果是对比硅浸渍试件与未采用硅烷浸渍的混凝土试件在 盐水浸泡后渗入的氯离子含量的百分比，因此在计算中扣掉试块中原有的氯离子含量，这 些氯离子主要是拌合混凝土的各种原材料中所含有的氯离子总量：