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水、土腐蝕性 — GB50021-2001（2009年版）

1.水、土腐蝕性測(cè)試指標(biāo)

水、土對(duì)建筑材料的腐蝕危害非常大，除有足夠經(jīng)驗(yàn)和充分資料的地區(qū)可以不進(jìn)行水、土腐蝕性評(píng)價(jià)外，其它地區(qū)均應(yīng)采取水、土樣進(jìn)行腐蝕性分析，測(cè)定項(xiàng)目如表1。

表1 不同介質(zhì)對(duì)建筑材料腐蝕性評(píng)價(jià)指標(biāo)

2.場(chǎng)地環(huán)境類(lèi)型

場(chǎng)地環(huán)境類(lèi)型對(duì)土、水的腐蝕性影響很大。不同的環(huán)境類(lèi)型主要表現(xiàn)為氣候所形成的干濕交替，凍融交替、日氣溫變化、大氣濕度等。規(guī)范將環(huán)境條件劃分為三大類(lèi)（表G.0.1）。

3.評(píng)價(jià)內(nèi)容

水、土對(duì)建筑材料的腐蝕性評(píng)價(jià)主要考慮環(huán)境類(lèi)型和地層滲透性，根據(jù)相應(yīng)腐蝕介質(zhì)的界限值劃分為微、弱、中、強(qiáng)四個(gè)腐蝕等級(jí)。不同的環(huán)境類(lèi)型和滲透性地層中，腐蝕介質(zhì)構(gòu)成腐蝕的界限值相差很大。

GB 50021-2001中表12.2.1提供了含有硫酸鹽含量、鎂鹽含量、銨鹽含量、苛性堿含量、總礦化度等介質(zhì)的水/土在干濕交替作用的對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的不同腐蝕等級(jí)的限值，對(duì)Ⅰ、Ⅱ類(lèi)腐蝕環(huán)境無(wú)干濕交替作用時(shí)，表中硫酸鹽含量數(shù)值應(yīng)乘以1.3的系數(shù)；對(duì)土的腐蝕性評(píng)價(jià)，應(yīng)乘以1.5的系數(shù)。

GB 50021-2001中表12.2.2按滲透性強(qiáng)弱給出了水和土PH值、侵蝕性CO2和碳酸氫根對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)土的腐蝕性只考慮PH值。

水對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的腐蝕性則按水中的氯離子含量按長(zhǎng)期浸水、干濕交替分別評(píng)價(jià)；土對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的腐蝕性按不同濕度、狀態(tài)及性質(zhì)的土壤類(lèi)型結(jié)合其土中氯離子含量評(píng)價(jià)。

土對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕性評(píng)價(jià)指標(biāo)更為詳盡，考慮了PH值、氧化還原電位、視電阻率、極化電流密度與質(zhì)量損失。以各指標(biāo)中腐蝕等級(jí)最高者作防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。

各腐蝕介質(zhì)的腐蝕等級(jí)中，以腐蝕等級(jí)最高者作為其綜合評(píng)價(jià)等級(jí)。

防腐措施 — GB 50046-2008

《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50046-2008）按腐蝕性介質(zhì)分為：氣態(tài)介質(zhì)、腐蝕性水、酸堿鹽溶液、固態(tài)介質(zhì)和污染土五種。各種介質(zhì)按其性質(zhì)、含量劃分類(lèi)別。并從結(jié)構(gòu)、建筑防護(hù)、構(gòu)筑物、材料等方面作出了規(guī)定。對(duì)巖土工作者而言，密切相關(guān)的是地基與基礎(chǔ)（含樁基）。

對(duì)地基基礎(chǔ)防腐蝕設(shè)計(jì)的有關(guān)規(guī)定：地基基礎(chǔ)不同于上部結(jié)構(gòu)，它對(duì)周?chē)�環(huán)境是土和水，一般情況基礎(chǔ)環(huán)境類(lèi)別為二類(lèi)或三類(lèi)，可按混凝土規(guī)范相關(guān)規(guī)定進(jìn)行耐久性設(shè)計(jì)。但當(dāng)土污染、水具有中、強(qiáng)腐蝕性時(shí)，應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和采取專(zhuān)門(mén)措施。目前，通常遵照《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50046進(jìn)行設(shè)計(jì)。規(guī)范在4.7、4.8、4.9節(jié)對(duì)地基、基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)的防腐從基礎(chǔ)材料選擇、基礎(chǔ)埋深、基礎(chǔ)防腐做法、基礎(chǔ)保護(hù)層等方面作了具體規(guī)定，特別是對(duì)混凝土樁身的防護(hù)在不同腐蝕性等級(jí)情況下的選用進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定。

結(jié)構(gòu)耐久性 — GB/T 50476-2008

《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T 50476-2008）這樣定義結(jié)構(gòu)耐久性（structure durability）：在設(shè)計(jì)確定的環(huán)境作用和維修、使用條件下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)保持其適用性和安全性的能力。

混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)應(yīng)遵循結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限、結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境類(lèi)別與作用等級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)。幾個(gè)概念解釋如下：

結(jié)構(gòu)使用年限（structure service life）：結(jié)構(gòu)各種性能均能滿足使用要求的年限。

環(huán)境作用（environmental action）：溫、濕度及其變化以及二氧化碳、氧、鹽、酸等環(huán)境因素對(duì)結(jié)構(gòu)的作用。

規(guī)范GB/T 50476-2008按環(huán)境對(duì)鋼筋和混凝土材料的腐蝕機(jī)理分為5 類(lèi)：一般環(huán)境（ = 1 \* ROMAN I）、凍融環(huán)境（ = 2 \* ROMAN II）、海洋氯化環(huán)境（ = 3 \* ROMAN III）、除冰鹽等氯化環(huán)境（ = 4 \* ROMAN IV）、化學(xué)腐蝕環(huán)境（ = 5 \* ROMAN V）五類(lèi)。（規(guī)范中表3.2.1）。

環(huán)境作用等級(jí)（environmental action）：GB/T50476-2008用以表示環(huán)境對(duì)配筋混凝土結(jié)構(gòu)的作用程度，分為由輕微（A）—極端嚴(yán)重（F）六大類(lèi)(規(guī)范中表3.2.2)。

混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)要求：包括結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限、環(huán)境類(lèi)別及其作用等級(jí)；有利于減輕環(huán)境作用的結(jié)構(gòu)形式、布置和構(gòu)造；混凝土結(jié)構(gòu)材料的耐久性質(zhì)量要求；鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度；混凝土裂縫控制要求；防水、排水等構(gòu)造措施；嚴(yán)重環(huán)境作用下合理采取防腐蝕附加措施或多重防護(hù)策略;耐久性所需的施工養(yǎng)護(hù)制度與保護(hù)層厚度的施工質(zhì)量驗(yàn)收要求。結(jié)構(gòu)使用階段的維護(hù)、修理與檢測(cè)要求。

耐久性性設(shè)計(jì) — GB 50010-2010

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50010-2010）將環(huán)境類(lèi)別定義為混凝土暴露表面所處的環(huán)境條件,詳細(xì)劃分為5大類(lèi)供設(shè)計(jì)按實(shí)際情況確定(表3.5.2)。

規(guī)范GB 50010-2010根據(jù)環(huán)境等級(jí),對(duì)設(shè)計(jì)使用年限為50年的混凝土結(jié)構(gòu),對(duì)結(jié)構(gòu)的混凝土材料的耐久性基本要求作了明確規(guī)定(規(guī)范表3.5.3)。并對(duì)保護(hù)層的厚度作了明確（表8.2.1）。

此耶，彼耶？— 同一問(wèn)題，不同結(jié)果

（1）對(duì)環(huán)境類(lèi)型/類(lèi)型判別結(jié)果不統(tǒng)一

GB 50021-2001(2009年版)規(guī)定當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)一邊接觸地面水或地下水，一邊暴露在大氣中，水可以通過(guò)滲透或毛細(xì)作用在暴露大氣中的一邊蒸發(fā)時(shí)，應(yīng)定為Ⅰ類(lèi)。即拔高至“高寒、干旱地區(qū)”一類(lèi)，如隧洞、坑道、豎井、地下洞室、路塹護(hù)面皆屬此類(lèi)。

GB/T 50476-2008第“4.2.2條”則明確，“配筋混凝土墻、板構(gòu)件的一側(cè)表面接觸室內(nèi)干燥空氣、另一側(cè)表面接觸水或濕潤(rùn)土體時(shí)，接觸空氣一側(cè)的環(huán)境作用等級(jí)宜按干濕交替環(huán)境確定”。并在 “化學(xué)腐蝕環(huán)境”之“7.2.2”重申了該觀點(diǎn)，且將“高寒、干旱地區(qū)”另行規(guī)定，類(lèi)似于GB 50021-2001中的Ⅱ類(lèi)環(huán)境類(lèi)型。

GB 50046-95則認(rèn)為，除氣態(tài)介質(zhì)和固態(tài)介質(zhì)考慮到環(huán)境相對(duì)濕度因素外，對(duì)其它三種介質(zhì)均無(wú)環(huán)境因素條件。

（2）對(duì)腐蝕性強(qiáng)弱等級(jí)的量化的不統(tǒng)一

GB 50021-2001將腐蝕等級(jí)劃為微、弱、中、強(qiáng)四個(gè)等級(jí)。GB 50046-95則劃分為弱、中、強(qiáng)三個(gè)等級(jí)（在2008修編后采用與GB50021相一致的水/土腐蝕等級(jí)）。GB/T 50476-2008劃分的環(huán)境作用等級(jí)則為A（輕微）、B（輕度）、C（中度）、D（嚴(yán)重）、E（非常嚴(yán)重）、F（極端嚴(yán)重）六級(jí)。由于上述不同規(guī)范的著眼點(diǎn)不同，致使對(duì)同一腐蝕性介質(zhì)，對(duì)其腐蝕性的量化數(shù)值也存在差異，常見(jiàn)的硫酸根離子是其縮影（表2）。

表2 不同規(guī)范中不同腐蝕等級(jí)的[SO₄^2-]（mg/L）

注：GB/T 50476-2008中，弱、中、強(qiáng)分別對(duì)應(yīng) = 5 \* ROMAN V-C~ = 5 \* ROMAN V-E。

（3）案例舉微

以長(zhǎng)沙軌道交通工程的地下水環(huán)境類(lèi)型劃分為例。長(zhǎng)沙地區(qū)，按環(huán)境類(lèi)型判別水、土對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕性時(shí)，腐蝕介質(zhì)主要為硫酸鹽含量。一般地，本地區(qū)上層滯水中，[SO42-] =200～300mg/L間，孔隙水的[SO42-]=180～295mg/L間。按Ⅰ類(lèi)環(huán)境類(lèi)型則多為弱腐蝕，按 = 2 \* ROMAN II類(lèi)環(huán)境則為微腐蝕，二者相差一個(gè)級(jí)別。不同的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)設(shè)計(jì)、投資、施工的影響自然不同。

眾所周知，部分暴露于大氣中而其他部分接觸含鹽水、土的混凝土構(gòu)件應(yīng)特別考慮鹽結(jié)晶作用，這可能是GB 50021-2001在2009年修訂時(shí)的初衷。不應(yīng)忽視的是，在常年濕潤(rùn)地區(qū)，孔隙水難以蒸發(fā)，不會(huì)發(fā)生鹽結(jié)晶，而長(zhǎng)沙恰恰是這類(lèi)地區(qū)，因此，地下水腐蝕性評(píng)價(jià)時(shí)，按Ⅰ類(lèi)環(huán)境判定值得商榷。

話外音

“先勘察，后設(shè)計(jì)、再施工”是我國(guó)的基本建設(shè)程序�？辈炫c設(shè)計(jì)的脫節(jié)仍未得到根本改善，勘察工作的必要性和重要性自然得到完全彰顯。

以腐蝕性與耐久性而言，影響耐久性不唯腐蝕性，但腐蝕性對(duì)耐久性的作用顯然不可忽視。勘察設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)耐久性指標(biāo)和材料劣化機(jī)理缺乏了解，對(duì)耐久性設(shè)計(jì)概念的模糊，對(duì)土的污染和水的腐蝕性描述與勘察結(jié)論不一致等現(xiàn)象仍然存在。

當(dāng)勘察、設(shè)計(jì)規(guī)范面對(duì)同一環(huán)境、同一介質(zhì)中同一問(wèn)題時(shí)，如何協(xié)調(diào)與統(tǒng)一？是土木范疇里相關(guān)規(guī)范修編時(shí)值得關(guān)注的問(wèn)題。