龍馬電站混凝土骨料堿活性試驗及控制措施

摘要：龍馬電站砂石骨料采用砂巖軋制而成，骨料包含泥質砂巖、石英砂巖，經過多次骨料堿活性試驗論證，砂巖含有微晶石英，具有潛在危害性反應的活性骨料，為確保工程安全，提高混凝土耐久性，采取相應措施，降低了混凝土總堿量，減少了混凝土的堿-骨料反應機會。

關鍵詞：龍馬電站；骨料堿活性試驗；措施

1 前言

混凝土的堿骨料反應是指混凝土內水泥的堿性氧化物含量較高時，它會與骨料中的活性二氧化硅發生化學反應，在骨料表面生成一層復雜的堿-硅酸凝膠，當吸水后，會產生很大的體積膨脹（約增大3倍以上），從而導致混凝土膨脹開裂致破壞，混凝土的堿骨料反應破壞，反應緩慢，潛在期長，往往要經過若干年甚至幾十年才會出現，破壞性大，涉及到整個混凝土結構。

2 工程混凝土澆筑的骨料來源

引水道、排砂洞及廠房土建混凝土工程骨料來源主要由中水十四局龍馬電站骨料加工系統生產成品骨料或墨江文武鄉龍馬砂石料場生產的天然河砂和卵石，生產骨料的毛料場包括清水河料場、舊家箐料場、溢洪道開挖料、糖廠河床料場。

3 骨料的堿活性試驗

3.1 巖相法鑒定

巖相法試驗是通過肉眼和顯微鏡觀察，鑒定砂、石骨料的種類和礦物成分，其檢測結果如下（表1）：

由表1、2鑒定特征看，舊家箐料場、清水河料場、溢洪道料場均屬于堿活性礦物，天然河砂存在潛在的堿活性，但含量是否超標，需要通過其他堿活性試驗方法來進一步綜合判定。

快速壓蒸法鑒定

3.3 砂漿棒快速法鑒定

砂漿棒快速法按照《水工混凝土砂石骨料試驗規程》DL/T5151-2001進行，該方法能在14d內檢測出骨料在砂漿中的潛在有害的堿-硅酸反應，尤其適用于檢驗反應緩慢或只在后期才產生膨脹的骨料。評定標準：砂漿試件14d的膨脹率小于0.1%，骨料為非堿活性；大于0.2%，骨料具有潛在危害反應的活性骨料。

4 堿骨料反應的預防措施

結合巖相法、砂漿快速壓蒸法和砂漿棒快速法檢測結果，龍馬電站料場骨料均評定為具有潛在危害性反應的活性骨料（堿-硅酸反應），針對混凝土工程發生堿骨料反應需要具備的三個條件，堿骨料反應條件是在混凝土配制時形成的，即配制的混凝土中只要有足夠的堿和反應性骨料，在混凝土澆筑后就會逐漸反應，在反應產物的逐漸吸水膨脹和內應力足以使混凝土開裂的時候，工程便開始出現裂縫。

4.1 優選低堿含量水泥

根據《水工混凝土施工規范》（DL/T5144-2001）規定：當使用活性骨料時，水泥堿含量不大于0.6％，水泥中堿含量按Na2O+0.658K2O計算。龍馬電站水泥廠家選用兩個，主要是云南普洱及景谷泰裕生產的普通硅酸鹽水泥42.5。

4.2 摻用粉煤灰降低混凝土總堿含量

摻某些活性混合材可緩解、抑制混凝土的堿骨料反應。外摻粉煤灰也很有效、經試驗，即使含堿量高的粉煤灰、如果取代20％的水泥，也可有效地抑制堿骨料反應。根據當地實際情況，粉煤灰采購困難，成本較高，通過骨料的堿活性試驗，具有潛在危害性反應的活性骨料，為了有效控制混凝土總堿含量摻用了粉煤灰，經摻用不摻用的試驗論證，進行了混凝土總堿含量對比。

4.3 嚴格控制外加劑帶入混凝土中的堿含量

本工程主要采用了緩凝高效減水劑，高效減水劑化學性能別于普通減水劑，本產品屬于萘系減水劑，主要成分：低分子量的聚合物、高分子量的聚合物、硫酸鹽、其他成分，緩凝高效減水劑為外加劑另一品種，制備時在高效減水劑加入適量緩凝成分。萘系減水劑是在高溫下將熔融的萘用濃硫酸磺化，磺化劑一般為Na2HSO3和Na2SO3，生產中帶入了Na離子成分。

5 應用措施效果分析

根據龍馬電站當地的實際情況，采取了相應措施，應用中效果明顯。采取措施前與應用措施后進行了混凝土總堿含量對比。采取措施后C20W6F100混凝土總堿含量降低了52.6%、C25W6F100混凝土總堿含量降低了47.6%、C30混凝土總堿含量降低了47.8%，應用措施后混凝土的總堿含量控制在設計指標之下，且含量較低，效果明顯。

6 結語

結合巖相法、砂漿棒快速法、砂漿快速壓蒸法等各種方法檢驗結果，龍馬水電站舊家箐料場、溢洪道開挖料、清水河料場人工砂、糖廠河床料場砂礫料試驗均具有潛在危害性反應的活性骨料，從混凝土的耐久性和工程安全的角度考慮，根據當地實際情況采取了措施，嚴格控制工程混凝土總堿含量，有效控制在設計指標之下。預防措施還包括骨料的另選、隔離水源，但是在當地的實際情況，該預防措施會增大工程成本。根據當地的資源和氣候影響，采取上述三種情況混凝土含堿量能大大的降低，從而混凝土成本不會加大。

參考文獻

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[2]南水北調中線干線工程建設管理局.預防混凝土工程堿骨料反應技術條例(南水北調中線干線工程標準)[S].2005

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