乐昌峡水利枢纽坝体混凝土选用骨料潜在碱活性分析及抑制措施研究

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1、第1期广东水利水电No．12012年1月GUANGD0NGWATERRES0URCESANDHYDROPOWERJan．2012乐昌峡水利枢纽坝体混凝土选用骨料潜在碱活性分析及抑制措施研究杨永民，江峰，王立华(1．广东省水利水电科学研究院，广东省水利重点科研基地，广东广州510635；2．广东省乐昌峡水利枢纽管理处，广东乐昌512200)摘要：乐昌峡水利枢纽坝体碾压混凝土浇筑之前，对选用料场的骨料碱活性进行分析，探索存在碱活性的骨料抑制措施。采用综合岩相法和砂浆棒快速法试验对天然砂、砂岩及石灰岩样品分析结果表明：天然砂样品为非活性骨料；砂岩岩芯样品中

2、含有部分具有波状消光特征的变形石英，会因碱活性而使砂浆产生危害性膨胀，为具有潜在危害性碱一硅酸(盐)反应的骨料；石灰岩中存在波状及碎屑状的变形石英等碱活性成份，为具有潜在危害性碱一碳酸盐反应的骨料。掺I级粉煤灰具有抑制骨料碱一硅酸(盐)活性反应的作用，可以将砂岩试件膨胀率控制在0．1％之下，掺I级粉煤灰及II级粉煤灰均可以将石灰岩试件膨胀率控制在0．1％之下。关键宇-乐昌峡水利枢纽；坝体混凝土；骨料；石灰岩；砂岩；碱活性；抑制措施中图分类号：TV544．922文献标识码：B文章编号：1008一叭12(2012)01—0108—04引言1试验用材料及试

3、验方法碱骨料反应是指混凝土中的碱性物质与骨料中的1．1试验用原材料活性成分发生化学反应，引起混凝土内部自膨胀应力而本次研究采用的骨料包括3种天然砂(编号为S1、开裂的现象。碱骨料反应给混凝土工程带来的危害是S2、S3)、3种坝体混凝土备用料场的石灰岩样品(编号相当严重的。因碱骨料反应时间较为缓慢，短则几年、为G1、G2、G3)、3种坝体混凝土备用料场的石英砂岩长则几十年才能被发现⋯。碱骨料反应所导致的严重样品(编号为S1、s2、S3)。后果已逐渐被人们所认识。水工混凝土有其自身的特砂浆棒快速法中采用的高碱水泥为硅酸盐水泥点，在许多方面不同于普通混凝土

4、，如骨料粒径较大、混(含碱量为0．5％，通过外加10％NaOH使水泥含碱量凝土强度等级较低、胶凝材料用量较少、长期处于潮湿提高为0．9％±0．1％)，试验用五级配砂由天然砂筛分环境中、寿命要求较长。近年来，许多水利工程已经开而成。抑制骨料碱骨料反应试验中采用的是韶关某厂始重视碱骨料反应问题，越来越多的工程在开工前对骨的42．5R普通硅酸盐水泥和湖南某电厂的I级粉煤灰。料进行碱活性检验，并采取积极措施预防碱骨料反应的1．2试验方法发生。试验方法参考依据DL／T5151—2001《水工混凝土目前，国内外学者提出了多种碱骨料反应的预砂石骨料试验规程》，骨料

5、碱活性采用岩相法和砂浆棒防方法，其中最具实际工程意义的主要措施就是通快速法综合研究分析，骨料抑制措施试验采用砂浆棒快过控制水泥含碱量、控制混凝土中总含碱量、骨料速法。选择使用、掺混合材。本文针对乐昌峡水利枢纽工岩相法是指通过肉眼和显微镜观察，鉴定各种砂、程坝体混凝土浇筑之前，对备用料场2种岩性(石碎石骨料的种类和矿物成份，从而检验骨料中碱活性的灰岩、砂岩)骨料的碱活性进行研究分析，并对存成份，并根据岩石的矿物组成初步判定该骨料是否具有在碱活性的骨料抑制措施进行探索，以期供同类工碱活性反应。程参考。砂石棒快速法是快速测长检验法，适用于由硅酸盐收稿日期：

6、2011—11—21作者简介：杨永民(1981一)，硕士，工程师，从事工程质量检测及材料试验研究工作。·108·2012年1月第1期杨永民，等：乐昌峡水利枢纽坝体混凝土选用骨料潜在碱活性分析及抑制措施研究No．1Jan．2012矿物组成的骨料样品，能在16d内鉴定出骨料是否会在80~C岩石圆柱体法加速试验是指将岩石圆柱体法砂浆中产生具有潜在危害性膨胀的碱一硅酸反应。试的试件养护温度由规程规定的20℃提高到80％，可以验要求使用的水泥含碱量为0．9％±0．1％的硅酸盐水减少试验周期并提高碱活性反应发生的可能性，以期提泥，骨料为五级配砂，试件的养护条件为

7、浸泡在80~C高控制水平。moL／LNaOH溶液中。2骨料的潜在碱活性反应研究岩石圆柱体法(碳酸盐骨料的碱活性检验)是指在2．1岩相法试验结果及分析规定条件下测量碳酸盐骨料圆柱体试件在碱溶液中产将3种天然砂样品、3种石灰岩及3种砂岩样品制生的长度变化，以鉴定其作为混凝土骨料是否具有碱一成薄片在偏光显微镜下观测，主要矿物成份及潜在活性碳酸盐反应的活性。矿物特征如表1。表1各种骨料样品的岩相特征编量号主一要矿物。成‘份潜在碱活性矿物特征石英：它形晶，不规则状，大小为0．02～0．2mm，主要沿裂隙分布，或零散分布在方解石间，可方解石(含量90％)、石英(

8、含量5％)、绢云母S1见波状消光(含量2％)及不透明矿物(含量3％)绢云母：细鳞片状，大小约为0．O1～0．