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摘要:龙马电站砂石骨料采用砂岩轧制而成,骨料包含泥质砂岩、石英砂岩,经过多次骨料碱活性试验论证,砂岩含有微晶石英,具有潜在危害性反应的活性骨料,为确保工程安全,提高混凝土耐久性,采取相应措施,降低了混凝土总碱量,减少了混凝土的碱-骨料反应机会。
关键词:龙马电站;骨料碱活性试验;措施
1 前言
混凝土的碱骨料反应是指混凝土内水泥的碱性氧化物含量较高时,它会与骨料中的活性二氧化硅发生化学反应,在骨料表面生成一层复杂的碱-硅酸凝胶,当吸水后,会产生很大的体积膨胀(约增大3倍以上),从而导致混凝土膨胀开裂致破坏,混凝土的碱骨料反应破坏,反应缓慢,潜在期长,往往要经过若干年甚至几十年才会出现,破坏性大,涉及到整个混凝土结构。
2 工程混凝土浇筑的骨料来源
引水道、排砂洞及厂房土建混凝土工程骨料来源主要由中水十四局龙马电站骨料加工系统生产成品骨料或墨江文武乡龙马砂石料场生产的天然河砂和卵石,生产骨料的毛料场包括清水河料场、旧家箐料场、溢洪道开挖料、糖厂河床料场。
3 骨料的碱活性试验
3.1 岩相法鉴定
岩相法试验是通过肉眼和显微镜观察,鉴定砂、石骨料的种类和矿物成分,其检测结果如下(表1):
由表1、2鉴定特征看,旧家箐料场、清水河料场、溢洪道料场均属于碱活性矿物,天然河砂存在潜在的碱活性,但含量是否超标,需要通过其他碱活性试验方法来进一步综合判定。
快速压蒸法鉴定
3.3 砂浆棒快速法鉴定
砂浆棒快速法按照《水工混凝土砂石骨料试验规程》DL/T5151-2001进行,该方法能在14d内检测出骨料在砂浆中的潜在有害的碱-硅酸反应,尤其适用于检验反应缓慢或只在后期才产生膨胀的骨料。评定标准:砂浆试件14d的膨胀率小于0.1%,骨料为非碱活性;大于0.2%,骨料具有潜在危害反应的活性骨料。
4 碱骨料反应的预防措施
结合岩相法、砂浆快速压蒸法和砂浆棒快速法检测结果,龙马电站料场骨料均评定为具有潜在危害性反应的活性骨料(碱-硅酸反应),针对混凝土工程发生碱骨料反应需要具备的三个条件,碱骨料反应条件是在混凝土配制时形成的,即配制的混凝土中只要有足够的碱和反应性骨料,在混凝土浇筑后就会逐渐反应,在反应产物的逐渐吸水膨胀和内应力足以使混凝土开裂的时候,工程便开始出现裂缝。
4.1 优选低碱含量水泥
根据《水工混凝土施工規范》(DL/T5144-2001)规定:当使用活性骨料时,水泥碱含量不大于0.6%,水泥中碱含量按Na2O+0.658K2O计算。龙马电站水泥厂家选用两个,主要是云南普洱及景谷泰裕生产的普通硅酸盐水泥42.5。
4.2 掺用粉煤灰降低混凝土总碱含量
掺某些活性混合材可缓解、抑制混凝土的碱骨料反应。外掺粉煤灰也很有效、经试验,即使含碱量高的粉煤灰、如果取代20%的水泥,也可有效地抑制碱骨料反应。根据当地实际情况,粉煤灰采购困难,成本较高,通过骨料的碱活性试验,具有潜在危害性反应的活性骨料,为了有效控制混凝土总碱含量掺用了粉煤灰,经掺用不掺用的试验论证,进行了混凝土总碱含量对比。
4.3 严格控制外加剂带入混凝土中的碱含量
本工程主要采用了缓凝高效减水剂,高效减水剂化学性能别于普通减水剂,本产品属于萘系减水剂,主要成分:低分子量的聚合物、高分子量的聚合物、硫酸盐、其他成分,缓凝高效减水剂为外加剂另一品种,制备时在高效减水剂加入适量缓凝成分。萘系减水剂是在高温下将熔融的萘用浓硫酸磺化,磺化剂一般为Na2HSO3和Na2SO3,生产中带入了Na离子成分。
5 应用措施效果分析
根据龙马电站当地的实际情况,采取了相应措施,应用中效果明显。采取措施前与应用措施后进行了混凝土总碱含量对比。采取措施后C20W6F100混凝土总碱含量降低了52.6%、C25W6F100混凝土总碱含量降低了47.6%、C30混凝土总碱含量降低了47.8%,应用措施后混凝土的总碱含量控制在设计指标之下,且含量较低,效果明显。
6 结语
结合岩相法、砂浆棒快速法、砂浆快速压蒸法等各种方法检验结果,龙马水电站旧家箐料场、溢洪道开挖料、清水河料场人工砂、糖厂河床料场砂砾料试验均具有潜在危害性反应的活性骨料,从混凝土的耐久性和工程安全的角度考虑,根据当地实际情况采取了措施,严格控制工程混凝土总碱含量,有效控制在设计指标之下。预防措施还包括骨料的另选、隔离水源,但是在当地的实际情况,该预防措施会增大工程成本。根据当地的资源和气候影响,采取上述三种情况混凝土含碱量能大大的降低,从而混凝土成本不会加大。
参考文献
[1]DL/T5151-2001,水工混凝土砂石骨料试验规程[S]
[2]南水北调中线干线工程建设管理局.预防混凝土工程碱骨料反应技术条例(南水北调中线干线工程标准)[S].2005
[3]莫祥银,许仲梓,唐明述.国内外混凝土碱集料反应研究综述[J].材料科学与工程,2002,20(1):128-132
关键词:龙马电站;骨料碱活性试验;措施
1 前言
混凝土的碱骨料反应是指混凝土内水泥的碱性氧化物含量较高时,它会与骨料中的活性二氧化硅发生化学反应,在骨料表面生成一层复杂的碱-硅酸凝胶,当吸水后,会产生很大的体积膨胀(约增大3倍以上),从而导致混凝土膨胀开裂致破坏,混凝土的碱骨料反应破坏,反应缓慢,潜在期长,往往要经过若干年甚至几十年才会出现,破坏性大,涉及到整个混凝土结构。
2 工程混凝土浇筑的骨料来源
引水道、排砂洞及厂房土建混凝土工程骨料来源主要由中水十四局龙马电站骨料加工系统生产成品骨料或墨江文武乡龙马砂石料场生产的天然河砂和卵石,生产骨料的毛料场包括清水河料场、旧家箐料场、溢洪道开挖料、糖厂河床料场。
3 骨料的碱活性试验
3.1 岩相法鉴定
岩相法试验是通过肉眼和显微镜观察,鉴定砂、石骨料的种类和矿物成分,其检测结果如下(表1):
由表1、2鉴定特征看,旧家箐料场、清水河料场、溢洪道料场均属于碱活性矿物,天然河砂存在潜在的碱活性,但含量是否超标,需要通过其他碱活性试验方法来进一步综合判定。
快速压蒸法鉴定
3.3 砂浆棒快速法鉴定
砂浆棒快速法按照《水工混凝土砂石骨料试验规程》DL/T5151-2001进行,该方法能在14d内检测出骨料在砂浆中的潜在有害的碱-硅酸反应,尤其适用于检验反应缓慢或只在后期才产生膨胀的骨料。评定标准:砂浆试件14d的膨胀率小于0.1%,骨料为非碱活性;大于0.2%,骨料具有潜在危害反应的活性骨料。
4 碱骨料反应的预防措施
结合岩相法、砂浆快速压蒸法和砂浆棒快速法检测结果,龙马电站料场骨料均评定为具有潜在危害性反应的活性骨料(碱-硅酸反应),针对混凝土工程发生碱骨料反应需要具备的三个条件,碱骨料反应条件是在混凝土配制时形成的,即配制的混凝土中只要有足够的碱和反应性骨料,在混凝土浇筑后就会逐渐反应,在反应产物的逐渐吸水膨胀和内应力足以使混凝土开裂的时候,工程便开始出现裂缝。
4.1 优选低碱含量水泥
根据《水工混凝土施工規范》(DL/T5144-2001)规定:当使用活性骨料时,水泥碱含量不大于0.6%,水泥中碱含量按Na2O+0.658K2O计算。龙马电站水泥厂家选用两个,主要是云南普洱及景谷泰裕生产的普通硅酸盐水泥42.5。
4.2 掺用粉煤灰降低混凝土总碱含量
掺某些活性混合材可缓解、抑制混凝土的碱骨料反应。外掺粉煤灰也很有效、经试验,即使含碱量高的粉煤灰、如果取代20%的水泥,也可有效地抑制碱骨料反应。根据当地实际情况,粉煤灰采购困难,成本较高,通过骨料的碱活性试验,具有潜在危害性反应的活性骨料,为了有效控制混凝土总碱含量掺用了粉煤灰,经掺用不掺用的试验论证,进行了混凝土总碱含量对比。
4.3 严格控制外加剂带入混凝土中的碱含量
本工程主要采用了缓凝高效减水剂,高效减水剂化学性能别于普通减水剂,本产品属于萘系减水剂,主要成分:低分子量的聚合物、高分子量的聚合物、硫酸盐、其他成分,缓凝高效减水剂为外加剂另一品种,制备时在高效减水剂加入适量缓凝成分。萘系减水剂是在高温下将熔融的萘用浓硫酸磺化,磺化剂一般为Na2HSO3和Na2SO3,生产中带入了Na离子成分。
5 应用措施效果分析
根据龙马电站当地的实际情况,采取了相应措施,应用中效果明显。采取措施前与应用措施后进行了混凝土总碱含量对比。采取措施后C20W6F100混凝土总碱含量降低了52.6%、C25W6F100混凝土总碱含量降低了47.6%、C30混凝土总碱含量降低了47.8%,应用措施后混凝土的总碱含量控制在设计指标之下,且含量较低,效果明显。
6 结语
结合岩相法、砂浆棒快速法、砂浆快速压蒸法等各种方法检验结果,龙马水电站旧家箐料场、溢洪道开挖料、清水河料场人工砂、糖厂河床料场砂砾料试验均具有潜在危害性反应的活性骨料,从混凝土的耐久性和工程安全的角度考虑,根据当地实际情况采取了措施,严格控制工程混凝土总碱含量,有效控制在设计指标之下。预防措施还包括骨料的另选、隔离水源,但是在当地的实际情况,该预防措施会增大工程成本。根据当地的资源和气候影响,采取上述三种情况混凝土含碱量能大大的降低,从而混凝土成本不会加大。
参考文献
[1]DL/T5151-2001,水工混凝土砂石骨料试验规程[S]
[2]南水北调中线干线工程建设管理局.预防混凝土工程碱骨料反应技术条例(南水北调中线干线工程标准)[S].2005
[3]莫祥银,许仲梓,唐明述.国内外混凝土碱集料反应研究综述[J].材料科学与工程,2002,20(1):128-132