1、1元氏 1 标工程渠道衬砌混凝土碱骨料反应的控制和预防摘要：混凝土碱骨料反应是指混凝土原材料中的水泥、外加剂、混合材和水中的碱(Na2O 或 K2O)与骨料中的活性成分发生的反应。本文从混凝土碱骨料反应的危害入手，阐述了反应机理、预防措施及控制办法。关键词：混凝土；碱骨料反应；预防及控制 Abstract: the alkali-aggregate reaction in concrete refers to the concrete raw materials of cement, admixture, admixture and water base (Na2O or K2O) and a
2、ctive components of the aggregate reaction. This paper starts from the harm of concrete alkali aggregate reaction, the reaction mechanism, prevention and control measures. Keywords: concrete; alkali aggregate reaction; prevention and control 中图分类号： TV5 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013） 1、混凝土碱骨料反应的危害 混凝土碱
3、骨料反应俗称混凝土癌症，它不同于混凝土表面的蜂窝、麻面等缺陷，也不同于类似低强的实体质量问题，它是最严重的混凝土质量问题，或是质量事故，且是无药可医的重症。它是一个缓慢的反应2过程，一般在混凝土浇筑成型若干年后逐渐反应，反应后的生成物吸水膨胀使混凝土产生内部应力， 膨胀开裂、导致混凝土失去使用功能。由于混凝土的骨料经搅拌后均匀分布，所以一旦发生碱骨料反应，混凝土内各部分均产生膨胀应力，将混凝土自身胀裂、发展严重的只能拆除。 2、混凝土碱量的来源和计算 混凝土的总碱量是指混凝土中的水泥、掺合料、外加剂等原材料含碱质量的总和，以当量氧化钠表示，单位为：kg/m3。配制混凝土时，水泥、外加剂、掺合料
4、所含碱量中，能参与碱骨料反应的有效碱量，按下式计算：水泥中所含的碱均为有效碱含量；粉煤灰中的碱含量的 20%为有效碱含量；矿渣粉中的碱含量的 50%为有效碱含量；硅粉中的碱含量的50%为有效碱含量；外加剂中所含的碱均为有效碱含量。混凝土总碱量=水泥带入碱量+外加剂带入碱量+掺合料中的有效碱含量。 3、混凝土碱骨料反应的发生条件 混凝土碱骨料反应发生的三个必要条件是：活性骨料的存在、混凝土中含有一定数量的碱、以及在混凝土中含有足够的水份。从混凝土碱含量的计算来看，碱骨料反应发生的主要原因是：一是混凝土的原材料水泥、混合材、外加剂和水中含碱量高；尤其是水泥含碱量愈高，混凝土碱含量越大，碱骨料反应的
5、膨胀量愈大，在水泥含碱量低于 0.6时， 就可以避免发生碱骨料反应。 二是骨料中有相当数量的活性成分；在工程中使用碱活性骨料，是导致碱骨料反应发生的主要条件。 三是潮湿多水的环境，有充分的水分或湿空气供应。 34、元氏 1标渠道衬砌工程混凝土碱骨料反应的预防 元氏 1标是南水北调中线干线一个施工项目，全长 10.373km，渠道长 8公里。南水北调中线干线自湖北丹江口水库引水至北京团城湖，绵延一千多公里，主要以明渠形式输水，是典型的水工建筑物，而一旦全线通水后水工建筑物将长期处于饱水状态，长期处于潮湿环境中。南水北调工程投资大，建设期长，要求有较长的使用寿命。然而，也正是由于这一较长的使用寿命
6、要求，为碱骨料反应赢得了足够的时间。一般来说，碱骨料反应是一个较缓慢的过程，需要一个较长的时间。早在 2005年 3月，南水北调中线建管局就混凝土的碱骨料反应问题以法律条例的形式进行了限制，发布了预防混凝土工程碱骨料反应技术条例 ，为有效的预防南水北调中线干线工程混凝土发生碱骨料反应进行了有力的指导。南水北调中线元氏 1标项目，从招标文件的编制开始，从原材料的选取、混凝土配合比的设计、完工工程的验收检查等几个阶段对混凝土碱骨料问题进行了具体的规定，该项目部采取了以下措施进行了混凝土碱骨料反应的预防工作。 4.1 严格控制水泥含碱量 水泥做为混凝土的主要材料，其含碱量的大小对混凝土的碱含量影响很
7、大，渠道衬砌混凝土设计的混凝土标号为：C20W6F150，为达到抗压、抗冻、抗渗等设计指标要求，必须掺入不少量的水泥。因此，为减少水泥引入混凝土中的碱量，在选择考察水泥料源时，我部首先选择考察碱含量小于 0.6%的低碱水泥，在低碱水泥的基础上，选择最低碱含量的水泥。 44.2 控制混凝土的总碱含量 由于混凝土中碱的来源不仅是从水泥，而且从混合材、外加剂、水，甚至有时从骨料(例如砂石骨料)中来，因此应该控制混凝土各种原材料总碱量。该项目部严格遵照设计要求：渠道衬砌混凝土每 m3混凝土中总碱量不得超过 2.5kg，在其他指标满足要求的基础上，选择碱含量最低的水泥、粉煤灰、外加剂，并选择减水性能好的
8、减水剂，并尽量减少外加剂的掺量。在做混凝土的配合比试验时，使混凝土的碱含量严格控制在设计范围之内。4.3 选择非碱骨料 该项目部在施工前按照设计指定的骨料料场进行考察取样。在选用前，首先取样做了骨料的碱活性检验，并尽量使用非碱骨料。4.4 掺混合材，尽量降低胶材用量 掺某些活性混合材可缓解、抑制混凝土的碱骨料反应。在混凝土配合比试验时，掺加适量的粉煤灰抑制碱骨料反应。在满足混凝土各项设计指标及和易性的前提下，尽量减少胶材用量，以尽量减少引入混凝土中的碱量。 5、元氏 1标渠道衬砌混凝土碱骨料反应控制情况 元氏 1段工程项目，渠道衬砌混凝土设计方量约为 8万 m3，自 2010年开工至今已完成
9、78000 m3混凝土施工，施工过程中是从以下几个方面进行混凝土碱骨料反应控制的： 5.1、混凝土原材料碱含量控制：混凝土原材料包括：水泥、粉煤灰、外加剂及砂石骨料。自 2010年开工至主体完工共进行过 28批次水泥的碱含量检测，平均值为：0.56%，总平均值未超出 0.6%的设计要求。进行5过 32批次粉煤灰的碱含量检测，平均值为：1.35%，总平均值未超出 1.5%的设计要求。进行过 45批次混凝土减水剂的碱含量检测，平均值为：10.54%，总平均值未超出 15%的规范要求。砂石骨料的碱活性检测一般每一个施工期检测 1次，施工过程中料源未发生变化，检测结果均为非碱骨料。混凝土各种原材料的碱
10、含量检测均未超标且砂石骨料为非碱骨料，为控制每方混凝土的总碱含量进而控制碱骨料反应奠定了基础。 5.2、混凝土总碱含量检测：该项目部为严格控制衬砌混凝土总碱含量，进而控制混凝土碱骨料反应的发生，在开工伊始，建立了混凝土碱含量动态监控台账，根据渠道衬砌混凝土施工中每一批进场的水泥、粉煤灰、外加剂的碱含量计算每方混凝土的总碱含量，自开工至今共检测387批次，碱含量检测结果为：2.1072.357kg/m3，未超出每 m3混凝土2.5kg含碱量的设计及规范要求。 5.3、渠道衬砌混凝土碱骨料反应控制结果：经过施工过程中严格的控制和把关，南水北调中线元氏 1标工程渠道衬砌混凝土外观平整光滑、内部质量密实，至今未发生过混凝土碱骨料反应，满足了混凝土的设计耐久性要求。 结束语 混凝土工程施工是一个复杂、综合的过程，施工的目的必须保证施工质量，使产品满足设计要求并具备正常的使用功能。混凝土碱骨料反应危害巨大，但是可防、可控，只要我们找准反应发生的机理，从源头上加以控制，层层把关，就一定能保证施工质量。 参考文献： 61南水北调中线干线工程标准 预防混凝土工程碱骨料反应技术条例 2南水北调中线干线工程建设管理局 混凝土工程碱骨料反应控制培训班培训教材
