混凝土碱骨料反应的发生和预防及工程运行实例

混凝土骨料 中含有部分流纹岩、 安山岩等活性岩类 ， 易发生 混凝土碱 骨料反 应 ， 容 进而导致混凝 土酥松 、 膨胀开 裂。为 了避 免碱骨料反应 带来 的危 害 ， 对混凝土碱 骨料反应机理进行 了分析 ， 结合 北方工程 实际采取 了相应措 施 ， 并在工 程运行 过程
中密切关注、 加强监测 。尼尔基水利枢纽工程 ２０ ０ ５年 ９月 １ ３ 闸蓄水 ， １１下 至今 已运行近５ａ 工程质 量 良好 ， 明抑制 混凝 ， 说
２２ 碱 骨料反应 的一般 分类 ． 目前碱骨料反 应一 般 可分 为 ３类 ： 碱硅 酸反应 、 碱碳 酸 反应 、 碱硅 酸盐反应 。能与碱发 生反 应的 活性氧化硅 矿物 有 蛋 白石 ， 玉髓 、 鳞石 英 、 方英 石 、 山玻璃 及结 晶有 缺欠 的石 火 英 以及微晶 、 隐晶石英 等 ， 而这些 活 性矿 物广 泛存 在 于多种
土碱 骨料反应 的措施是成功 的。
关 键 词 ： 土 ； 骨料反应 ； 防措施 ； ； 混凝 碱 预 监测 尼尔基水利枢纽
中图分类号 ：Ｖ ２ ２ Ｔ ４ ．
文献标识码 ： Ｂ
１ 引 言
尼尔基水利 枢纽位 于黑龙 江 省与 内蒙 古 自治 区交界 的
骨料反 应 ， 混凝土 内各部 分均 产生 膨胀 应力 ， 混凝 土 自身 将 膨胀 ， 发展严重 的只能拆除 ， 无法补救 ， 后果非 常严重 。
一
６ — ９
２１ ０ １年 第 ２期 （ ３ 第 ９卷 ）
黑 龙 江 水 利 科 技 Ｈｅ ｏｇ ａｇＳｉｎｅａ ｄＴ ｃｎｌｇ ｆ ｔ ｏｓｒａ ｃ ｉｎｊ ｎ ｃｅｃ ｎ ｅｈ ｏ ｙｏ ｅ Ｃ ｎｅｖｎ ｙ ｌ ｉ ｏ Ｗａ ｒ 析发生混凝土碱骨料破坏 的可能性 。
２１ ０ １年 第 ２期 （ ３ 第 ９卷）
黑
龙
江
水
利
科
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Ｎ ． ． ０ｌ ｏ２ ２ ｌ
Ｈ ｉ ｎｊ ｎ ｃｅｃ ｎ ｅｈｏｏｙｏ ｔ ｏｓｒａｃ ｅ ｏｇ ａｇＳ ｉ ｅａｄＴ ｃｎｌｇ ｆ ｅ Ｃ ｎｅｖｎｙ ｌ ｉ ｎ Ｗａ ｒ
（ ｏａ Ｎ ． ９ Ｔｄ ｌ ｏ３ ）
黏土心墙土石坝 ， 泄洪建筑物为 开敞式 岸坡溢 洪道 ， １ 设 １个 泄流孔 ， 发电厂房为河床式厂房 ， 装有 ４台水 轮发 电机组 ， 单
中的碱发生化学 反应 ， 生成 硅 酸盐凝 胶并 吸水 产生 膨胀 ， 进 机容量为６ ２ ． ５万 ｋ Ｗ。 而导致混凝土骨 料界 面发生 开 裂破 坏。 因此 尼 尔基 工程 在
大坝高４ ．５ｍ， 中主坝 为沥 青混凝 土心墙 土石坝 ， Ｏ ５ 其 副坝为
流纹岩 、 安山岩等 活性岩类 ， 容易 导致 混凝 土发 生碱 骨料 反 应 。因为活性骨料 中的火 山玻璃 质 、 隐晶质 硅酸 盐 、 应变 石
英 、 石英等矿物组分 长期 在潮 湿环 境 中会 与水 泥、 鳞 外加 剂
位厂房和溢洪道 ， 常年运行在水 中的混凝 土基本 上采用 了低 碱 的中热硅酸盐水 泥（ 碱含量为 ０ ５ ％ ） 因而控制 了混凝土 ．６ ， 中的碱含 量 ， 外加剂 采用 Ｇ Ｒ—Ｙ Ｑ一３引气 型高 效减水 剂 和
嫩江干流上 ， 国家 十五计 划 批 准修 建 的大 型 水 利工 程 项 是
目， 也是 国家实施 西部 大开 发 战略 的标 志性工 程 之一 ， 有 具
防洪 、 工农业供水 、 电、 发 航运 、 环境保护 、 苇养殖等 综合 效 鱼
益， 是嫩 江流域 水 资源 开 发 、 止水 旱 灾 害 的控 制 性工 程 。 防
文章 编号 ：０ ７— ５ ６ ２ １ ）２— ０ ９— ２ １０ ７ ９ （０ １０ ０ ６ ０
混凝 土碱 骨料 反 应 的发 生和 预 防及 工 程运 行 实例
董 丽
（ 江县水务局， 嫩 黑龙江 嫩江 １ １０ ） ６４ ０
摘 要 ： 尔基水库大坝属于土石坝坝型 ， 中泄洪建 筑物、 式水 电站厂房 和灌溉 引水 建筑物等为混凝 土建筑物 。由于该工程 ／ Ｅ 其 河床
２ 碱骨料 反Leabharlann 应发 生机 理及预 防 措施 ２ １ 发生机理 ．
开工前对骨料进行碱活性检验 ， 并采取 积极措 施预 防碱骨料
反应的发生 。
碱 骨料反应是混 凝土 原材 料 中的水 泥 、 外加 剂 、 合材 混 和水 中的碱 （ ａ０或 Ｋ Ｏ） Ｎ２ ２ 与骨 料 中的活性 成分 反应 ， 在混 凝土浇筑成 型后 若干 年逐 渐反应 ， 反应 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 土失去设 计性 能。 由于活性骨料经搅拌后大体上 呈均匀分 布 ， 以一 旦发 生碱 所 ［ 收稿 日期】 ０ １— ３—１ ２１ ０ ０
Ｎｏ ２ ０ｌｌ ． ．２
（ ｏａ Ｎ ．９ Ｔ ｄｌ ｏ３ ）
针对混凝土发生 碱骨 料 反应破 坏 必须 同时具 备 的 ３个
条件 ， 防止 混凝土发生碱骨料反应破坏 的技术措施如下 ：
２ ４ １ 混凝土骨料采 用非活性骨料 ．．
根据实验结果综合考虑 ， 对于工 程 中混 凝土 主要集 中部
２ ３ 发生反应破坏 的条件 ．
混 凝土发生碱骨料反应破坏 必须 同时具备 ３个条件 ： ① 凝土用 骨料 中有 相当数量活性成分 ； ②混 凝土 中含有一 定数 量 的碱 ； ③混凝土建筑物在潮湿环境 中运行 。 ２４ 预 防反应破坏 的技术 措施 ．
［ 作者简 介］ 董丽（９９一 ， ， 江嫩 江人 ， １６ ）女 黑龙 工程师 ， 事水利工程勘测设计及施 工工作 。 从
尼 尔 基 水 库 总 库 容 ８． 亿 ｍ ，多 年 平 均 发 电 量 ６１
６ ３７亿 Ｋ ・ 。 ．８ ｗ ｈ
岩石中 ， 迄今 为止 ， 界各 国发 生 的碱骨 料反 应绝 大多 数 为 世
碱硅 酸反应 。 尼 尔基水利 枢纽工程 混凝土 骨料 （ 卵石 ） 河 中含有 部分
水 库枢纽工 程 主要 由主 坝 、 右副 坝 、 左 溢洪 道 、 电厂 发 房、 左岸灌溉管和右 岸灌 溉洞组 成 ， 坝总长７２５ ５ ， 大 ６ ． ５ｉ 最 ｎ