丹江口大坝混凝土芯样的微观测试与分析

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发布时间：2021-09-10

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丹江口大坝混凝土芯样的微观测试与分析
李珍。，肖靓，汪在芹
(1．长江科学院材料与结构研究所，武汉430010；2．水利部水工程安全与病害防治工程技术研究中心，武汉430010)
摘要：丹江口大坝初期工程混凝土中含有一定量活性骨料——燧石，使得大坝混凝土存在碱骨料反应发生的风险。
为此，对大坝混凝土进行了取芯研究，重点对原始芯样与养护后芯样采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)进行了微
观测试与分析，以准确判断大坝混凝土碱骨料反应发生情况。分析结果表明：由于建设初期采取的措施得当，运行
4O余年的大坝混凝土没有任何碱骨料反应发生；但是当混凝土芯样在一定的养护条件下，即同时具有活性骨料、碱
和水3个必要条件时，仍会发生显著的碱骨料反应。由此得出：为了保证含有碱活性骨料的大坝混凝土能够长期
安全运行，加高工程混凝土除采取适当的抑制措施以外，还应该加强整个大坝的防渗保护。
关键词：大坝安全；碱活性；碱骨料反应(AAR)；微观测试
中图分类号：TV698．2 文献标识码：A
1 概述
丹江口大坝位于中国湖北省丹江口市，坝长
2．5 km，最大坝高97 m。该坝已历经40余年，大坝
整体运行完好。
在大坝初期建设过程中，长江科学院曾派员前
往现场进行大量的取样和试验工作⋯ 。试验结果
发现，采集到的砂和各级砾石中均含有活性骨
料——燧石。由于采取的措施得当，在历经40余年
后，在大坝上没有发现任何碱骨料反应破坏的痕迹。
针对大坝混凝土中所含骨料的碱活性 J，为确
保大坝能够继续长期安全运行，我们对大坝混凝土
芯样进行了一系列研究：测试混凝土芯样的力学性
能，检查是否有碱骨料反应的发生；将芯样试件置于
一定条件养护后，验证其是否发生碱骨料反应。采
取的微观分析手段为扫描电镜微观分析(SEMA)和
能谱分析(EDSA)。
2 大坝混凝土骨料及其碱活性情况
上世纪60年代初，为了大坝建设的顺利进行，
长江科学院针对丹江口大坝混凝土骨料的碱活性进
行了深人细致的研究⋯ 。
2．1 骨料组成
对从料场取回的骨料样品采用岩相法检验，通
过薄片偏光显微鉴定及肉眼对其进行矿物分析，确
定了大坝混凝土骨料组成，主要结果见表1和表2。
根据岩相分析的结果可以知道，丹江口混凝土
骨料中含有1．55％一2．8％的燧石及玉髓。燧石和
玉髓是典型的活性岩石，可能会引起大坝混凝土的
碱性膨胀。