混凝土碱骨料反应的预防与监测

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发布时间：2021-09-18

资料介绍

混凝土碱骨料反应的预防与监测
周丽．张鹤
(嫩江尼尔基水利水电有限责任公司，黑龙江齐齐哈尔161005)
[摘要]文章介绍了碱骨料反应发生机理及预防措施。同时介绍了尼尔基水利枢纽工程运行
中，由于混凝土骨料中含有部分流纹岩、安山岩等活性盐类．因此容易发生混凝土碱骨料反应
破坏。针对此状况，采取相对措施，并在工程运行中密切关注，加强监测，从而抑制了混凝土碱
骨料反应发生。
[关键词]混凝土；碱骨料反应；预防措施；尼尔基水利枢纽
[中图分类号]TV431 [文献标识码]A
1 碱骨料反应发生机理及预防措施
碱骨料反应是混凝土原材料中的水泥、外加
剂、混合材和水中的碱(Na O或 o)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，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，
将混凝土自身膨胀，发展严重的只能拆除，无法补
救，后果非常严重。
目前碱骨料反应一般可分为碱硅酸反应、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、火山
玻璃及结晶有缺欠的石英以及微晶、隐晶石英等，
而这些活性矿物广泛存在于多种岩石中，迄今为
止。世界各国发生的碱骨料反应绝大多数为碱硅
酸反应。
混凝土发生碱一骨料反应破坏必须同时具备：
混凝土骨料中有相当数量活性成分；混凝土中含
有一定数量的碱：混凝土建筑物在潮湿环境中运
行。因此．为防止混凝土发生碱一骨料反应破坏而
采取的技术措施有：
(1)混凝土骨料采用非活性骨料
活性骨料的存在是发生碱一骨料反应的根源．
因此，在工程初步设计阶段，需要对工程混凝土选
用骨料进行详细的勘探试验．选择储量丰富的非
活性骨料作为混凝土骨料场。若经检测为活性骨
料，则不能使用；若经与非活性骨料按一定比例混
合后，经试验对工程无损害时，方可按试验的比例
· 】6 ·
混合使用。
(2)控制混凝土中的碱含量
碱骨料反应是否发生和发生的程度主要取决
于混凝土中的碱含量。如果水利工程的地质勘探
资料显示确实没有储量丰富的非活性骨料作为混
凝土骨料使用，使用低碱水泥(碱含量低于0．6％)、
掺合料(碱含量低于1．5％)、外加剂等材料，以控制
混凝土中的碱含量。
(3)在混凝土中掺加活性矿物质掺合料取代部
分水泥
大量的研究表明，对于非用活性骨料不可的工
程而言．用粉煤灰、矿渣、硅灰等一些混合材部分
地取代水泥可以抑制碱一骨料反应。但是，如使用
不当。仍然可能发生较严重的碱一骨料反应。从抑
制碱骨料反应角度看，混合材料必须超过一定的
掺量，硅粉的掺量应不低于10％~15％，粉煤灰掺量
应大于30％，矿渣掺量应大于50％，实际掺量应根
据骨料的活性和混合材的品质并通过试验确定。
(4)在混凝土建筑物表面设置防潮阻水层
如果条件允许。在混凝土构筑物表面涂刷封
闭材料(如聚脲涂层)，也可以防止水分渗透至混
凝士内部，进而防止混凝土发生碱骨料反应。
2 尼尔基工程预防混凝土碱骨料反应措施
尼尔基水利枢纽属于土石坝坝型。其中泄洪
建筑物、河床式水电站厂房和灌溉引水建筑物等均
为混凝土建筑物。由于尼尔基水利枢纽工程混凝土
骨料(河卵石)中含有部分流纹岩、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