某水庫混凝土配合比試驗中堿骨料反應抑制措施有效性分析

王婭鴻

（貴州黔水科研試驗測試檢測工程有限公司，貴州 貴陽 550000）

1 工程概況

某水庫位于東經108°16＇，北緯26°07＇，壩址以上集水面積為225 km2。工程任務為供水、灌溉。擋、泄水建筑物、引水等主要建筑物級別為3 級，供水、灌溉輸水主管建筑物及其他次要建筑物級別為4級，灌溉支管及臨時性建筑物級別為5級。庫區邊坡治理級別為4級、大壩壩肩部位邊坡級別為4級，輸水管線建筑物開挖邊坡級別為5 級。對該工程混凝土配合比及原材料進行試驗，最終推薦室內混凝土配合比，為設計、施工提供參考依據。

2 水庫混凝土配合比試驗相關資料

2.1 試驗檢測主要參數及要求

①壩體三級配碾壓混凝土設計齡期極限拉伸值不小于70×10-6；②混凝土線脹系數不小于8.0×10-6；③碾壓混凝土總膠凝材料不宜低于130 kg/m3；④考慮混凝土骨料為潛在危害性的活性骨料，須作好抑制堿活性措施。為保證混凝土的耐久性，按規范要求，水泥中C3A含量宜低于5%，宜采用低堿水泥，水泥堿含量不應大于0.60%，粉煤灰游離氧化鈣含量不大于10%；⑤混凝土中堿含量低于3.00 kg/m3；⑥噴射混凝土總膠凝材料不宜低于400 kg/m3；水泥用量不小于300 kg/m3，其余指標需符合《巖土錨桿與噴射混凝土支護工程技術規范》相關規定。

2.2 混凝土配合比試驗摻合料基本特性

2.2.1 粉煤灰

根據委托方要求，混凝土配合比試驗采用國電都勻發電有限公司福泉電廠生產的II 級粉煤灰，對粉煤灰進行性能檢測，檢測結果滿足規范《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》Ⅱ級粉煤灰要求。

2.2.2 外加劑

①高性能減水劑。根據委托方要求，此次試驗選擇3個外加劑進行物理化學性能檢測，選性能最優的進行混凝土配合比試驗。3 個外加劑分別是貴州科之杰新材料有限公司生產的高性能減水劑（標準型），摻量為1.00%；貴州鐵建恒發新材料科技股份有限公司生產的高性能減水劑（緩凝型），摻量為1.00%；武漢辰龍新材料技術有限公司的高性能減水劑（緩凝型），摻量為1.00%。對減水劑進行物理化學性能檢測，檢測結果均滿足規范《混凝土外加劑》要求。根據性能檢測結果，委托方最終選用貴州科之杰新材料有限公司的減水劑進行混凝土配合比試驗，對高性能減水劑進行相容性試驗檢測。②引氣劑。根據委托方要求，此次試驗選擇2個廠家生產的引氣劑進行物理化學性能檢測，選性能最優的進行混凝土配合比試驗。分別是貴州科之杰新材料有限公司的引氣劑，摻量0.50%；武漢辰龍新材料技術有限公司的引氣劑，摻量1.00%。對引氣劑進行物理化學性能檢測，檢測結果滿足規范《混凝土外加劑》要求。根據性能檢測結果，委托方最終選用貴州科之杰新材料有限公司的引氣劑進行混凝土配合比試驗。③復合型高性能減水劑。根據委托方要求，混凝土配合比試驗采用貴州科之杰新材料有限公司的減水劑，由于委托單位考慮現場施工的方便性，把原來的高性能減水劑和引氣劑改為復合型的高性能減水劑，摻量1.00%，對復合型高性能減水劑進行檢測。④抗沖磨劑。此次抗沖磨混凝土配合比采用武漢三源特種建材有限責任公司生產的抗沖磨劑，摻量為膠材總量的2.50%，對其物理、化學性能指標進行檢測。該抗沖磨劑檢測參考規范《混凝土外加劑》。

2.2.3 骨料

工程混凝土配合比試驗采用的骨料來自于榕江縣溪口水庫工地料場。①母巖巖相分析試驗結果。對該料場的母巖進行巖相分析試驗。②巖石試驗。結果顯示此工程骨料經試驗檢測為有潛在危害性的活性骨料。③細骨料顆粒級配、物理及化學性能指標檢測。經檢測砂料屬粗砂，細度模數3.14。后經篩分、調整后砂料細度模數2.86，石粉含量15.00%。細骨料細度模數及石粉含量滿足《水工碾壓混凝土施工規范》技術指標要求，其余指標滿足《水工混凝土施工規范》技術指標要求。④粗骨料物理化學性能指標檢測。從檢測結果得出大石、中石級配不佳，中石的中徑篩余率為26.90%、大石為0%，未達到《水工混凝土施工規范》要求中徑篩余率宜為40%～70%的技術要求，其余檢測指標符合《水工混凝土施工規范》要求。⑤工地現場板巖軋制的混凝土骨料粒形不佳、針片狀含量高，以現有設備生產出來的碎石級配不滿足規范要求，且又無法更換骨料，試驗中采取摻粉煤灰和外加劑的措施來改善混凝土的和易性和提高混凝土的力學、耐久性能。

3 堿骨料反應抑制措施有效性試驗

為滿足工程要求需進行堿骨料反應抑制措施有效性試驗。針對此工程，采用摻摻和料、外加劑來進行堿骨料反應抑制措施有效性試驗。

3.1 堿骨料反應抑制措施有效性試驗方案

試驗采用國電都勻發電有限公司福泉電廠生產的粉煤灰和貴州科之杰新材料有限公司生產的減水劑與引氣劑進行抑制骨料堿活性效能試驗。分別考慮單摻粉煤灰以及混摻粉煤灰與外加劑，見表1。

表1 堿骨料反應抑制有效性試驗方案表

3.2 堿骨料反應抑制措施有效性試驗數據

①鼓樓水泥和西南水泥分別單摻0%、15%、25%、35%、45%、55%和65%粉煤灰總計14種方案堿骨料反應抑制措施有效性試驗統計數據（包括3d、7d、14d和28d四個齡期下每個方案3組試件總計4齡期12組試件試驗）（表略）。②鼓樓水泥和西南水泥分別混摻0%、15%、25%、35%、45%、55%和65%粉煤灰加減水劑1.00%加引氣劑0.50%總計14種方案堿骨料反應抑制措施有效性試驗統計數據（包括3d、7d、14d和28d四個齡期下每個方案3組試件總計4齡期12組試件試驗）（表略）。③堿骨料反應抑制措施有效性試驗數據對比分析。鼓樓水泥和西南水泥單摻25%、35%、45%、55%和65%粉煤灰以及混摻25%、35%、45%、55%和65%粉煤灰加減水劑、引氣劑28d齡期對比試件膨脹率均小于0.10%，此種狀態下堿骨料反應抑制措施定為有效。

4 結語

混凝土配合比試驗過程中，工地骨料的堿骨料反應抑制措施有效性試驗設計了8大類試驗方案，分別圍繞著鼓樓水泥和西南水泥不摻粉煤灰，單摻15%、25%、35%、45%、55%和65%粉煤灰以及混摻同樣比例的粉煤灰加減水劑、引氣劑等情況展開具體試驗，有10種試驗結果可以定為有效，為保障水庫工程混凝土耐久性提供科學支撐。