1DB21/TXXXX—XXXX水工混凝土預防堿骨料反應技術(shù)規(guī)范本文件規(guī)定了水工混凝土用骨料堿活性檢驗方法、抑制堿-硅酸反應活性技術(shù)措施及抑制有效性的檢驗方法。本文件適用于水工混凝土用骨料堿活性的檢驗及抑制。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T176水泥化學分析方法GB/T1596用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB8076混凝土外加劑GB/T8077混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗方法GB/T18046用于水泥、砂漿和混凝土中的粒化高爐礦渣粉GB/T27690砂漿和混凝土用硅灰GB/T50733預防混凝土堿骨料反應技術(shù)規(guī)范GB/T50784混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測技術(shù)標準DL/T5298水工混凝土抑制堿-骨料反應技術(shù)規(guī)范JGJ63混凝土用水標準SL251水利水電工程天然建筑材料勘察規(guī)程SL/T352水工混凝土試驗規(guī)程SL654水利水電工程合理使用年限及耐久性設計規(guī)范SL677水工混凝土施工規(guī)范3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1有效堿含量effectivealkalicontent混凝土原材料中能參與堿-骨料反應的堿的含量，以當量Na2O表示，即Na2O含量與0.658倍的K2O含量之和，用百分數(shù)表示。[來源：DL/T5298-2013，2.0.1]3.2堿-骨料反應alkali-aggregatereaction2DB21/TXXXX—XXXX混凝土中的堿與骨料中的堿活性礦物發(fā)生化學反應，導致混凝土產(chǎn)生膨脹開裂的現(xiàn)象。[來源：DL/T5298-2013，2.0.2]3.3堿-硅酸反應alkali-silicareaction混凝土中的堿與骨料中的堿活性SiO2發(fā)生化學反應，導致混凝土產(chǎn)生膨脹開裂的現(xiàn)象。[來源：DL/T5298-2013，2.0.3]3.4堿-碳酸鹽反應alkali-carbonatereaction混凝土中的堿與碳酸鹽骨料中活性白云石晶體發(fā)生化學反應，導致混凝土產(chǎn)生膨脹開裂的現(xiàn)象。[來源：DL/T5298-2013，2.0.4]4基本規(guī)定4.1用于水工混凝土的骨料宜釆用非堿活性骨料。對采用堿活性骨料或設計要求預防堿骨料反應的混凝土工程，應采取預防混凝土堿骨料反應的技術(shù)措施，對于具有潛在危害的堿-硅酸反應活性的骨料也可采取預防混凝土堿骨料反應的技術(shù)措施。4.2對于大型或重要的混凝土工程，骨料堿活性檢驗和抑制骨料堿活性措施有效性檢驗宜進行不同檢驗檢測機構(gòu)的比對試驗。5骨料堿活性檢驗5.1取樣內(nèi)容5.1.1在勘察和選擇骨料料場時，骨料堿活性的檢驗取樣應符合以下規(guī)定：a)從砂礫料料場和人工骨料料場取樣時，應符合SL251的有關規(guī)定，樣品應為開采或爆破的料場非表層部分；b)每份樣品應至少進行2組堿活性檢驗；c)每組試樣的最小取樣量應滿足SL251的相關要求。5.1.2成品料場骨料堿活性的檢驗取樣應符合以下規(guī)定：a)為了確保取樣的準確性和代表性，應該在不同的料場中進行采樣，并選取至少3組具有代表性的樣品。在取樣之前，需要先將取樣部位的表層骨料除去。對于細骨料，需要從每批骨料中均勻選擇8個部位，并將相等數(shù)量的細骨料混合成1組樣品。而對于粗骨料，應該從每批骨料中均勻選取15個部位，并將數(shù)量大致相等的粗骨料混合成1組樣品。為了確保樣品的均勻性，需要充分混合，并使用四分法進行縮取。b)對于料源穩(wěn)定的料場，應每3個月檢驗一批次，每批次至少選取3組有代表性的樣品。料源發(fā)生變化時，應重新取樣檢驗。5.1.3現(xiàn)場施工用骨料堿活性的檢驗取樣應符合以下規(guī)定：3DB21/TXXXX—XXXXa)當采購產(chǎn)地發(fā)生變化時，應對進場骨料至少選取3組有代表性的樣品進行檢驗；b)采用商品混凝土時，應提前對擬采用的骨料開展堿活性檢驗，并保證骨料的穩(wěn)定性，細骨料同料源每1200t抽檢1組；粗骨料應按同料源2000t抽檢1組；c)采用自拌混凝土時，首批進場完成檢測后，當料源穩(wěn)定時，可每月檢驗1組。5.2試驗方法5.2.1骨料的堿活性檢驗方法有巖相法、巖石柱法、砂漿棒快速法、混凝土棱柱體法，具體試驗方法應符合SL/T352的規(guī)定。5.2.2宜采用巖相法對骨料的巖石類別和堿活性進行檢驗，檢驗結(jié)果按下列規(guī)定處理：a)檢驗結(jié)果為不含堿活性礦物的骨料可不再進行檢驗。b)檢驗結(jié)果為堿-硅酸反應活性骨料檢驗方法可采用砂漿棒快速法、混凝土棱柱體法。c)檢驗結(jié)果為堿-碳酸鹽反應活性骨料檢驗方法可采用巖石柱法、混凝土棱柱體法。5.2.3對于棱柱體法檢測全級配混凝土試驗方法宜按附錄A進行。5.3檢驗結(jié)果評價5.3.1檢驗報告結(jié)論應明確骨料堿活性類型。5.3.2當同一檢驗批的同一檢驗項目采取一組以上試驗時，應取所有試驗結(jié)果中膨脹率最大者作為檢驗結(jié)果。5.3.3巖相法、砂漿棒快速法、巖石柱法和混凝土棱柱體法的試驗結(jié)果判定應符合SL/T352的規(guī)定。5.3.4當巖相法、砂漿棒快速法、巖石柱法、混凝土棱柱體法的檢驗結(jié)果不一致時，應以混凝土棱柱體法檢驗結(jié)果為準。5.3.5當采用砂漿棒快速法14d試驗結(jié)果在0.10%～0.20%時，應延長觀測時間至28d，如膨脹率小于0.2%，判定為不具有潛在危害性反應的堿活性骨料，如果28d膨脹率大于0.2%時，宜開展混凝土棱柱體法試驗進行判定,或可結(jié)合工程實際情況采取抑制混凝土堿骨料反應技術(shù)措施并開展抑制措施有效性檢驗。6抑制骨料堿-硅酸反應的技術(shù)措施6.1一般規(guī)定6.1.1具有堿-碳酸反應活性的骨料不應用于除一類環(huán)境（詳見表1）的混凝土工程。6.1.2堿-硅酸反應活性骨料在5.3.5條件下用于水工混凝土工程時，應采取技術(shù)措施抑制骨料堿-硅酸反應并驗證抑制措施的有效性。6.1.3抑制骨料堿-硅酸反應可采用摻活性摻合料和外加劑、使用低堿水泥、控制混凝土總堿量等措施抑制混凝土堿-骨料反應。6.2原材料6.2.1水泥堿含量不宜大于0.60%，試驗方法按GB/T176執(zhí)行，散裝水泥應按每400t（袋裝水泥每200t）為一個檢驗批。水泥品種宜采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、中熱硅酸鹽水泥、低熱硅酸鹽水4DB21/TXXXX—XXXX泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥等。6.2.2粉煤灰宜采用F類的I級或Ⅱ級粉煤灰，堿含量不宜大于2.0%，試驗方法按GB/T176執(zhí)行，粉煤灰應按每200t為一個檢驗批。粉煤灰其他指標應符合GB/T1596的規(guī)定。6.2.3?；郀t礦渣粉堿含量不宜大于1.0%，試驗方法按GB/T176執(zhí)行，?；郀t礦渣粉應按每200t為一個檢驗批。粒化高爐礦渣粉其他指標應符合GB/T18046的規(guī)定。[來源：DL/T5298-2013，4.3.3]6.2.4硅灰的二氧化硅含量不宜小于90%，堿含量不宜大于1.5%，試驗方法按GB/T176執(zhí)行，硅灰應按每20t為一個檢驗批。硅灰其他指標應符合GB/T27690的規(guī)定。6.2.5不足一個檢驗批量的混凝土原材料應作為一個檢驗批。同一廠家的同批出廠材料，用于同時施工且屬于同一工程項目的多個單位工程可檢一批次。采用摻加活性摻合料作為抑制措施時，摻合料的種類、摻量的確定應符合SL/T352的規(guī)定外，摻合料摻量宜按附錄B選取。6.2.6宜采用低堿含量的外加劑，折固后總堿含量不宜大于0.25kg/m3，試驗方法按GB/T8077執(zhí)行，外加劑其他指標應符合GB8076的規(guī)定。外加劑應按摻量劃分檢驗批次，摻量大于或等于1.0%的外加劑以100t為一檢驗批，摻量小于1.0%的外加劑以50t為一個檢驗批，摻量小于0.01%的外加劑以1t~2t為一個檢驗批。6.2.7當采用外加劑作為抑制材料時，在滿足上述要求時還應滿足如下要求：a)對于引調(diào)水工程直接接觸水源的混凝土，嚴禁使用含有六價鉻鹽、亞硝酸鹽和硫氰酸鹽成分的混凝土外加劑；b)與鋅鋼材或鋁鐵相接觸部位的混凝土結(jié)構(gòu)、外露鋼筋預埋鐵件而無防護措施的混凝土結(jié)構(gòu)、使用直流電源的混凝土結(jié)構(gòu)、距高壓直流電源100m以內(nèi)的混凝土結(jié)構(gòu)，嚴禁使用含有強電解質(zhì)無機鹽的外加劑；c)用于辦公、居住等有人員活動的建筑工程，嚴禁使用含有硝酸銨、碳酸銨、尿素類的外加劑；d)預應力混凝土結(jié)構(gòu)，嚴禁使用含有亞硝酸鹽、碳酸鹽外加劑。6.2.8拌合用水堿含量不應大于1500mg/L，水的堿含量試驗方法按JGJ63執(zhí)行，拌合用水應按同一水源不少于一個檢驗批。6.3混凝土總堿量依據(jù)SL654對水工建筑物所處的侵蝕環(huán)境按表1進行分類；配筋混凝土最大總堿量應符合表2的要求。表1環(huán)境分類一二三四海上大氣區(qū)；輕度鹽霧作用區(qū)；海水水位變化區(qū)；中5DB21/TXXXX—XXXX五使用除冰鹽的環(huán)境；海水浪濺區(qū)；重度鹽霧作用區(qū)；注1：海上大氣區(qū)與浪濺區(qū)的分界線為設計最高水位加1.5m；浪濺區(qū)與水位變化區(qū)的分界線為設計最高水位減1.0m；水位變化區(qū)與水下區(qū)的分界線為設計最低水位減1.0m；重度鹽霧作用區(qū)為離漲潮岸線50m內(nèi)的陸上室外環(huán)境；輕度鹽霧作用區(qū)為離漲潮岸線50m～注2：凍融比較嚴重的二類、三類、四類環(huán)境條件下的建筑物，可將其環(huán)境類別分別提高為表2混凝土中最大總堿量限制一二三四五混凝土配合比設計階段的混凝土總堿量按式（1）計算：Mh=wc×Cc+wa×Ca+wm×Cm+ww×Cw 式中：Mh——混凝土的總堿量（kg/m3Wc——混凝土水泥用量（kg/m3Wa——混凝土外加劑用量（kg/m3Wm——混凝土摻合料用量（kg/m3Ww——混凝土拌合用水量（kg/m3Cc——水泥堿含量（%）；Ca——外加劑堿含量（%）；Cm——摻合料有效堿含量（%）；Cw——拌合水堿含量（%）；Cc、Ca、Cw（水泥堿含量、外加劑堿含量、拌合水堿含量）按100%堿含量計算；Cm（摻合料有效堿含量）按以下方法計算：1)粉煤灰有效堿含量可按粉煤灰堿含量的1/5計算；2)硅灰有效堿含量可按硅灰堿含量的1/2計算；3)?；郀t礦渣粉有效堿含量可按?；郀t礦渣粉堿含量的1/2計算；4)其他礦物摻合料的有效堿含量宜通過試驗研究確定。7抑制骨料堿-硅酸反應活性有效性試驗7.1堿-硅酸反應活性骨料用于工程時，工程使用的水泥、摻合料等原材料應檢驗其抑制堿-骨料反應有效性，可每6個月檢驗一次。水泥、摻合料等原材料來源發(fā)生變化時，應重新檢驗其抑制堿-骨料反應有效性。7.2抑制骨料堿-硅酸反應活性有效性試驗可采用砂漿棒快速法或混凝土棱柱體法。7.3對1級和2級水工混凝土建筑物，或常年處于潮濕環(huán)境的重要混凝土結(jié)構(gòu)部位，宜采用抑制堿-骨料反應有效性試驗（混凝土棱柱體法）進行不少于2年的長期觀測，當不具備長期觀測條件的，可在6DB21/TXXXX—XXXX混凝土結(jié)構(gòu)體達到設計齡期后取芯檢測混凝土總堿量和可溶性總堿量，進行綜合評定?；炷量倝A量及可溶性總堿量按附錄C檢測。7.4當采用砂漿棒快速法進行抑制堿-骨料反應有效性檢驗時，若14d齡期試件長度膨脹率小于0.03%時，則抑制效果評定為有效；[來源：GB/T50733-2011，5.0.2]若14d齡期試件長度膨脹率大于0.03%，則延長觀測至28d；若28d齡期試件長度膨脹率小于0.10%，則抑制效果評定為有效。[來源：SL/T352，3.40.4]7.5采用混凝土棱柱體法進行抑制堿-骨料反應有效性檢驗時，若2年齡期試件長度膨脹率小于0.04%，則抑制效果評定為有效。7.6當砂漿棒快速法與混凝土棱柱體法的結(jié)果不一致時，以混凝土棱柱體法的試驗結(jié)果為準。7.7當需要對混凝土實體進行堿-骨料反應的危害性檢驗時，應根據(jù)工程部位、澆筑批次、配合比、工作環(huán)境等因素劃分檢測單元，可進行實體取樣按附錄A檢測，按徑向與軸向試驗結(jié)果取最大值，參照棱柱體試驗結(jié)果處理。7.8當抑制的堿骨料用于有抗凍性要求的水工混凝土時，宜對檢驗齡期后的試件開展氣泡參數(shù)試驗，試驗方法參照SL/T352混凝土氣泡參數(shù)試驗（直線導線法），檢測結(jié)果應滿足表3要求。表3氣泡間距系數(shù)指標氣泡間距系數(shù)μm注1：高度飽水指冰凍前長期或頻繁接觸水或濕潤土體，混凝土體內(nèi)高度水飽和；中度飽和指冰凍前偶受雨水或潮濕，混凝土體內(nèi)飽水程度不高；鹽凍指接觸海水、除冰鹽或其他化學腐蝕物7DB21/TXXXX—XXXX（規(guī)范性）全級配混凝土骨料堿活性檢驗方法A.1儀器設備：a)比長儀：量程275-300mm，分度值不大于0.001mm；b)恒溫養(yǎng)護箱：溫度控制在（38±2）℃;d)方孔篩：孔徑150mm120mm80mm40mm20mm10mm5mm的篩一套，篩的底盤和蓋各一只；e)養(yǎng)護容器：由耐腐蝕耐高溫材料(如塑料或不銹鋼)制成的帶蓋容器，其內(nèi)設有試件架，加蓋后不漏水、不透氣。長度、寬度、高度兩側(cè)（六面）分別大于試件50mm；f)搗棒：直徑（16±0.5）mm，長約650mm，一端為彈頭形的金屬圓棒；g)測頭及試模：頭用不銹鋼金屬制成，其規(guī)格和尺寸如圖A.1所示。試模應為鋼質(zhì)，可以拆卸，振搗時不應變形、漏漿，模腔最小尺寸不應小于骨料最大粒徑3倍。試模兩端板正中有孔，以固定測頭；h)溫度計：0.5℃;i)動態(tài)電阻應變儀：電橋、放大器、相敏檢波器、濾波器、振蕩器；j)應變片：使用溫度大于38℃,耐堿，電阻值應為120Ω;k)混凝土取芯機：主軸轉(zhuǎn)速:200~1000r/min，人造金剛石薄壁鉆頭50mm、100mm、150mm等；l)混凝土攪拌機：強制式或自落式。強制式攪拌機的公稱容量（60~100）L，轉(zhuǎn)速（45~48）r/min；自落式攪拌機公稱容量（50~100）L，轉(zhuǎn)速（18~22）r/min。；m)稱：分度值不大于0.01kg；n)天平：分度值不大于0.1g；o)振動臺：頻率（50±3）Hz，空載時臺面中心振幅（0.5±0.1）mm；p)輔助器具：拌和鋼板（平面尺寸不小于1.5m×2.0m，厚度不小于5mm）、盛料容器和平頭鐵鏟、抹刀、橡膠錘、毛筆等。圖A.1測頭示意圖A.2試件要求：A.2.1試件可采用現(xiàn)場取芯試樣或試驗室室內(nèi)成型試件；A.2.2現(xiàn)場取樣制作及其他要求從受檢區(qū)域隨機鉆取直徑不應小于骨料公稱粒徑的3倍，高徑比宜為3:1，當不具備制樣條件時，高徑比不宜小于1:1，應以徑向檢測結(jié)果進行判定。芯樣數(shù)量不應少于3個。A.2.3試驗室試件制作及養(yǎng)護要求8DB21/TXXXX—XXXXA.2.3.1試件成型拌和時，應加入與標準環(huán)境溫度相同水進行拌和；試件脫模后應及時采用有效可靠的方式對試件進行標記，不應在試件表面進行刻畫；及時測量基準長度，并應標記測試方向，后期測量時，應保證測量方向與基準長度測量方向一致；A.2.3.2應將試件放入與標準實驗室同溫度水浴盒中，放入溫度計，保持30min，試件取出前水浴盒中的溫度與初始溫度相差應不大于±2℃;A.2.3.3將水浴養(yǎng)護盒放入10℃~40℃水浴箱中宜逐漸進行升溫，待水浴箱中水溫達到設定溫度開始計算養(yǎng)護時間。A.2.3.4當采用全級配混凝土進行堿活性試驗時，試件宜選用棱柱體試件，當無法取得棱柱體試件時，可選用圓柱體試件進行試驗，試件短邊長或直徑應不小于骨料公稱粒徑的3倍，試件高徑比或長寬比宜為3:1。試件脫模后清除試件邊框浮渣和膠結(jié)物。A.3試件長度測試方法試件長度測量可采用千分表法或應變片法。1)采用千分表法測量時，采用臥式混凝土比長儀。2)采用應變片法測量時，試件應為圓柱形，采用耐堿耐高溫應變片。A.4試驗步驟：a)試驗應在恒溫恒濕環(huán)境中進行，室溫應在（20±2）℃,相對濕度應在（60±5）%。測量試件初始值時，試件應在72h±3h齡期內(nèi)（從混凝土攪拌加水時算起）從標準養(yǎng)護室取出，并立即移入恒溫恒濕室。b)采用千分表法測量時：1)試件測量分為橫向和縱向測量，縱向測量時，試樣放置在臥式混凝土比長儀上時，成型自由面朝上，使試件中心線與兩測頭座同心；2)橫向測量時應對測量點進行標記，測量接觸面積應為400mm2，測量位置宜在試件的軸向三等分位置。c)采用應變片法測量時：1)當采用電阻應變片時，在測量完斷面尺寸后，用電吹風吹干試件的兩側(cè)中間部位，然后用502膠粘貼電阻應變片，使電阻應變片與試件緊密結(jié)合不應有氣泡。軸向測量時其電阻應變片應在中部兩側(cè)中間位置，且長度方向與試件軸線平行，徑向測量時其電阻應變片應沿軸向兩側(cè)均勻?qū)ΨQ粘貼不少于3組應變片。連接電阻應變片與記錄儀，并將試樣豎直放入測試水槽中，并開始記錄；2)在測定初始長度后，宜按下列規(guī)定的時間間隔測量其變形讀數(shù)：1d、3d、7d、14d、28d、45d、56d、90d、120d。應仔細觀測試件的外觀特征，有無開裂、彎曲、滲出物等，并做好記錄。如有開裂、彎曲等現(xiàn)象，應停止該組試件的試驗。A.5數(shù)據(jù)處理a)應變片法徑向測量變化量按下式計算：?r=r0×1a)應變片法徑向測量變化量按下式計算：lt=l0（1+ε)9DB21/TXXXX—XXXX式中:△r——測試結(jié)束時試件徑向變化量（mm）；r0——測試前試件半徑（mm）；l0——測試前應變片長度（mm）；lt——測試結(jié)束時應變片長度（mm）；ε——應變計示數(shù)。b)采用應變片法徑向測量變化量（P）作為判定值，檢驗結(jié)果按照棱柱體法進行評定。圖A.2應變片法徑向測量變化量計算示意圖DB21/TXXXX—XXXX（規(guī)范性）抑制骨料堿-硅酸反應技術(shù)措施摻合料摻量選取方法B.1一般規(guī)定B.1.1摻合料抑制試驗按照SL/T352中砂漿棒快速法進行，按規(guī)程要求以摻合料為抑制材料，以內(nèi)摻法替代膠凝材料進行砂漿棒法平行試驗。B.1.2當摻入抑制材料進行抑制試驗時，試件不宜少于3組；B.1.3每組試件，抑制材料不宜少于5種摻量，相鄰2個試樣摻量差值宜為5%（不同摻合料應采用不同的遞增幅度選取每組試件試驗結(jié)果中應不少于2個摻量的膨脹率滿足要求，即14d膨脹率小于0.03%或28d膨脹率小于0.10%；當不滿足上述條件時，應做補充試驗，完成曲線繪制。B.2曲線繪制選取各組試驗數(shù)據(jù)中同摻量的膨脹率最大值及最小值繪制摻量-膨脹率曲線。曲線橫坐標為摻量，縱坐標為膨脹率，曲線為膨脹率最大值及最小值數(shù)據(jù)線性擬合曲線，如圖B.1、圖B.2。線性擬合曲線擬合度不應小于0.95。圖B.1摻量-膨脹率典型曲線（14d）圖B.2摻量-膨脹率典型曲線（28d）DB21/TXXXX—XXXXB.3抑制措施摻合料摻量選取方法摻合料抑制試驗的合理摻量應選取大于膨脹率最大值線性擬合曲線與限值交點對應摻量值（F1）與不小于膨脹率最小值線性擬合曲線膨脹率為0時對應摻量值（F2）之間作為摻量的選取范圍，并根據(jù)工程設計要求及現(xiàn)場實際情況，在摻量范圍內(nèi)合理選取，宜選擇膨脹率最大值線性擬合曲線與限值交點對應摻量（F1）與膨脹率最小值線性擬合曲線膨脹率為0時對應摻量（F2）的中間值，即F1+(F2-F1)/2。DB21/TXXXX—XXXX（規(guī)范性）混凝土中總堿含量及可溶性總堿含量檢測C.1混凝土中堿含量應以單位體積混凝土中堿含量表示。C.2混凝土堿含量測定所用試樣的制備應符合下列規(guī)定：a)當從成型混凝土試塊中取樣檢測混凝土總堿量時，應切除表面不少于20mm后，作為試驗用樣品；當為取芯樣品時，應切除芯樣為混凝土結(jié)構(gòu)體表面不少于20mm后，作為試驗用樣品。b)將混凝土試件破碎，剔除石子；c)將試樣縮分至100g，研磨至全部通過0.08mm的篩；d)用磁鐵吸出試樣中的金屬鐵屑；e)將試樣置于105℃~110℃烘箱中烘干2h，取出后放入干燥器中冷卻至室溫備用。C.3混凝土總堿含量的檢測應按符合下列規(guī)定:a)混凝土總堿含量的檢測