【文章內(nèi)容簡介】 A 1 水泥和摻合料的堿含量按GB／T 176進(jìn)行檢驗。外加劑的堿 含量按GB／T 8077進(jìn)行檢驗。 A．2配制混凝土?xí)r，水泥、外加劑、摻合料所含堿量中，能參與 堿一骨料反應(yīng)的有效堿含量，宜按以下規(guī)定取用：A 2．1 水泥中所含的堿均為有效堿含量。 A．2．2粉煤灰中堿含量的20％為有效堿含量。 A．2．3磨細(xì)礦渣粉中堿含量的50％為有效堿含量。A．2．4硅灰中堿含量的50％為有效堿含量。A．2．5外加劑中所含的堿均為有效堿含量。 A．2．6其他礦物摻合料的有效堿含量宜通過試驗研究確定。 A．3混凝土的總堿量(kg／m3)按下式計算：混凝土的總堿量=水泥含堿量+外加劑含堿量+摻合料中有效堿含量DL，T 5241—2010水工混凝土耐久性技術(shù)規(guī)范條文說明DL，T 5241—2010目 錄l 范圍 “ 235凍融 245．1一般規(guī)定 ‘ “245．2混凝土原材料 265．3混凝土配合比 285．4施工與質(zhì)量評定 296環(huán)境水侵蝕 306．1一般規(guī)定 306．2混凝士原材料 306．3混凝土配合比 一318混凝土中鋼筋的銹蝕 ，348．1一般規(guī)定 ‘‘ 348,2混凝土原材料和配合比 348．3結(jié)構(gòu)構(gòu)造 358．4施工與質(zhì)最評定 一369堿一骨料反應(yīng) 381一般規(guī)定 389．2混凝土原材料和配合比 429．3骨料的堿活性檢驗 “ 44DL，T 5241—20101范 圍本標(biāo)準(zhǔn)適用于大、中型水電水利工程，小型水電水利工程和 火電廠、核電站、風(fēng)電場等其他電力行業(yè)的水工混凝土和鋼筋混 凝土結(jié)構(gòu)工程可參照本標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，例如火電廠和核電站的取水建 筑物、沿?；痣姀S的煤碼頭、火電廠的冷卻塔、風(fēng)電場風(fēng)機的鋼 筋混凝土底座、位于沿海灘涂上與水接觸的輸電線路鐵塔鋼筋混 凝土基礎(chǔ)等。DL，T 5241—20105凍 融51一般規(guī)定5 1 1 有抗凍性要求的混凝土對原材料品質(zhì)要求較高，混凝土含 氣量對原材料品質(zhì)和配合比波動敏感，對旆工水平的要求也較高。 另外，耐凍融混凝土還具有良好的抗?jié)B性和抗風(fēng)化能力。隨著認(rèn) 識水平的提高，抗凍性已逐漸成為混凝土耐久性和質(zhì)量的評價指 標(biāo)，因此，對于重要工程必須明確規(guī)定混凝土的抗凍等級。工程調(diào)查發(fā)現(xiàn)，許多按原定設(shè)計運行工況不具備飽水條件的 水工混凝土結(jié)構(gòu)或部位在實際運行中由于運行條件改變，或被天然降水、滲漏水飽和而遭受嚴(yán)重凍融破壞，如大壩的下游面、溢洪道底板和反弧段，因此要求混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)做好防滲與排水設(shè)計‘。5．1．2混凝土的抗凍等級按照DL／T 50572009劃分，抗凍等級的齡期由設(shè)計根據(jù)具體工程情況確定，一般常態(tài)混凝土為28d～90d，碾壓混凝土為90d 180d。F400抗凍等級適用于比F300更 惡劣的運行環(huán)境，如嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的抽水蓄能電站混凝土結(jié)構(gòu) 的水位變化區(qū)。含鹽水質(zhì)環(huán)境，如海水、硫酸鹽和鹽湖，對混凝土的凍融作 用比較復(fù)雜，一般表現(xiàn)為加重混凝土的凍融破壞。但也有文獻(xiàn)報 道在某鹽鹵水中凍融的混凝土試件，其相對動彈性模量降低和質(zhì) 量損失均減小，這可能與鹽鹵水的冰點較低有關(guān)。因此，本條特 別提出，對于海水或鹽湖環(huán)境中的水工結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用實際環(huán)境的 水進(jìn)行混凝土抗凍試驗。DL仃5150一200l規(guī)定，混凝：|二相對動彈性模量下降至初始 值的60％或質(zhì)量損失率達(dá)5％時，即可認(rèn)為混凝土已經(jīng)凍壞，并 以相應(yīng)的凍融循環(huán)次數(shù)作為該混凝土的抗凍等級。但當(dāng)相對動彈24DL，T 5241—2010 性模量降低到60％時，混凝土的抗壓強度將降低40％～50％，劈裂抗拉強度下降50％～70％，這對于承載的薄壁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 偏于不安全。我國水運工程大量采用薄壁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其規(guī) 范中以相對動彈性模量降到75％時的凍融循環(huán)次數(shù)作為混凝土的 抗凍等級。日本土木學(xué)會的混凝士標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，對于多次接觸水 或高飽水環(huán)境中厚度小于20cm的薄壁結(jié)構(gòu)，經(jīng)快速凍融試驗后 的相對動彈性模量應(yīng)不小于85％，一般遇水環(huán)境應(yīng)不小于70％， 對重要結(jié)構(gòu)物還應(yīng)乘1．1的系數(shù)。美國混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范ACI318規(guī)定，有抗凍要求的混凝177。經(jīng)過300次快速凍融后的相對動 彈性模量應(yīng)不小于60％。因此，從提高工程運行安全考慮，本條規(guī)定，對于承載薄壁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其混凝土在達(dá)到規(guī)定凍融循環(huán)次數(shù)后的相對動彈性模量應(yīng)不低于80％。 本條中的“薄壁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)”指最小尺寸小于或等于最大凍深的結(jié)構(gòu)，對于負(fù)溫區(qū)面積超過結(jié)構(gòu)承載面積1／3的鋼筋混 凝土結(jié)構(gòu)，也應(yīng)該考慮凍融損傷對結(jié)構(gòu)承載力的影響，適當(dāng)提高 混凝土的抗凍性能。5 1 3 DL／T 50821998中6．1 3規(guī)定：“大體積混凝土分區(qū)采用不I司抗凍等級時，其分區(qū)厚度可根據(jù)計入太陽輻射作用的熱學(xué)計 算，或根據(jù)類似建筑物運行資料確定的負(fù)溫區(qū)再加o 5m，溫私I地 區(qū)的分區(qū)厚度不得小于0．5m。”《混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范》(DL5108—1999)中11．5．9規(guī)定：“同一澆筑塊中混凝土強度等級不宜超過兩種，分區(qū)厚度尺寸最小為2m～3m?！笨紤]到水工結(jié)構(gòu) 物的尺寸 般較大，抗凍等級分區(qū)與強度分區(qū)應(yīng)該統(tǒng)，故本條 規(guī)定分區(qū)厚度不宜小于2m，厚度小于2m的結(jié)構(gòu)宜設(shè)為一個分 區(qū)。5．1．4本條與DL／T 50572009和DL仃5082—1998的規(guī)定一致。但應(yīng)該注意DL／T 5057和DL／T 5082提出的抗凍等級要求僅 僅是最低要求。我國典型地區(qū)近50年氣溫及年凍融循環(huán)統(tǒng)計結(jié) 果見表1。25DL，T 5241～2010表1 我國典型地區(qū)近50年氣溫及年凍融循環(huán)統(tǒng)計表極端最低氣溫 平均年溫差 年平均負(fù)溫天數(shù) 年平均揀融循環(huán)次數(shù) 地區(qū)次北京 27 4 53 2 120 84 長春 36 5 66 5 1 72 120 西寧 26 6 52I 169 118宜昌 9 8 41 8 18 18年凍融循環(huán)次數(shù)除了取決于工程所在地域的氣候環(huán)境外，還 與結(jié)構(gòu)表面局部小氣候環(huán)境密切相關(guān)。如豐滿大壩上游面為向陽 面，1985年10月至1986年4月實測上游壩面正負(fù)溫變化次數(shù)為132次：下游面為背陰面，實測正負(fù)溫變化次數(shù)為21次，壩頂44 次。位于吉林省鴨綠江中游的云峰水電站大壩，壩區(qū)氣候寒冷， 年正負(fù)溫變化次數(shù)達(dá)80～90次；大壩溢流面朝向東南，受日照時 間長，太陽照射使溢流面表面溫度升高6。C左右，致使溢流面年 正負(fù)溫度變化次數(shù)達(dá)135次，發(fā)生了比較嚴(yán)重的凍融破壞。5．2混凝土原材料5．2．1 本條結(jié)合我國當(dāng)前國情規(guī)定了配制有抗凍要求的混凝土 宜采用的水泥品種。實際上，使用礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸 鹽水泥及復(fù)合硅酸鹽水泥也能配制出滿足一定抗凍等級要求的混 凝土，歐洲和北美國家都有較長時間的應(yīng)用實踐。美國規(guī)范ACI318僅對暴露在除冰鹽環(huán)境中的混凝土限制了水泥中混合材(摻 合料)最大用量：符合ASTMC618的粉煤灰或火山灰不超過25％，符合ASTM C989的磨細(xì)礦渣粉不超過50％，符合ASTM C1240的硅灰不超過10％，粉煤灰或火山灰、磨細(xì)礦渣粉和硅灰的總和 不超過50％，粉煤灰或火L【J灰和硅灰的總和不超過35％(同時粉 煤灰或火山灰不超過25％，硅灰不超過10％)：而對非除冰鹽凍DL，T 5241—2010 融環(huán)境則沒有嚴(yán)格限制。我國目前的水泥生產(chǎn)現(xiàn)狀是水泥廠商不能及時提供水泥中混合材的品質(zhì)和摻量，因此為有效控制工程 質(zhì)量，摻合料宜在工程現(xiàn)場摻加，不宜采用礦渣硅酸鹽水泥、 粉煤灰硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥等摻有大量混合材的水泥 品種。5．2．2有抗凍要求的混凝土對原材料品質(zhì)波動比較敏感，因此保 證所用摻合料來源可靠、質(zhì)量穩(wěn)定十分重要。磨細(xì)礦渣粉比表 面積越大，活性越高，但在一定摻量范圍內(nèi)，比表面積過大， 會導(dǎo)致混凝土絕熱溫升、自生體積收縮和干縮顯著增大。從溫控 防裂角度考慮，磨細(xì)礦渣粉比表面積不宜超過500m2／虹，但低 于300m2／kg會增加常態(tài)混凝土的泌水，且活性明顯降低。已在 大壩混凝土中成功應(yīng)用的其他摻合料還有凝灰?guī)r(漫灣)、凝灰 巖一磷礦渣雙摻料(大朝山)、錳鐵礦渣～石灰石粉雙摻料(景 洪)等。5．2．3引氣和降低水膠比是提高混凝土抗凍性的必要手段，因此 配制抗凍混凝土必須摻用引氣劑和高效減水劑；混凝土的含氣量 水平和水膠比根據(jù)設(shè)計抗凍等級通過試驗確定。試驗室進(jìn)行混凝：_匕含氣量測定和抗凍試件成型均按照標(biāo)準(zhǔn)的 試驗方法。而實際工程的混凝士出機后，要經(jīng)過較長距離的運輸， 到倉面后攤鋪平倉，然后振搗密實，且常態(tài)混凝土澆筑普遍采用高頻振搗器，其中的運輸、攤鋪和高頻振搗都會造成不同程度的含氣量損失。含氣量損失過大會導(dǎo)致實際澆筑體混凝土的抗凍性能顯著降低。三峽工程混凝土施E檢測表明，混凝土機口含氣量平均值為4．4％～5．2％，從機口到入倉(皮帶機運輸)含氣量減小約o．5％～ O．7％：倉面混凝土經(jīng)高頻振搗器振搗60s，平均含氣量由振搗前 的4％減小到3．7％，含氣量損失0．3％：倉面振搗對混凝土抗凍性 的影響見表2。DL，T 5241—2010表2倉面振搗對混凝土抗凍性的影響粉煤 含 抗凍性能 水 灰摻 含氣量 氣編號 設(shè)計要求 級配 膠 量 測試 量 凍融 相對 質(zhì)量比 時間 動彈模 損失％ ％ 次數(shù)％ ％S322 振搗前 2 8 100 58 8 0 27S323 R∞300 振搗后 2 6 100 47l 0 020 45 20$33l F250WlO 振搗前 4l 250 82 4 0 07$332 振搗后 4 0 250 78 2 0 06$367 R∞150 振搗前 5 8 300 8l 3 3 29四 O 55 40$368 F100W8 振搗后 5 0 300 83 6 3 76一般情況下，在混凝土中引入的氣泡平均半徑越小，氣泡就 越穩(wěn)定，含氣量損失也越小，且含氣量損失對混凝土抗凍性能的 影響越不明顯。為保證實際澆筑體混凝土的抗凍性，宜選用所引 入氣泡平均半徑小于100}_tm的優(yōu)質(zhì)引氣劑。5．24 DL／T 51442001規(guī)定，粗骨料的吸水率不應(yīng)超過2．5％，DD40粒徑級的含泥量不應(yīng)超過1％，D80、D150粒徑級的含泥 量不應(yīng)超過0．5％；有抗凍要求混凝土的細(xì)骨料含泥量不應(yīng)超過3％。該規(guī)定沒有對于不同的抗凍等級提出不同的骨料含泥量和吸 水率要求。實際上，骨料含泥量和吸水率對混凝土抗凍性能的影 響比較顯著，因此配制抗凍等級大于F200的混凝土，宜選用低吸 水率骨料，并注意嚴(yán)格控制骨料的含泥量。5．3混凝土配合比5．3．1本條對常態(tài)混凝土含氣量的規(guī)定與DL／T 50821998一 致，補充了最大骨料粒徑為10mm的混凝土的含氣量要求。和常 態(tài)混凝土相比，在碾壓混凝土中引氣相對比較困難，引氣劑摻量 一般為常態(tài)混凝土的數(shù)倍，但引入氣泡的平均半徑較小，因此含DL／T5241—2010氣量可相應(yīng)降低0．5％～1 O％。5 3．2本條對常態(tài)混凝：￡最大水膠比的限制，與DL／T 5082—1998～‘致。碾壓混凝土的摻合料摻量較大，因此水膠比宜相應(yīng)減小。5．4施工與質(zhì)量評定與DL／T 5144—200D“T 5082一1998的有關(guān)規(guī)定一致?，F(xiàn) 場混凝土抗凍性能檢驗的取樣頻次和數(shù)量，由于不同工程的混凝 土方量相差懸殊而存在很大差異。對于大型工程，即使每1萬m5 取一組試樣也會使現(xiàn)場檢測面臨繁重的抗凍試驗工作量。因此，5．4．4的規(guī)定同時采納了DL／T 5082一1998和DL／T 5144200l對取樣數(shù)量的不同規(guī)定，具體執(zhí)行可依實際情況而定。由于條文說明5．2．3所述的原因，機口與倉面混凝土的含氣量 或氣泡結(jié)構(gòu)可能存在較大差異，尤其是高頻振搗后。采用某些高 效減水劑和引氣劑時，倉面混凝土的含氣量損失比較明顯。為了 控制實際結(jié)構(gòu)混凝土的抗凍性，宜在倉面少量取樣進(jìn)行抗凍性試 驗對比。