【正文】 應的危險：加拿大 濕潤空氣或被掩埋、浸泡 。個非大體積構件長期浸泡在海水中時并不比暴露{。潮濕空氣、埋}地下、浸下純水中更有堿硅酸反應風險，因為海水中的堿濃度(NaCI濃度32札，相當]：0 55M NaCI或Na)比人多數混凝土孔溶液的堿度要低，而環(huán)境巾 氯離子擴散深度般限r幾個厘米3類：惰性環(huán)境 ——包括干燥、非侵蝕性環(huán)境，一般為室內環(huán)境；丹麥 中等環(huán)境 ——包括潮濕、非侵蝕性室內外環(huán)境、流動的或者靜J^的淡水環(huán)境；侵蝕性環(huán)境 ——包括含有鹽和煙霧的氣體、海水以披含鹽水4類：1級 ——干燥或者微濕(R1180％)；法囤 2級 ——潮濕或與水接觸；3級 ——潮濕并且有凍融和除冰鹽；4級 ——海上環(huán)境3類：D：干燥 ——建筑物內部；M：潮濕 ——外表暴露的部位；德國M+A：潮濕并且有外 ——暴露于海水或者除冰鹽部堿源39DL，T 5241 2010表3(續(xù))國家／地區(qū) 環(huán)境分級 定義或解釋2類：l級 ——在結構物的整個服役期faI內，除短時間愛爾蘭 外，相對濕度低于80％，或者結構物與潮濕環(huán) 境隔離；2級 ——其他環(huán)境3類：香港 干燥 ——可以保持干燥，變濕的風險很?。热?Read和 太氣環(huán)境下的建筑物內部：Anderson 暴露 ——潮濕環(huán)境，接觸雨水或者地下水；2002年建 嚴酷 一一潮濕環(huán)境并且有鹽類或者化學物質的議) 侵蝕，如港口3類：E1 ——非大體積，干燥；E2 一一大體積，干燥：所有混凝土暴露于濕空氣、冷凝水、雨水、自來水、地下水或者其他水源；E3 ——暴露于潮濕環(huán)境，并且有外界侵蝕如凍融循環(huán)、海港工程千濕循環(huán)、長期高溫等新西蘭“大體積”構件至少有一個方向的尺寸／0 5m；“干燥”環(huán)境指構件四周平均相對濕度60％．并且不暴露于外部水源； 干燥環(huán)境中大體積混凝177。園內部濕度較高仍有可能存在堿硅酸反應的危鹼：一個非大體積構件長期浸泡在海水中時并不比暴露于潮濕空氣、埋于地 下、浸于純水中更有堿一硅酸反應風險．因為海水中的堿濃度(NaCI濃度小 于329／L，相當于0 55M NaCI或Na)比太多數混凝土孔溶液的堿度要低， 而環(huán)境中氯離子擴散濰度。般限于幾個厘米本條對混凝土的最大總堿量的限值參照國內外相關標準制 定。國際上，對于混凝土安全堿含量問題，仍是有爭議的。英國 交通部和水泥學會都認為混凝土的總堿量控制在3．0 kg／m3以下 是安全的。新西蘭水泥和混凝士協(xié)會規(guī)定混凝土的總堿量低于2．5 kg／mj是安全的。南非標準(SABS 0100．PartlI)中則規(guī)定混凝土的總堿量必須低于2．1 kg／m3才是無害的。國際材料與結構研40DL，T 5241—2010究試驗室聯(lián)合會(RILEM)2003年4月提出的《減少混凝土中 堿一骨料反應的國際標準》草案中，對于不同活性的骨料提出 了不同的總堿量限制指標。對于低活性骨料，沒有對混凝土總 堿量的限度提出要求；對于中等活性骨料，混凝土總堿量的限 度為3．0 kg／m’或3．5 kg／m3：對于高活性骨料，混凝土總堿量的 限度為2 5 kg／m’。早在1993年，我國就提出了《混凝土堿含量限值標準》(CECS53：93)，該標準中對混凝土總堿量的限值見表4。表4混凝土總堿量限值(CECS 53：93) kg／m3 混凝土最大總堿量環(huán)境條件一般工程 重要工程 特殊工程干燥環(huán)境 不限制 不限制 3 o3 0潮濕環(huán)境 3 0 21(條件不許可時，可放寬至3,5)3 o含堿環(huán)境 (要求對混凝土進行表面涂層以防堿滲入， 換用非活性 骨料否則需撅用非活性骨料)《高強混凝土結構技術規(guī)程》(CECS 104：99)中規(guī)定：為 防止破壞性堿一骨料反應，當結構處于潮濕環(huán)境且骨料有活性 時，混凝土的總堿量不宜大于3．0 kg／m3，超過時應采取抑制 措施?！惰F路混凝土工程預防堿一骨料反應技術條件》(TB廠r 3054—2002)中對混凝土總堿量的限值還與結構類型有關。該標準規(guī)定混凝土結構分為三類：I類結構——普通鋼筋混凝：t結構物，II 類結構一大中型鋼筋混凝土結構及重要預制構件，III類結構—— 不允許發(fā)生開裂破壞的工程及重要預制構件。對總堿量的限值見表5。4DL，T 5241—2010表5混凝土總堿量限值(TB／T 30542002) kg／m3 骨料類型 堿一硅酸反應活性骨料 堿一碳酸鹽反應活性骨料 結構類型 I類 Ⅱ類 Ⅲ類 I類 II類 Ⅲ類 干燥環(huán)境 不限制 3 5 3 O 不限制 用非堿活性骨料 潮濕環(huán)境 3 5 3 0 2l 用非堿活性骨料 含堿環(huán)境 3 O 用非堿活性骨料 用非堿活性骨料注l：處于含堿環(huán)境中的I類結構在限制混凝土總堿量的同時，應對混凝土表面作防水 防堿涂屢處理，否則應換用非堿活性骨料。注2：當鋼筋混凝土及預應力混凝土橋跨結構混凝土所用骨料具有堿活性時，混凝土的 總堿量不得超過3．0kg／m3，否則應換用非堿活性骨料。清華大學馮乃謙等采用小混凝土柱法檢驗礦物質超細粉對堿一 碳酸鹽反應的抑制作用，即使沸石粉摻量高達30％、磨細礦渣粉 摻量高達60％、硅灰摻量高達30％，都不能有效抑制堿一碳酸鹽 反應的膨脹。唐明述等研究了低堿水泥、粉煤灰和磨細礦渣粉對 堿一碳酸鹽反應膨脹的影響，使用低堿水泥，粉煤灰對水泥的取 代量為70％，磨細礦渣粉對水泥的取代量為90％時，才能有效降 低堿一碳酸鹽反應膨脹，這在實際工程中很難實現。Graffan和 Cadu的研究結果表明，若要阻止混凝土的堿一碳酸鹽反應膨脹， 混凝土中的有效堿必須低于o．8kg／m3，相當于總堿量為1．3kg／m3， 這在實際工程中也很難滿足。國內外大量試驗結果表明，對抑制 堿一硅酸反應有效的鋰鹽和I火山灰質材料對抑制堿一碳酸鹽反應 不起明顯作用。到目前為止，仍沒有一種實際工程中切實可行的 抑制堿一碳酸鹽反應膨脹的措施。因此，本條規(guī)定在潮濕、含堿 環(huán)境中的工程不得使用具有堿一碳酸鹽反應活性骨料。9．2混凝土原材料和配合比9．2．1水泥是混凝土中堿的主要來源，目前，有關混凝土堿一骨 料反應或耐久性的相關標準、規(guī)范中，對水泥堿含量的控制基本 均采用《通用硅酸鹽水泥》(GB 175—2007)中對低堿水泥的規(guī)42DL，T 5241—2010定，即水泥中堿含量不大于0．6％。 由外加劑帶入混凝土中的堿含量是不容忽視的。由于外加劑用量較小，致使人們常常忽視外加劑對堿一骨料反應的影響。其 實，某些外加劑帶入混凝土的堿量有時要多于水泥帶入的堿量， 如以硫酸鈉為主要成分的早強劑，以鋁酸鈉為主要成分的速凝劑， 以硝酸鈉、亞硝酸鈉、碳酸鉀為主要成分的防凍劑，這類外加劑 中含有的可溶鉀、鈉含量往往較高，且這類外加劑本身的摻量也 較高，一般占膠凝材料用量的2％～5％，使混凝土的總堿量大大增 加。根據統(tǒng)計，每立方米混凝土中由高堿外加劑帶入的堿量可高 達1 kg／m3～16 kg／m3。因此，當使用堿活性骨料時，應嚴格控制外加劑中的堿含量?！痘炷镣饧觿眉夹g規(guī)范》(GB 50119—2003)中規(guī)定：當使用堿活性骨料時，由外加劑帶入的堿含量不 得超過1．0 kg／m3。三峽工程標準規(guī)定，外加劑中硫酸鈉含量應小 于8％。南水北調工程中線干線工程標準《預防混凝土工程堿骨 料反應技術條例(試行)》要求高效減水劑含堿量不超過10％。海水或海砂帶入的堿都是能參與堿一骨料反應的有效堿。在英國建筑研究所BRE的指南性文件BRE Digest 330中，通過測試 受海水污染的骨料中的氯離子含量，折算出其堿含量，并計入混 凝士的總堿量。在缺乏適當骨料的地區(qū)，若使用海砂，應經充分 沖洗，控制海砂帶入的堿量，滿足混凝土總堿量的要求。9 2 3本條是根據以往大量試驗結果并參照國內其他相關標準制定的。試驗表明，粉煤灰對抑制混凝土的堿一硅酸反應具有良好的 效果，但只有當粉煤灰的摻量達N一定量時，才能有效抑制混凝 土的堿一硅酸反應。同一摻量下，I級粉煤灰和II級粉煤灰抑制 堿骨料反應的效果基本相同。因此，粉煤灰的摻量因素大于品質 因素對抑制效果的影響。國內結合南水北調中線工程、錦屏一級 水電站等諸多工程，參照“砂漿棒快速法”，用不同粉煤灰摻量等 量替代水泥進行堿活性骨料抑制效能的大量試驗結果表明，對于43DL，T 5241—201014d膨脹率在0．10％0．20％的活性骨料，20％摻量的I、II級粉煤 灰對骨料的堿一硅酸反應具有很好的抑制效果，膨脹曲線1年齡 期仍平緩；對14d膨脹率大于O．20％的活性骨料，粉煤灰摻量為5％15％時，其28d膨脹率大多介于0．10％~o．20％之間，抑制效 果不明顯：粉煤灰摻量20％時，其28d膨脹率小于O．10％，抑制 有效，但多數膨脹曲線仍不收斂；粉煤灰摻量30％以上時，粉煤 灰有明顯的抑制作用：粉煤灰摻量35％以上時，試件基本不發(fā)生 膨脹。國內外針對磨細礦渣粉對堿一骨料反應抑制效果的大量試驗 研究表明，磨細礦渣粉摻量達到50％以上時，才可有效抑制堿一 硅酸反應。以中國水利水電科學研究院針對多個水電站玄武巖 堿一硅酸反應活性骨料的砂漿棒快速法研究為例，玄武巖骨料14d膨脹率大于判定值0．2％，為堿一硅酸反應活性骨料，當用不 同磨細礦渣粉等量替代水泥20％、30％、40％時，均不能有效抑 制骨料的堿～硅酸反應，只有當磨細礦渣粉摻量達到50％以上時 才可有效抑制。北京市工程建設標準《預防混凝土結構工程堿集料反應規(guī)程》 (DBJ 0l一95—_2005)中規(guī)定：采用礦物摻合料抑制措施時，粉煤 灰摻量宜在20％以上，或磨細礦渣粉摻量在50％以上，或硅灰取 代水泥10％以上，同時控制混凝土總堿量。《混凝土堿含量限值 標準》(CECS 53：93)中規(guī)定：一般情況下，要求礦渣粉對水泥的 置換率(重量)不小于50％，粉煤灰不小于20％，硅灰為10％。9．3骨料的堿活性檢驗9．3．1成品料場取樣方法參照《鐵路混凝土工程預防堿一骨料反 應技術條件》(TB／T 30542002)制定。9．3．2關于骨料堿一硅酸反應活性鑒別方法，DL／T 515l一200I規(guī)定了“巖相法”、“化學法”、“砂漿長度法”、“砂漿棒快速法” 以及“混凝土棱柱體試驗法”，其中的“化學法”和“砂漿長度44DL／T 524t一2010 法”由于與實際工程中的情況對應性差或檢測慢反應性的堿一硅酸鹽活性骨料時容易漏判，在美國、加拿大等國外的規(guī)范中已 經棄用，因此本標準中不推薦使用此兩種方法。關于堿一硅酸反應活性抑制試驗方法，DL／T 51512001中 只規(guī)定了“抑制骨料堿活性效能試驗”一種方法。由于該方法主 要借鑒了1959年美國ASTM C 441試驗規(guī)范，采用高活性的石英玻璃砂和高堿水泥進行試驗，與實際工程情況相差較大，其所用 骨料、判據以及可靠性受到廣泛質疑，一般認為該方法只適用于 特定的骨料和特定的配合比。加拿大、美國等已經將其廢除，并 參照砂漿棒快速法(AsTM C 1260)發(fā)展了新的試驗規(guī)范ASTM C156708和CSA A23．228A(2004年)。因此，本條借鑒ASTM C 1567和CSA A23 2—28A，推薦參照DL廠r 515l一2001中的“砂 漿棒快速法”進行堿活性抑制試驗；同時借鑒ASTM C 1293和 CSAA23．2—14A，推薦參照DL／T 5151—2001中的“混凝土棱柱 體試驗法”進行堿活性抑制試驗。和“砂漿棒快速法”相比，“混凝土棱柱體試驗法”的試驗條 件與實際情況更接近。因此對于重要的水電工程，如】級、2級 水工混凝土建筑物，若采用“砂漿棒快速法”抑制混凝土堿一骨 料反應危害評定為有效后，工程即可實施，但同時還宜采用“混 凝土棱柱體試驗法”進行不少于2年的長期觀測。9 3 3進行骨料堿活性檢驗時，由于“砂漿棒快速法”采用80。C、1Mol NaOH溶液浸泡砂漿試件，試驗齡期短、試驗條件偏離實際 情況較遠，而“混凝土棱柱體試驗法”采用38。C、相對濕度不小 于95％的環(huán)境下養(yǎng)護混凝土試件，試驗齡期長，試驗條件與實際 情況更接近，因此，國際材料與結構研究試驗室聯(lián)合會(RILEM) 制定的AAR一0《測試方法綜合使用指南》(2004年)規(guī)定，當 兩種方法得出的結果不同時，應以“混凝土棱柱體試驗法”為準。 加拿大CSA A23．2—27A也明確規(guī)定使用“混凝土棱柱體試驗法”作為骨料是否具有堿活性的最終判據。45DL，T 5241—2010當使用“砂漿棒快速法”判斷抑制措施有效性時，美國ASTMC 1567和加拿大CSA A23．2—28A規(guī)定的判據為14d膨脹率低于0．10％，美國聯(lián)邦航空局西北分局和內布拉斯加州公路局規(guī)定的 判據為28d膨脹率低于0．10％，我國南水北調中線工程采用的判 據也是28d膨脹率低于0 10％。當使用“混凝土棱柱體試驗法”判斷抑制措施有效性時，美 國ASTM C 129加拿大CSA A23．2—28A等標準規(guī)范中都規(guī)定 判據為2年膨脹率低于0．04％。本條參照這些國外規(guī)范制定。