碱骨料反应预防技术暂行规定.docx

1、碱骨料反应预防技术暂行规定厦蓉高速公路贵州境水口至都匀段混凝土碱骨料反应预防技术暂行规定（报批稿）规程编制组2008.8前 言根据贵州高速公路开发总公司办公会议纪要（黔高总司纪要）2008150号的要求，制订厦蓉高速公路贵州境水口至都匀段混凝土碱骨料反应预防技术暂行规定（以下简称规定）。规定是在调查研究，总结应用经验，参考国内有关技术文件，对技术关键进行验证试验，并征求有关单位意见的基础上制订的。规定由贵州高速公路开发总公司归口管理并负责具体解释。在规定的使用过程中，如发现需要修改和补充之处，请将意见和资料函寄解释单位。联系地址：贵州省贵阳市北京路266号，贵州高速公路开发总公司总工办；邮编：

2、550004。本规程编制单位：贵州高速公路开发总公司中国建筑科学研究院贵州省交通规划勘察设计研究院同济大学本规程主要起草人员：任仁 梅世龙 丁威 冷发光 吕晓舜 陈尚江 蒋正武 冉小兵 谭竣 （以后人员及其排序由贵州高速公路开发总公司领导酌定）。1.总则 12.术语 23.基本规定 44.原材料 5 4.1 一般要求 5 4.2骨料54.3水泥74.4外加剂 74.5矿物掺合料84.6水85.混凝土性能 9 5.1拌和物性能 9 5.2力学性能 95.3耐久性能 96.配合比设计 117.生产与施工 128.质量检验 149.工程管理 15附录A. 非变质岩作为骨料要求 16附录B. 主要试验

3、方法 17本规定用词说明19条文说明20l. 总 则1.0.1 为预防厦蓉高速公路贵州境水口至都匀段混凝土工程发生碱骨料反应，保证混凝土结构的耐久性和安全性，特制订本规定。1.0.2 本规定适用于厦蓉高速公路贵州境水口至都匀段工程范围内采用粉砂质绢云母板岩或（和）绢云母粉砂质板岩作为骨料、强度等级不高于C30的混凝土。采用其它种类变质岩作为骨料，制作强度等级不高于C30的混凝土，可在相关验证试验的基础上，参照本规定执行。采用非变质岩作为骨料，可按本规定附录A执行。1.0.3本规定不仅仅对混凝土碱骨料反应预防技术作出规定，而且针对采用品质差异较大的粉砂质绢云母板岩或（和）绢云母粉砂质板岩作为骨料

4、、采用较大掺量抑制骨料碱活性矿物掺合料等因素的影响，为保证混凝土耐久性作出规定。 混凝土技术除应符合本规定要求外，还应符合现行国家和行业相关标准的要求。2. 术语2.1.1 混凝土碱骨料反应(alkali-aggregate reaction)混凝土中的碱（包括外界渗入的碱）与骨料中的碱活性矿物成分发生化学反应，导致混凝土膨胀开裂和损毁的现象。包括碱-硅酸反应和碱-碳酸盐反应。2.1.2碱-硅酸反应(alkali-silica reaction)混凝土碱骨料反应的一种，特指混凝土中的碱（包括外界渗入的碱）与骨料中活性SiO2发生化学反应，导致混凝土膨胀开裂和损毁的现象。2.1.3碱-碳酸盐反应

5、(alkali-carbonate reaction)混凝土碱骨料反应的一种，特指混凝土中的碱（包括外界渗入的碱）与活性白云质骨料中白云石晶体发生化学反应，导致混凝土膨胀开裂和损毁的现象。2.1.4碱活性(alkali reactivity)骨料在混凝土中与碱发生膨胀反应的特性。2.1.5碱含量(alkali content)特指原材料或混凝土中等当量Na2O含量，以kg/m3计；当量Na2ONa2O0.658K2O。2.1.6胶凝材料用量(Cementitious binder content)混凝土中水泥用量和矿物掺合料用量之和。2.1.7石粉含量(rock fines content)

6、机制砂中粒径小于0.075mm的颗粒含量。2.1.8矿物掺合料 (mineral additives)以硅、铝、钙等一种或多种氧化物为主要成份，并具有规定细度，掺入混凝土中能改善混凝土性能的粉体材料。2.1.9矿物掺合料掺量(addition of mineral additives)混凝土胶凝材料用量中矿物掺合料用量占有的质量百分比。2.1.10外加剂掺量(addition of admixtures) 混凝土中外加剂用量相对胶凝材料用量的质量百分比。2.1.11水胶比(water- binder ratio) 混凝土拌合物中用水量与胶凝材料用量之比。2.1.12砂浆长度法(Mortar-B

7、ar Method）公路工程集料试验规程JTG E42-2005集料碱-硅酸活性检验方法的简称。2.1.13快速砂浆棒法(ASTM C1260 Mortar-Bar Method)建筑用卵石、碎石GB/T 14685快速碱-硅酸反应方法的简称。2.1.14混凝土棱柱体方法(concrete prisms method)普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准GB/T50082碱骨料反应试验方法的简称。3. 基本规定3.0.1设计部门应在补充设计文件中明确提出：应执行厦蓉高速公路贵州境水口至都匀段混凝土碱骨料反应预防技术暂行规定（以下简称规定），预防混凝土碱骨料反应；并应将规定的有关要求具体落实

8、在有关设计文件中。3.0.2本规定采用的设计基准期为100年。3.0.3本规定适用范围的混凝土，可用于公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62表1.0.7规定的类环境，不得用于、类环境；并应避免除冰盐等化学侵蚀性物质的直接接触。3.0.4 C25结构混凝土保护层厚度应在原设计的基础上增加5mm。3.0.5宜在混凝土中掺加适量引气剂，引气后的混凝土含气量应控制在4.0%0.5%。3.0.6 应采用抗氯离子渗透试验电通量法评价混凝土的抗渗透性能。4. 原材料4.1 一般规定4.1.1骨料入场前，生产方应提供骨料碱活性检验报告，内容包括：岩相分析报告、碱-硅酸活性检验和碱-碳酸盐活性检

9、验。4.1.2水泥、矿物掺合料、外加剂和水等原材料入场前，供应方应提供碱含量检测报告（可包括在全性能检验报告中）。4.1.3监理方应对入场原材料进行抽检，并对其质量进行评价和负责。4.1.4原材料按材料批次或数量取样规则应为：骨料料场在有代表性的3个不同部位取样，每个部位取样数量为30kg；砂、石料每400m3(碱活性检验批量见4.2.6)检验一次；散装水泥每500t(袋装水泥每200t)检验一次；粉煤灰每200t检验一次；外加剂每50t检验一次。4.2 骨料4.2.1在选择混凝土骨料料场时，必须对拟采用制作骨料的岩石进行充分的碱活性以及有关性能检验，满足本节规定的岩石才可用于混凝土骨料。4.

10、2.2应采用公路工程集料试验规程JTG E42-2005岩相法进行骨料检验，主要包括：岩石类型、碱-硅酸活性、碱-碳酸盐活性等。4.2.3应采用公路工程集料试验规程JTG E42-2005集料碱-硅酸活性检验方法（以下简称砂浆长度法）进行试验。砂浆长度法应采用硅酸盐水泥，调碱含量为1.2%。骨料料场每个部位的试件3个月膨胀率不应大于0.05%。也可采用建筑用卵石、碎石GB/T 14685快速碱-硅酸反应方法(以下简称快速砂浆棒法)进行试验。快速砂浆棒法应采用硅酸盐水泥。每个部位的试件14d膨胀率不应大于0.3%。4.2.4按普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准GB/T50082碱骨料反应试

11、验方法(以下简称混凝土棱柱体方法)进行试验，测定混凝土棱柱体试件1年膨胀率。4.2.5采用岩相法分析碱-碳酸盐活性。如骨料被评定为非碱-碳酸盐活性即作为结论；如被评定为碱-碳酸盐活性，则应进一步采用岩石柱方法进行试验和最终评定。骨料料场每个部位试件都应不具有碱-碳活性。4.2.6在工程过程中，宜每30005000m3骨料检验一次，并规定如下：应提前一个月采集骨料料场将要用于骨料的岩石样品，按砂浆长度法进行试验，试件1个月膨胀率不应大于0.025%；如大于0.025%，则延长试验至3个月，试件3个月膨胀率不应大于0.05%，在试验期内暂不使用该部位的岩石；如果试件3个月膨胀率大于0.05%，则弃

12、用该部位的岩石。也可提前半个月采集骨料料场将要用于骨料的岩石样品，按快速砂浆棒法进行试验，试件14d膨胀率不应大于0.3%。4.2.7用于骨料的岩石抗压强度规定如下：1在压力垂直岩石解理方向和平行岩石解理方向两种情况下，岩石饱水状态下的抗压强度都不应小于60MPa；2岩石饱水状态下的抗压强度与绝干状态下的抗压强度之比(软化系数)不应小于0.85。4.2.8在工程常规控制性检验中，粗骨料的压碎指标值不应大于16%。4.2.9粗骨料的坚固性用硫酸钠溶液检验，试样经5次循环后的质量损失不应大于5%。4.2.10粗骨料级配应符合公路桥涵施工技术规范JTJ041表11.2.3-1的规定。4.2.11粗骨

13、料针片状颗粒含量不宜大于15%。4.2.12机制砂的石粉含量不应大于10%，MB应小于1.4。4.2.13机制砂级配应符合贵州省高速公路机制砂高强混凝土技术规程DBJ52-55-2008表4.3.3的规定，细度模数不宜大于3.0。4.2.14骨料其它性能应符合公路桥涵施工技术规范JTJ041有关规定。4.3 水泥4.3.1水泥应符合通用硅酸盐水泥GB175的规定。4.3.2水泥碱含量（按Na2O+0.658K2O计算）不应大于0.6%。4.3.3按公路工程集料试验规程JTG E42-2005抑制集料碱活性效能试验方法进行试验，工程实际采用水泥的对比试件的14d和56d龄期膨胀率不应大于同条件下

14、低碱-硅酸盐水泥标准试件的膨胀率。4.3.4应采用PO42.5级水泥，不得采用32.5级水泥。4.3.5应采用旋窑或新型干法窑生产的水泥，不得采用立窑生产的水泥。4.4 外加剂4.4.1应采用聚羧酸系高性能减水剂，产品应符合聚羧酸系高性能减水剂JG/T 223-2007的规定。4.4.2聚羧酸系高性能减水剂的碱含量不宜大于2.0%。4.4.3引气剂应符合混凝土外加剂GB8076和混凝土外加剂应用技术规范GB50119的规定。宜采用与聚羧酸高性能减水剂同品牌的引气剂。4.4.4速凝剂应符合喷射混凝土用速凝剂JC477的规定，并且，按本规定表6.0.3配合比基本要求计算掺量带入混凝土中的碱含量不应

15、大于0.1kg。4.5 粉煤灰4.5.1粉煤灰应符合用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB/T1596的规定；硅灰应符合矿物掺合料应用技术规范GB/T（报批稿）中的规定。4.5.2粉煤灰在符合标准规定的基础上，工程中还应符合下列规定：1粉煤灰的碱含量不应大于1.5%；2应采用级粉煤灰，或细度达到级指标、需水量比和烧失量两项为级指标的粉煤灰。除此之外，不允许采用其它情况的级粉煤灰和级粉煤灰；3应采用F类粉煤灰，不得采用C类粉煤灰。4.5.3粉煤灰可采用公路工程集料试验规程JTG E42-2005抑制集料碱活性效能试验方法、快速砂浆棒法掺与不掺粉煤灰对比试验、混凝土棱柱体方法掺与不掺粉煤灰对比试验等，进行

16、抑制骨料碱活性试验，经分析证明抑制骨料碱活性有效方可采用。4.6 水4.6.1混凝土用水应符合混凝土用水标准JGJ63的规定。4.6.2混凝土用水的碱含量不应大于1500mg/L。5. 混凝土性能5.1 拌合物性能5.1.1混凝土拌合物性能试验方法应执行公路工程水泥及水泥混凝土试验规程JTG E30和普通混凝土拌合物性能试验方法标准GB/T50080。5.1.2混凝土拌合物应不离析、无泌水。5.1.3拌合物性能还应符合表5.1.3的要求。表5.1.3 拌合物性能技术要求项目技术要求泵送非泵送坍落度(mm)801801050坍落度经时损失值(mm/h)满足施工要求凝结时间(h)满足工程要求5.2

17、 力学性能5.2.1混凝土抗压强度应符合公路桥涵施工技术规范JTJ041第11.11.3条第1款和混凝土强度检验评定标准GB50107的规定，并满足设计要求。弹性模量应经试验确定，满足设计要求。5.3 耐久性能5.3.1混凝土耐久性能试验方法应执行公路工程水泥及水泥混凝土试验规程JTG E30和普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准GB/T50082。5.3.2参照混凝土棱柱体方法（变动材料，不加碱）进行对比试验，工程实际骨料掺粉煤灰混凝土棱柱体试件（以下简称对比试件）1年和2年膨胀率与相同配合比碳酸岩非活性骨料混凝土棱柱体试件（以下简称基准试件）相比，当基准试件膨胀率小于0.014%时，对

18、比试件膨胀率与基准试件膨胀率的差值不宜大于0.009%；当基准试件膨胀率大于0.014%时，对比试件膨胀率不宜大于基准试件膨胀率的65%。试验到达2年龄期后，宜继续试验，长期观测。5.3.3采用工程实际的原材料、按粉煤灰掺量不低于30%等量替代水泥，按快速砂浆棒法进行试验，试件28d膨胀率不应大于0.003%。5.3.4在工程现场制作最小边长不小于1m的模拟试件，长期观测应无碱骨料反应现象。5.3.5混凝土耐久性能还应满足表5.3.5的要求。表5.3.5 混凝土耐久性能技术要求耐久性项目技术要求56d氯离子渗透(库仑电量，C) 2000快速碳化深度（mm）混凝土强度等级C30 25混凝土强度等

19、级C25306. 配合比设计6.0.1混凝土配合比设计应符合普通混凝土配合比设计规程JGJ55的规定，采用的原材料应符合本规定第4章的规定，并以本规定第5章提出的混凝土性能要求为设计目标。6.0.2混凝土配制强度按下式计算：fcu,0 fcu,k + 1.645 式中：fcu,0混凝土配制强度（MPa）； fcu,k混凝土立方体抗压强度标准值（MPa）； 混凝土强度标准差，取5.0MPa。6.0.3预防碱骨料反应的配合比基本要求应符合表6.0.3的规定。6.0.3 混凝土配合比基本要求水胶比胶凝材料用量(kg/m3)粉煤灰掺量（%）总碱含量(kg/m3)0.45360303.0注：粉煤灰掺量应

20、为等量替代水泥量，不应采用超量替代方法。水胶比计算应包括聚羧酸系高性能减水剂中的水。混凝土中的总碱含量是指水泥、矿物掺合料、外加剂和水的碱含量之和。6.0.4关于水下混凝土和喷射混凝土，在执行表6.0.3的基础上，可再掺加不大于30kg的粉煤灰计入胶凝材料用量，并按相同水胶比对附加部分粉煤灰补充用水量。附加部分粉煤灰的碱含量可不再计入总碱含量。 应对水下混凝土和喷射混凝土的配合比进行模拟试验，验证混凝土凝结和硬化正常、强度满足设计要求后方可采用。6.0.5配合比设计应与5.3节耐久性能对比试验相结合，优选配合比。6.0.6配合比应以每m3混凝土中各原材料在干燥状态下占有的质量进行表达。7. 生

21、产与施工7.0.1混凝土的拌制宜采用双卧轴强制式搅拌机。搅拌时间宜不少于90s。7.0.2 应采用电子计量系统计量原材料，按照施工配合比要求进行准确计量，计量最大允许偏差应符合下列规定（按重量计）：胶凝材料（水泥、掺合料等）1%；化学外加剂（高效减水剂或其它化学添加剂）1%；粗、细骨料2%；拌合用水1%。7.0.3在炎热气候浇筑混凝土时，应避免模板和新浇混凝土直接受阳光照射，保证混凝土入模前模板和钢筋的温度不超过30，以及附近的局部气温不超过40。宜安排在傍晚和夜间浇筑混凝土。7.0.4搅拌混凝土前，应严格测定粗细骨料的含水率。一般情况下，含水量每班抽测2次，雨天应随时抽测，并按测定结果及时调

22、整混凝土施工配合比。7.0.5泵送浇筑混凝土时不得出现离析和泌水。7.0.6浇筑大体积混凝土时，宜控制混凝土内部最高温度不高于60，中心温度与表层温度的最大温差以及混凝土表层温度与周边气温的最大温差均不应大于25。7.0.7混凝土应被振捣密实，每点的振捣时间不宜超过30s，以表面呈平坦泛浆为准，避免过振。7.0.8混凝土振捣完成后，应及时对混凝土暴露面（尤其是立面）进行覆盖，防止表面水分损失；混凝土带模养护期间，可采取包裹、浇水、喷淋洒水等措施进行保湿养护；拆模后，应对混凝土采用蓄水、浇水、洒水或覆盖充水保湿等措施进行潮湿养护。7.0.9混凝土终凝后的保湿养护时间应不少于14d。7.0.10由

23、于混凝土中粉煤灰掺量较大，因此，拆模时间可适当延后，但应满足公路桥涵施工技术规范JTJ041关于拆模时混凝土强度的要求。7.0.11施工其它方面应符合公路桥涵施工技术规范JTJ041的规定。8. 质量检验8.0.1 混凝土原材料检验应满足本规定第4章的要求。8.0.2 配合比设计应满足本规定第6章的要求。8.0.3 混凝土碱骨料反应试验结果应满足本规定5.3.2、5.3.3和5.3.4的要求。各标段每个不同的配合比至少进行一组混凝土棱柱体对比试验（工程实际配合比试件与碳酸岩非活性骨料配合比试件各一组）和一组快速砂浆棒试验，并制作一件足尺寸现场长观模拟试件。8.0.4混凝土拌合物性能检验结果应符

24、合本规定5.1.2和5.1.3的要求；混凝土力学性能检验结果应符合本规定5.2.1的要求。检验规则可参照贵州省高速公路机制砂高强混凝土技术规程DBJ52-55-2008第11.11节的要求进行。8.0.5混凝土耐久性能应符合本规定5.3.5的要求。耐久性检验按设计提出要求的项目进行检验，在确定配合比时每个检验项目至少进行一组试验。在施工过程中，同配合比连续生产浇筑的混凝土每个耐久性检验项目至少进行一组试验，同配合比非连续生产浇筑的混凝土每300m3或不足300m3的每个重要结构及构件每个项目至少进行一组试验。9. 工程管理9.0.1应建立预防混凝土碱骨料反应的专项管理体系，制订管理制度和程序，

25、汇总处理原材料检验、配合比设计、混凝土性能检验等技术数据和报告文件，进行统一监控和管理。9.0.2骨料料场的设置应经过技术认证和审批，宜设置集中料场。9.0.3骨料料场的取样应由监理部门实施。9.0.4应对检测单位进行技术认证，指定专门进行预防混凝土碱骨料反应方面检测的单位。应指定不少于两个检测单位，进行必要的比对工作。9.0.5进行预防混凝土碱骨料反应方面检测的单位应制订详细的检测制度和程序。9.0.6施工单位采用的原材料应经过技术认证和审批，宜规定统一采用的材料。9.0.7应将原材料检验报告、配合比设计文件一并作为配合比审核和批准主要文件。9.0.8在工程验收时，应将预防混凝土碱骨料反应的

26、原材料检验报告、配合比设计文件、混凝土性能检验报告、责任合同等一并作为必备的验收文件，归档留存。附录A. 采用非变质岩骨料的规定A.0.1快速砂浆棒法试验14d膨胀率小于0.1%、砂浆长度法3个月膨胀率小于0.05%、并且不具有碱-碳酸盐活性的骨料，可按正常情况制作混凝土。A.0.2采用快速砂浆棒法试验14d膨胀率在0.1%0.2%、砂浆长度法3个月膨胀率小于0.05%、并且不具有碱-碳酸盐活性的骨料，应执行本规定第4章对水泥、粉煤灰、外加剂和水的要求，配合比基本要求应符合表A.0.2的规定。A.0.2 混凝土配合比基本要求水胶比粉煤灰掺量（%）总碱含量(kg/m3)0.45253.0注：本表

27、中，总碱含量中粉煤灰碱含量计算可取粉煤灰碱含量的1/6。A.0.3碱-硅酸活性试验的试件膨胀率符合表A.0.3两种情况、并且不具有碱-碳酸盐活性的骨料，限用于强度等级不高于C30的混凝土，并应在相关验证试验的基础上，按本规定19章的规定执行。A.0.3 骨料碱活性试验试件膨胀率试验方法快速砂浆棒法砂浆长度法（3个月）试件膨胀率（%）情况10.1%0.2% 0.05%情况20.2% 0.3/附录B. 主要试验方法B.1. 碱骨料反应有关试验方法B.1.1碱活性岩相分析方法应按公路工程集料试验规程JTG E42执行。B.1.2碱-硅酸活性试验方法（简称砂浆长度法）应按公路工程集料试验规程JTG E

28、42执行。应采用硅酸盐水泥，调碱含量为1.2%。B.1.3碱-硅酸活性快速试验方法（简称快速砂浆棒法）应按建筑用卵石、碎石GB/T 14685执行。应采用硅酸盐水泥。B.1.4混凝土棱柱体试验方法应按普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准GB/T50082执行。该方法在普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准GB/T50082新标准颁布前，可暂按水工混凝土试验规程SL352-2006执行。B.1.5碱-碳酸盐活性试验方法（简称岩石柱法）应按建筑用卵石、碎石GB/T 14685执行，对于碳酸盐骨料，可同时采用RILEM AAR-5碳酸盐骨料快速初步筛选试验方法。B.1.6抑制集料碱活性效能试验可采用公路工程集料试验规程JTG E42-2005抑制集料碱活性效能试验方法、快速砂浆棒法掺与不掺粉煤灰对比试验、混凝土棱柱体方法掺与不掺粉煤灰对比试验等。B.1.7 水泥、矿物掺合料、外加剂和水中碱含量的试验方法和检验规则应分别按水泥化学分析方法（GB/T176）、混凝土外加剂匀质性试验方法（GB/T8077）和混凝土用水标准（JGJ63）执行。B.2. 原材料试验方法B.2.1机制砂和碎石试验方法应按公路工程集料试验规程(JTG E42)和普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准（JGJ52）执行。B.2.2 水泥试验方法应按水泥化