小議水利水電工程骨料的挑選范文

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1母巖的力學性能

一般來說，母巖的力學性能決定了骨料的力學性能。骨料的強度可用母巖的抗壓強度和骨料的壓碎指標表示。對制備骨料的母巖在《建筑用砂、石》（GB/T14685—93）中規定，采用直徑與高均為50mm的圓柱體或長、寬、高均為50mm的立方體巖石樣品進行試驗，在水飽和狀態下，其抗壓強度應不小于45MPa，其極限抗壓強度與所澆注混凝土強度之比不應小于1.5倍。在《建筑用卵石、碎石》（GB/T14685—2001）中規定在水飽和狀態下，變質巖應不少于60MPa。由此，國家相應規范中似乎有提高巖石抗壓強度的要求。《普通混凝土用碎石或卵石質量標準及檢驗方法》（JGJ53-92）要求骨料所起的骨架作用計算骨料的強度，一般要求相應的骨料母巖強度應大于混凝土強度的1.5倍以上，同時要求變質巖巖石抗壓強度大于60MPa；但在《普通混凝土用砂石質量標準及檢驗方法》（JGJ53-2006）中認為巖石的立方體抗壓強度應比所配制的混凝土強度高20%以上；而《水利水電工程天然建筑材料勘測規程》（SL251-2000）要求巖石抗壓強度大于40MPa。有關巖石強度的要求，均沒有找到相應的解釋說明。國外對混凝土骨料的品質要求經過查閱美國的StandardSpecificationforConcreteAggreagates(C33-01)和歐洲的Aggregatesforconcrete(BSEN12620：2002)規范，對巖石強度也沒有提出明確具體的要求。

2壓碎指標

《建筑用卵石、碎石》（GB/T14685—20012001）中將骨料分為三類，II類宜用于強度等級C30-60及抗凍、抗滲或其他要求的混凝土，III類宜用于強度等級小于C30的混凝土；不同類的骨料，其壓碎指標不一樣，II類壓碎指標要求小于20%，而III類壓碎指標要求小于30%。例如，從錦屏工程混凝土標號C18035來看，宜使用II類骨料，從目前查到的規范來看，要求不大于20%，而試驗結果三灘31#為27.3%和三灘5#為24.7%，骨料壓碎指標均超出規范要求，但滿足作為III類合格品骨料壓碎指標<30%的要求。美國和歐洲規范中對壓碎指標沒有規定。在我國的公路混凝土中對骨料還有一項指標“跌落損失”，也是一項比較重要的指標。

3骨料的堅固性

骨料的堅固性是反映骨料在外力、環境或其它物理因素作用下抵抗崩解的能力。《水工混凝土施工規范》（DL/T5144-2001）中規定配制有抗凍要求的混凝土的骨料堅固性不應大于5%，無抗凍要求的混凝土的骨料堅固性不應大于12%；在2006版《普通混凝土用砂石質量標準及檢驗方法》中認為，在嚴寒及寒冷地區使用，并經常處于潮濕或干濕交替的狀態下的混凝土，其骨料的堅固性指標質量損失不應大于8%，有腐蝕性介質作用或經常處于水位變化區的地下結構或有抗疲勞、耐磨、抗沖擊等要求的混凝土用碎石或卵石，其質量損失也不應大于8%。美國C33-01中對細骨料的抗硫酸鹽測試采用五次循環法：侵蝕介質為Na2SO4時，平均質量損失不能大于10%；采用MgSO4時，平均質量損失不大于15%。如果細骨料供應方能夠向買方或專家提供資料證實：當采用同一料場相似特性的細骨料拌制的混凝土應用于相似氣候環境時，可以表現出滿意的結果，這種情況下細骨料雖不能滿足以上的要求，但仍可以使用。

如果細骨料沒有相關的使用記錄，且不滿足以上的要求，但滿足以下要求時仍可使用：在混凝土的凍融循環試驗（見試驗方法ASTMC666）中表現出較高的抗凍性。粗骨料也應適用這一說法。如，錦屏工程地處我國西南，一般常年溫度應該在0℃以上，在其耐久性要求中提出了混凝土抗凍指標要達到F200。如骨料配制的混凝土性能滿足F200的情況下，其堅固性指標可考慮采用≤12%。

4骨料品質中有不合格項的處理

從目前查閱的國內外規范來看，對骨料的品質指標都作出了比較明確的規定，但這些指標是否是必須全部滿足才能用呢？在規范中基本沒有給出強制性規定，一般在文字表述中采用“宜”、“應當”等。從不同的規范來看，這些指標值是不一樣的。從骨料的實際檢測工作來看，在不同的工程中使用的骨料其某些指標相差往往也是很大的。如美國對于骨料品質檢驗有不合格項的骨料，美國C33-01規范中有明確的說明，當粗骨料的檢測值超出所限定的最大值，但滿足以下要求時仍可以使用：供應方能夠向買方或專家提供資料證實，在相同的氣候和使用環境下，同一料場提供的粗骨料所拌制的混凝土能夠達到預期的要求；有記錄證實，由該骨料拌制的混凝土的相關性能可以達到設計要求。因此，從混凝土的性能來最終判斷骨料是否可用是一個基本的常識。

5骨料的堿活性

水利水電工程骨料堿活性的檢測依據《水工混凝土砂石骨料試驗規程》（DL/T5151-2001）進行（同ASTMC1293-1997）。根據該規程規定：當1年齡期時（40℃、100%RH條件下）混凝土棱柱體的膨脹大于0.040%時，集料將被判定為堿活性的。另外還有一種方法———中國壓蒸快速法，該方法是我國唐明述教授等提出的一種鑒定堿骨料反應的快速法。該法包括兩個部分：一是針對堿硅酸反應的“小砂漿棒快速測長法”，該方法已被列為中國工程建設標準化協會標準，編號為CECS48：93，并已被列為法國國家標準NFP18--588；另一種是針對堿碳酸鹽反應的“小混凝土柱快速測長法”。中國壓蒸法的特點是在兩天內就能得到試驗結果。

也有觀點認為，該方法試驗條件較苛刻，易產生過分的反應，但“只會錯判，不會漏判”。雖然混凝土中的堿活性反應被稱為混凝土的“癌癥”，有點談虎色變，實際上至今在我國發現確證由于堿活性反應引起的混凝土破壞的工程案例，尚沒有看到。在試驗研究中發現混凝土中粉煤灰的摻量達到15%或20%以上就可以有效的抑制骨料的堿活性。而我國無論過去還是現在，水工混凝土中粉煤灰的摻量一般都很高，現在常態混凝土一般在30%以上，碾壓混凝土一般在50%以上，因此在這么高的粉煤灰摻量的情況下，要發生堿骨料反應也是很難的。因此，從這個角度來看，具有堿活性的骨料在水工混凝土中并不是一定不能用，必須結合工程實際情況進行綜合考慮。實際上骨料的堿活性反應在混凝土中并不是沒有好處的，如些微的堿骨料反應可改善混凝土中骨料和水泥漿體過渡區的性能，有益于混凝土性能的提高。

6混凝土性能對骨料品質的要求

選用骨料的一個重要因素就是用其配制的混凝土必須滿足工程混凝土的設計要求，這也是對骨料的基本要求。在滿足工程混凝土設計要求的基礎之上，我們要考慮的混凝土性能，一般來說，應著重于以下3個方面：（1）混凝土的抗裂性能，目前對混凝土抗裂性能的評價，有不同的評價方式，采用不同的評價方式可能結果有些差異。總得來說，通過混凝土的抗裂性能綜合評價混凝土的質量，從而來判斷骨料的品質，不失為一種好的方法。（2）水工混凝土由于其體積巨大，又叫大體積混凝土，對混凝土的溫度裂縫控制是一個重要議程。因此，混凝土的熱學性能也是應考慮的一個重要因素。一般來說，灰巖配制的混凝土線脹系數比較小，白云巖配制的混凝土線脹系數較大。線脹系數小有利于混凝土的溫度裂縫的控制。（3）混凝土的耐久性，前面論述的骨料堅固性實際上也是評價骨料耐久性的一種方法，而混凝土的耐久性也有其耐久性的特有評價方法，如常用的抗凍性、抗滲性等。

7其它

實際工作中，對于料源的選擇不能用簡單的幾句話就能夠說清楚的。對于水利水電工程來說，這也是一項系統工程。前面只是從工程材料的角度以及工程混凝土的設計角度對骨料品質要求進行了簡要的闡述，實際上，料源的選擇還要考慮的因素很多，如料源骨料的儲量、加工性能、運輸、經濟性核算等等，而加工性能又包括成品的粒形、加工的能耗以及破形機器的選擇等等許多方面的內容，限于篇幅，在此不做闡述。總之，骨料料源的選擇是水利水電工程中一項非常重要的工作，其直接關系到工程混凝土的質量以及大壩的安全，同時也是工程能否按計劃和設計要求建設完成的一項重要保證。

作者：雷愛中唐憲國卜向東單位：中國水利水電科學研究院結構材料所合肥水泥研究設計院云南東盛科技開發有限公司