粉煤灰对砂岩碱硅酸反应的抑制作用

黄良明

摘要：斯登沃代水电站混凝土用骨料，前期试验表明，柬埔寨斯登沃代水电站拟用砂岩主要由石英晶体镶嵌构造而成，含有约4%的碱活性组成——微晶质至隐晶质石英，具有潜在碱硅酸反应活性，不具有碱碳酸反应活性，对工程拟用砂岩的碱硅酸反应采用粉煤灰进行抑制。根据砂浆试件和混凝土棱柱试件的试验结果，判定掺25%为粉煤灰可以有效抑制砂岩的碱硅酸反应。

关健词：砂岩 碱硅酸反应 采用粉煤灰进行抑制 柬埔寨斯登沃代水电站进行抑制应用

工程简介

斯登沃代水电站（Stung Atay Hydroelectric Power Projiect）位于柬埔寨王国西部菩萨省列文县欧桑乡，拟建在额勒赛河上游支流-沃代河上，坝址位于东经103°07ˊ～103°12ˊ、北纬11°57ˊ～12°01ˊ之间。坝址南面距离国公省省会国公市路程约60km，北面距离列文县城路程约60km。电站分两级开发，其中第一级为坝后式电站。

一级电站拦河主坝由混凝土重力坝、溢流坝、两岸接头土工膜心墙堆石坝、坝式进水口、坝内埋管、坝后式厂房及开关站等建筑物组成。拦河主坝坝顶全长340.00m，坝顶高程519.50m，最大坝高约46.5m，厂房装机2台，单机容量为10MW，总装机20MW。一级电站水库正常蓄水位515.0m，相应库容443.8×106m3。

地质

一级电站坝址区出露地层为第四系地层和侏罗系中统地层，以及喜山期喷发的玄武岩。坝址区出露地层为第四系地层和侏罗系中统地层，以及喜山期喷发的玄武岩，分述如下：洪冲积（Qpal）：为卵砾石夹砂，少量为漂石，级配不良，岩性以砂岩为主，少量玄武岩，厚度一般为0m～3m，结构松散。分布于河床及冲沟沟底。

1 前言

前期试验表明，柬埔寨斯登沃代水电站拟用砂岩主要由石英晶体镶嵌构造而成，含有约4%的碱活性组成——微晶质至隐晶质石英，具有潜在碱硅酸反应活性，不具有碱碳酸反应活性，对工程拟用砂岩的碱硅酸反应采用粉煤灰进行抑制，评价抑制作用效果。

2 试验原材料

集料为柬埔寨斯登沃代水电站拟用砂岩，水泥和粉煤灰均来自柬埔寨，样品具体情况见表1，另选择江苏宜兴非活性砂岩作为对比集料。

表2为根据GB/T176-2008试验方法测得的试验用水泥和粉煤灰的化学组成，水泥的碱含量为0.36%，属于低碱水泥，粉煤灰CaO含量为16.89%，属于高钙粉煤类，碱含量为3.52%.

4试验内容

采用工程拟用的水泥、粉煤灰和砂岩集料，粉煤灰掺量为0%、20%、25%、30%和35%，按ASTM C1576砂浆棒快速法和参照DL/T5151混凝土棱柱体法进行砂岩碱活性抑制试验，同时选用非活性砂岩集料进行对比试验。具体按排见表3.

5粉煤灰对砂岩碱硅酸反应的抑制作用

表4和图1为根据ASTM C1567进行的粉煤灰对砂浆试件碱硅酸反应膨胀的影响，随着养护龄期的延长，砂浆试件的膨胀率逐渐增大，随着粉煤灰掺量的增大，砂浆试件膨胀率逐渐减小，表明试验用粉煤灰对砂岩碱硅酸反应膨胀具有抑制作用。ASTM C1567规定，如砂浆试件14d膨胀率小于0.10%，则所用掺合料在试验掺量下可以有效抑制碱硅酸反应，此据20%的粉煤灰可以有效抑制活性砂岩的碱硅酸反应膨胀，如按91d龄期砂浆试件膨胀小于0.10%为抑制有效进行控制，则有效抑制砂岩碱硅酸反应的粉煤灰掺量为25%。

表5和图2为粉煤灰对80度孔溶液中养护的混凝土棱柱体试件碱硅酸反应膨胀的影响，结果表明，随着养护龄期的延长，混凝土棱柱体试件膨胀率逐渐增大，随着粉煤灰掺的增大，混凝土棱柱體试件的膨胀率逐渐减小，表明试验用粉煤灰对砂岩碱硅酸反应膨胀率有抑制作用。混凝土棱柱体法规定试件膨胀率小于等于0.040%时，碱硅酸反应未产生有害膨胀。如设定91d时混凝土棱柱体试件膨胀小于0.040%为抑制有效，则粉煤灰有效控制混凝土中活性砂岩碱硅酸反应的掺量为25%。

6结论

根据砂浆试件和混凝土棱柱试件的试验结果，判定掺25%为粉煤灰可以有效抑制砂岩的碱硅酸反应。