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ICS 93.080.01 CCS R 01 52 贵州省地方标准 DB52/T 17042022 公路工程混凝土预防碱-骨料反应技术规程 Technical specification for the prevention of alkali-aggregate reaction in concrete of highway engineering 2022-12-13 发布 2023-03-01 实施 贵州省市场监督管理局 发 布 目次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 基本要求.2 5 骨料碱活性的检验与评定.5 6 预防技术.6 7 预防措施有效性检验.9 8 质量检验与验收.10 DB52/T 17042022 II 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件由贵州高速公路集团有限公司和贵州宏信创达工程检测咨询有限公司提出。本文件由贵州省交通运输厅归口。本文件起草单位：贵州高速公路集团有限公司、贵州宏信创达工程检测咨询有限公司、同济大学、贵州黔通安达工程咨询有限公司、贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司、贵州交通物流集团有限公司、贵州省公路工程集团有限公司。本文件主要起草人：张胤、乔东华、李自康、危强、蒋正武、何飞、石大为、杨俊、谢明宇、周勇、吴承凯、苏龙、柳治国、欧阳男、杨黔、周杨、邹昊天、谭竣、余波、杨莉、毛世泽、黄壬鹏、王晓雄、鄢霞、刘燚、张兵兵、任强、李晨、李文婷、程引南、陈雪峰、张红恩、周飞、唐明英、王永金、龙立敦。公路工程混凝土预防碱-骨料反应技术规程 1 范围 本文件规定了公路工程混凝土预防碱-骨料反应的术语和定义、基本要求、骨料碱活性的检验与评定、预防技术、预防措施有效性检验、质量检验与验收。本文件适用于各等级公路工程的混凝土。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 176 水泥化学分析方法 GB/T 1596 用于水泥和混凝土中的粉煤灰 GB 8076 混凝土外加剂 GB/T 8077 混凝土外加剂匀质性试验方法 GB/T 14684 建设用砂 GB/T 14685 建设用卵石、碎石 GB/T 18046 用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉 GB/T 27690 砂浆和混凝土用硅灰 GB 50164 混凝土质量控制标准 GB 50204 混凝土结构工程施工质量验收规范 DL/T 5151-2014 水工混凝土砂石骨料试验规程 JTG E42 公路工程集料试验规程 JTG F80/1 公路工程质量检验评定标准 第一册 土建工程 JGJ 52 普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准 JGJ 55 普通混凝土配合比设计规程 JGJ 63 混凝土用水标准 SL/T 352 水工混凝土试验规程 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。3.1 碱-骨料反应 alkali-aggregate reaction（AAR）混凝土中的碱（包括外界渗入的碱）和骨料中碱活性矿物在潮湿环境下发生化学反应，并导致混凝土异常膨胀、开裂甚至破坏的现象。3.2 碱-硅酸反应 alkali-silica reaction（ASR）混凝土中的碱与骨料中的活性二氧化硅组分在适当条件下发生化学反应，并导致混凝土产生膨胀、开裂的现象。3.3 碱-碳酸盐反应 alkali-carbonate reaction（ACR）混凝土中的碱（包括外界渗入的碱）与骨料中的活性白云石晶体，在适当条件下发生化学反应，导致混凝土产生膨胀开裂的现象。3.4 碱活性骨料 alkali reactive aggregate 能与混凝土中碱发生化学反应并产生异常膨胀的骨料。3.5 混凝土碱含量 alkali content of concrete 混凝土组成材料的当量Na2O含量，当量Na2O=Na2O+0.658K2O。3.6 活性矿物掺合料 reactive mineral admixture 在混凝土制备过程中掺入的以活性氧化硅、氧化铝、氧化钙等为主要成分的粉状材料。4 基本要求 用于公路工程混凝土的骨料应进行碱活性检验评定。4.1 骨料的碱-碳酸盐反应活性可分为非活性和活性两个类型。4.2 骨料的碱-硅酸反应活性等级见表 1。4.3 表1 骨料的碱-硅酸反应活性等级 骨料的碱活性等级 骨料的碱活性程度描述 14d膨胀率a（%）S0 无 0.10 S1 低 0.10，0.20 S2 中 0.20，0.30 S3 高 0.30 a按GB/T 14684与GB/T 14685中快速砂浆棒法检测得到的14d 膨胀率。混凝土结构工程所处环境分类见表 2。4.4 表2 混凝土结构工程所处环境分类 类别 所处环境 典型工程 类 处于干燥环境，不直接接触水、相对湿度长期低于 80%的环境 处于非潮湿条件下隧道等工程 类 处于与水、土壤接触的无外部碱源的一般潮湿环境或干湿交替环境 水处理工程、水池、桥墩、护坡；混凝土道路、桥梁、隧道、地下构筑物 类 有外部碱源，并处于潮湿环境 处于高含盐碱地区的混凝土工程、接触化冰雪盐的混凝土道路、桥梁、下水管道，以及处于盐碱化学工业污染范围内的工程 当使用具有碱-硅酸反应活性的骨料时，应根据骨料碱活性等级采取相应的预防碱-骨料反应技术4.5 措施。不应使用具有碱-碳酸盐反应活性的骨料。混凝土的预防碱-骨料反应的技术措施可分为下列三类：4.6 a)控制混凝土总碱含量不大于最大限值(P1);b)使用活性矿物掺合料(P2);c)采取隔离措施(P3)。确定预防碱-骨料反应技术措施的流程见图 1。4.7 图1 确定预防碱-骨料反应的技术措施流程图 对采用的预防碱-骨料反应技术措施，应对其有效性进行检验，检验结果评定为有效时方可使用。4.8 对于大型或重要的公路工程混凝土结构，采料场的骨料碱活性检验和预防碱-骨料反应技术措施的4.9 有效性检验宜进行不同实验室的比对试验。公路工程混凝土采取预防碱-骨料反应技术措施后，其工作性、强度和耐久性应满足设计要求。4.10 5 骨料碱活性的检验与评定 一般要求 5.1 5.1.1 对于仅含有碱-硅酸反应活性组分的骨料应检验碱-硅酸反应活性。5.1.2 对于仅含有碱-碳酸盐反应活性组分的骨料应检验碱-碳酸盐反应活性。5.1.3 对于同时含有碱-硅酸反应活性组分和碱-碳酸盐反应活性组分时，应同时检验碱-硅酸反应活性和碱-碳酸盐反应活性。检验方法 5.2 5.2.1 骨料的岩石类型和矿物的碱活性类别宜采用岩相法检验，按 SL/T 352 中试验方法的规定进行。5.2.2 骨料的碱-硅酸反应活性宜采用快速砂浆棒法检验，按 GB/T 14684 与 GB/T 14685 中试验方法的规定进行。5.2.3 骨料的碱-碳酸盐反应活性宜采用岩石柱法检验，按 GB/T 14684 与 GB/T 14685 中试验方法的规定进行。5.2.4 骨料的碱-硅酸反应活性和碱-碳酸盐反应活性宜采用混凝土棱柱体法检验，按 DL/T 5151 中试验方法的规定进行。检验程序 5.3 5.3.1 在具备岩相法的检验条件时应采用岩相法检验，分析得到的检验结果按下列要求处理：a)若骨料经岩相法检验未发现碱活性组分，骨料被评定为非碱活性骨料，可将其代表的骨料评定为非碱活性骨料，不再进行碱活性检验；b)若岩相法检验发现骨料中含有碱活性组分时，应按类别进一步检验，并符合表 1 的规定。5.3.2 在不具备岩相法的检验条件且岩石矿物不明确的情况下，可直接采用快速砂浆棒法和岩石柱法分别进行骨料的碱-硅酸反应活性和碱-碳酸盐反应活性检验。5.3.3 在时间允许的情况下，可采用混凝土棱柱体法进行骨料碱活性检验。5.3.4 当料源矿物性状发生明显变化时，应重新进行骨料碱活性检验。碱活性评定 5.4 5.4.1 当同一检验批的同一检验项目进行一组以上试验时，应取所有试验结果中碱活性指标最大者作为检验结果。5.4.2 混凝土棱柱体法的试验结果评定应按 DL/T 5151 中的规定进行。5.4.3 岩相法的检验结果与快速砂浆棒法的检验结果不一致时，应以快速砂浆棒法的检验结果为准。5.4.4 岩相法的检验结果与岩石柱法的检验结果不一致时，应以岩石柱法的检验结果为准。5.4.5 骨料碱-硅酸反应活性宜根据 GB/T 14684 与 GB/T 14685 中快速法检测得到的 14d 膨胀率进行评定，评定结果的分级应按表 1 的规定。5.4.6 骨料碱-碳酸盐反应活性的试验结果评定应按 GB/T 14684 与 GB/T 14685 的规定进行。6 预防技术 原材料 6.1 6.1.1 骨料 应符合JGJ 52的规定。6.1.2 水泥 宜采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，水泥碱含量不宜超过0.6%。6.1.3 掺合料 6.1.3.1 粉煤灰宜采用 F 类的级或级粉煤灰，不应使用 C 类粉煤灰，碱含量不宜大于 2.0%，其余技术指标应符合 GB/T 1596 的规定。粉煤灰的碱含量试验方法按 GB/T 176 的规定进行。6.1.3.2 矿渣粉宜采用碱含量不大于 1.0%的粒化高炉矿渣粉，技术指标应符合 GB/T 18046 的规定。粒化高炉矿渣粉的碱含量试验方法按 GB/T 176 的规定进行。6.1.3.3 硅灰技术指标应符合 GB/T 27690 的规定，碱含量不大于 1.5%，二氧化硅含量不小于 90%。碱含量试验方法按 GB/T 176 的规定进行。6.1.4 外加剂 宜采用聚羧酸系高性能减水剂，技术指标应符合GB 8076的规定。外加剂的碱含量试验方法应按GB/T 8077的规定进行。6.1.5 水 宜采用碱含量不大于1500mg/L的拌合用水，技术指标应符合JGJ 63的相关规定。水的碱含量试验方法应按GB/T 176的规定进行。配合比设计 6.2 6.2.1 混凝土配合比设计应按照 JGJ 55 的规定进行。6.2.2 混凝土总碱量按照式（1）计算。(1)式中：Mh混凝土的总碱量，单位为千克每立方米（kg/m3）；Wc混凝土水泥用量，单位为千克每立方米（kg/m3）；Wa混凝土外加剂用量，单位为千克每立方米（kg/m3）；Wm混凝土掺合料用量，单位为千克每立方米（kg/m3）；Cc水泥有效碱含量，单位为百分率（%）；Ca外加剂有效碱含量，单位为百分率（%）；Cm掺合料有效碱含量，单位为百分率（%）。注：水泥、外加剂有效碱含量按实测值100%计，粉煤灰有效碱含量按实测值20%计，硅灰和粒化高炉矿渣粉有效碱含量按实测值50%计，其他矿物掺合料有效碱含量宜通过试验研究确定。6.2.3 当采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥配制混凝土时，若采用 P2 措施，混凝土中矿物掺合料掺量宜符合下列要求：a)对于碱活性级别为 S1 的骨料，粉煤灰掺量不宜小于胶凝材料总量的 20%；b)对于碱活性级别为 S2 的骨料，混凝土中粉煤灰掺量不宜小于胶凝材料总量的 30%；当复合掺用粉煤灰和粒化高炉矿渣粉时，粉煤灰掺量不宜小于胶凝材料总量的 25%，粒化高炉矿渣粉掺量不宜小于胶凝材料总量的 10%。c)当 a）、b）的规定均不能满足预防碱-硅酸反应活性有效性要求时，可再增加掺用硅灰或用硅灰取代相应掺量的粉煤灰或粒化高炉矿渣粉，硅灰掺量不宜小于胶凝材料总量的 5%。6.2.4 当采用除硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥以外的其他通用硅酸盐水泥配制混凝土时，可将水泥中混合材料掺量 20%以上部分的粉煤灰和粒化高炉矿渣掺量分别计入混凝土中粉煤灰和粒化高炉矿渣粉掺量，并应符合 6.2.3 的规定。路面混凝土 6.3 6.3.1 路面混凝土所处环境条件宜作为类。当所处环境符合含碱环境条件规定时，宜作为类。6.3.2 当路面混凝土使用碱活性等级不同的骨料时，预防碱-骨料反应技术措施应符合表 3 的规定。表3 路面混凝土结构预防碱-骨料反应技术措施 不同结构层的碱活性等级 环境条件 潮湿环境 含碱环境 基层和底基层 S1 P1 P1 S2 S3 面层 S1 P1 P1 S2 S3 注：代表不使用；代表需要进行可行性论证。桥涵混凝土 6.4 6.4.1 桥涵混凝土构件所处的环境条件和分类宜符合下列要求：a)能避开雨淋或漏水作用的主体构件、可更换的附属构件及桥面调平层，环境条件为类；b)直接遭受雨淋或渗漏水作用及水中和土中等潮湿环境中的主体构件、可更换的附属构件及桥面调平层，环境条件为类；c)处于盐渍土、含碱工业污水排放、除冰撒盐等区域桥涵的主体构件、可更换构件及桥面调平层，环境条件为类。6.4.2 当桥涵混凝土使用不同等级的碱活性骨料时，预防碱-骨料反应技术措施应符合表 4 的规定。表4 桥涵混凝土构件预防碱-骨料反应技术措施 不同混凝土构件 的碱活性等级 环境条件 干燥环境 潮湿环境 含碱环境 主体构件 S1 P1 P1+P2 P1+P3 S2 P1+P2 P1+P2 P1+P2+P3 S3 表 4（续）桥面调平层 S1 P1 P1+P2 P1+P2 S2 P1+P2 P1+P2 S3 可更换的附 属构件 S1 P1 P1 P1 S2 P1 P1+P2 或 P1+P3 P1+P2 或 P1+P3 S3 注1：+代表同时使用；代表不使用；代表需要进行可行性论证。注2：采取预防碱-骨料措施过程中，表中为最低技术措施要求，可根据实际情况采取其他多种措施。且含碱环境中的大桥、特大桥混凝土构件不使用碱活性骨料。6.4.3 在不同环境中，预防措施 P1 对桥涵混凝土构件总碱量的最大限值应符合表 5 的规定。混凝土总碱量计算方法应符合 6.2.2 的规定。表5 桥涵构件混凝土总碱量的最大限值 单位：千克每立方米 环境条件 主体构件和桥面调平层 可更换的附属 构件 特大桥、大桥 中桥 小桥、涵洞 干燥环境 3.0 3.0 3.5 3.5 潮湿环境 2.1 3.0 含碱环境 2.5 2.5 注：上部结构装配式构件同样符合表中规定。6.4.4 预应力构件采取 P2 预防技术措施时，矿物掺合料的掺量应满足混凝土收缩徐变的设计要求。6.4.5 采取 P3 预防技术措施应具有可靠的防水效果。当采用涂层防水时，涂层出现破损应立即修复，到达防腐寿命后应及时更换。隧道混凝土 6.5 6.5.1 隧道混凝土构件的所处环境条件宜作为类；当直接接触含碱地下水或含碱土壤时，宜作为类。6.5.2 当隧道混凝土构件使用的骨料碱活性级别不同时，预防碱-骨料反应技术措施应符合表 6 的规定。表6 隧道混凝土构件预防碱-骨料反应技术措施 混凝土构件的碱活性等级 环境条件 潮湿环境 含碱环境 混凝土支护 S1 P1 S2 S3 表 6（续）混凝土衬砌、仰拱和底板 S1 P1 S2 P1+P2 S3 洞门混凝土构件、挡土墙、电缆沟、电缆沟盖板 S1 P1 P1 S2 P1+P2 P1+P2 S3 注1：+代表同时使用；代表不使用；代表需要进行可行性论证。注2：采取预防碱-骨料措施过程中，表中为最低技术措施要求，可根据实际情况采取其他多种措施。6.5.3 当采取 P1 预防技术措施时，隧道混凝土的总碱量应不大于 3 kg/m3，隧道电缆沟盖板混凝土总碱量宜不大于 3.5 kg/m3，并应满足设计要求。混凝土总碱量计算方法应符合 6.2.2 的规定。6.5.4 当采取 P3 预防技术措施时，应符合 6.4.5 的规定。防护工程 6.6 不同防护工程的预防碱-骨料反应技术措施宜按骨料的碱活性等级、构件形式和所处环境，按第4章的规定，经综合分析后确定。生产和施工 6.7 6.7.1 混凝土生产和施工应符合 GB 50164 的规定。6.7.2 对于碱活性等级为 S1 和 S2 的骨料，当其配制的混凝土用于盐渍土和受除冰盐作用等含碱环境中非重要构件时，除应采取预防骨料碱活性技术措施和控制混凝土碱含量之外，还应在混凝土表面采用防碱涂层等隔离措施。6.7.3 对于大体积混凝土，混凝土浇筑体内最高温度不应高于 80。6.7.4 当采用 S1 和 S2 类骨料时，不宜采用蒸汽养护或湿热养护。7 预防措施有效性检验 一般要求 7.1 7.1.1 碱活性等级为 S1S3 的骨料，应对所采用骨料配制混凝土进行预防碱-骨料反应技术措施有效性检验。7.1.2 当效果检验进行一组以上试验时，应选取所有试验结果中膨胀率最大者作为检验结果。7.1.3 混凝土原材料发生变化时，应重新进行预防碱-骨料反应技术措施有效性检验。7.1.4 对于强度等级 C30 以上、C30 以下且环境为类和类混凝土结构物，应预留同条件的试件进行长期效果观测。检验 7.2 7.2.1 预防碱-骨料反应技术措施有效性检验应在混凝土工程施工前进行。7.2.2 碱活性检验用原材料应从实际使用来源取样。7.2.3 预防碱-骨料反应技术措施有效性检验方法应按表 7 的规定进行。表7 各类混凝土工程构件预防碱-骨料反应技术措施检验方法 各类混凝土工程构件 检验方法 路面工程 DL/T 5151-2014 中 5.6 桥梁工程 索塔与锚碇、拱桥拱座、连续钢构桥 DL/T 5151-2014 中 5.7 中小跨径桥梁主体构件、桥面调平层、可更换附属构件 DL/T 5151-2014 中 5.6 隧道工程 衬砌 DL/T 5151-2014 中 5.7 混凝土支护、仰拱、底板 DL/T 5151-2014 中 5.6 注1：使用DL/T 5151-2014中5.7作为检验方法时，可使用DL/T 5151-2014中5.6同时进行检验。注2：不同防护工程构件根据重要程度确定检验方法。7.2.4 原材料和胶凝材料体系相同的混凝土，采用 DL/T 5151-2014 中 5.6 的规定检测时可作为一个检验批次；原材料、强度等级和配合比相同的混凝土，采用 DL/T 5151-2014 中 5.7 的规定检测时可作为一个检验批次。7.2.5 对于同一工程、同一胶凝材料体系或同一强度等级的混凝土，检验应不少于一个批次。效果评定 7.3 7.3.1 预防碱-骨料反应技术措施效果评定应符合下列要求：a)按 DL/T 5151-2014 中 5.6 检测得到的试件 28d 膨胀率试验结果小于 0.10%时，预防措施效果评定为有效。b)按 DL/T 5151-2014 中 5.7 检测得到的试件 2 年膨胀率试验结果小于 0.04%时，预防措施效果评定为有效。7.3.2 当采用DL/T 5151-2014中5.6与DL/T 5151-2014中5.7的评定结果不同时，应以DL/T 5151-2014中 5.7 的评定结果为准。8 质量检验与验收 质量检验 8.1 8.1.1 原材料质量检验 8.1.1.1 在勘察和选择采料场时岩石碱活性检验应符合下列要求：a)岩石碱活性检验与评价应符合第 5 章的规定；b)每个采料场宜分别选取不少于 3 个具有代表性的部位各采集 1 份样品；样品宜为爆破或开采的非表层部分；每份样品不宜少于 20kg，宜不少于 3 块各方向尺寸相近的完整岩石；且不能采取山体表层岩石或滚落山脚的岩石作为样品；c)每份样品应进行不少于 1 组碱活性检验。8.1.1.2 骨料进场时，应按规定批量进行骨料碱活性检验，检验样品的取样应按 JTG E42 的规定进行。母岩岩质发生变化或风化时，应重新进行骨料碱活性检验。8.1.1.3 骨料的检验批量应符合下列要求：a)骨料的碱活性检验应按每 3000m3或 6000t 为一个检验批；当来源稳定且连续两次检验合格，可每 6 个月检验一次；b)骨料碱活性以外的质量检验应符合 GB 50164 的规定；c)不同批次或非连续供应的不足一个检验批量的骨料应作为一个检验批次。8.1.1.4 其他原材料的质量检验应符合 GB 50164 规定。8.1.2 混凝土质量检验 8.1.2.1 混凝土配合比应进行班前确认和班中检查。8.1.2.2 混凝土拌合物性能、硬化混凝土力学性能和耐久性能的检验应符合 GB 50164 的规定。工程验收 8.2 混凝土工程质量验收应符合GB 50204、JTG F80/1的规定。DB52/T 1704-2022