小议水利水电工程骨料的挑选范文

1母岩的力学性能

一般来说，母岩的力学性能决定了骨料的力学性能。骨料的强度可用母岩的抗压强度和骨料的压碎指标表示。对制备骨料的母岩在《建筑用砂、石》（GB/T14685—93）中规定，采用直径与高均为50mm的圆柱体或长、宽、高均为50mm的立方体岩石样品进行试验，在水饱和状态下，其抗压强度应不小于45MPa，其极限抗压强度与所浇注混凝土强度之比不应小于1.5倍。在《建筑用卵石、碎石》（GB/T14685—2001）中规定在水饱和状态下，变质岩应不少于60MPa。由此，国家相应规范中似乎有提高岩石抗压强度的要求。《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》（JGJ53-92）要求骨料所起的骨架作用计算骨料的强度，一般要求相应的骨料母岩强度应大于混凝土强度的1.5倍以上，同时要求变质岩岩石抗压强度大于60MPa；但在《普通混凝土用砂石质量标准及检验方法》（JGJ53-2006）中认为岩石的立方体抗压强度应比所配制的混凝土强度高20%以上；而《水利水电工程天然建筑材料勘测规程》（SL251-2000）要求岩石抗压强度大于40MPa。有关岩石强度的要求，均没有找到相应的解释说明。国外对混凝土骨料的品质要求经过查阅美国的StandardSpecificationforConcreteAggreagates(C33-01)和欧洲的Aggregatesforconcrete(BSEN12620：2002)规范，对岩石强度也没有提出明确具体的要求。

2压碎指标

《建筑用卵石、碎石》（GB/T14685—20012001）中将骨料分为三类，II类宜用于强度等级C30-60及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土，III类宜用于强度等级小于C30的混凝土；不同类的骨料，其压碎指标不一样，II类压碎指标要求小于20%，而III类压碎指标要求小于30%。例如，从锦屏工程混凝土标号C18035来看，宜使用II类骨料，从目前查到的规范来看，要求不大于20%，而试验结果三滩31#为27.3%和三滩5#为24.7%，骨料压碎指标均超出规范要求，但满足作为III类合格品骨料压碎指标<30%的要求。美国和欧洲规范中对压碎指标没有规定。在我国的公路混凝土中对骨料还有一项指标“跌落损失”，也是一项比较重要的指标。

3骨料的坚固性

骨料的坚固性是反映骨料在外力、环境或其它物理因素作用下抵抗崩解的能力。《水工混凝土施工规范》（DL/T5144-2001）中规定配制有抗冻要求的混凝土的骨料坚固性不应大于5%，无抗冻要求的混凝土的骨料坚固性不应大于12%；在2006版《普通混凝土用砂石质量标准及检验方法》中认为，在严寒及寒冷地区使用，并经常处于潮湿或干湿交替的状态下的混凝土，其骨料的坚固性指标质量损失不应大于8%，有腐蚀性介质作用或经常处于水位变化区的地下结构或有抗疲劳、耐磨、抗冲击等要求的混凝土用碎石或卵石，其质量损失也不应大于8%。美国C33-01中对细骨料的抗硫酸盐测试采用五次循环法：侵蚀介质为Na2SO4时，平均质量损失不能大于10%；采用MgSO4时，平均质量损失不大于15%。如果细骨料供应方能够向买方或专家提供资料证实：当采用同一料场相似特性的细骨料拌制的混凝土应用于相似气候环境时，可以表现出满意的结果，这种情况下细骨料虽不能满足以上的要求，但仍可以使用。

如果细骨料没有相关的使用记录，且不满足以上的要求，但满足以下要求时仍可使用：在混凝土的冻融循环试验（见试验方法ASTMC666）中表现出较高的抗冻性。粗骨料也应适用这一说法。如，锦屏工程地处我国西南，一般常年温度应该在0℃以上，在其耐久性要求中提出了混凝土抗冻指标要达到F200。如骨料配制的混凝土性能满足F200的情况下，其坚固性指标可考虑采用≤12%。

4骨料品质中有不合格项的处理

从目前查阅的国内外规范来看，对骨料的品质指标都作出了比较明确的规定，但这些指标是否是必须全部满足才能用呢？在规范中基本没有给出强制性规定，一般在文字表述中采用“宜”、“应当”等。从不同的规范来看，这些指标值是不一样的。从骨料的实际检测工作来看，在不同的工程中使用的骨料其某些指标相差往往也是很大的。如美国对于骨料品质检验有不合格项的骨料，美国C33-01规范中有明确的说明，当粗骨料的检测值超出所限定的最大值，但满足以下要求时仍可以使用：供应方能够向买方或专家提供资料证实，在相同的气候和使用环境下，同一料场提供的粗骨料所拌制的混凝土能够达到预期的要求；有记录证实，由该骨料拌制的混凝土的相关性能可以达到设计要求。因此，从混凝土的性能来最终判断骨料是否可用是一个基本的常识。

5骨料的碱活性

水利水电工程骨料碱活性的检测依据《水工混凝土砂石骨料试验规程》（DL/T5151-2001）进行（同ASTMC1293-1997）。根据该规程规定：当1年龄期时（40℃、100%RH条件下）混凝土棱柱体的膨胀大于0.040%时，集料将被判定为碱活性的。另外还有一种方法———中国压蒸快速法，该方法是我国唐明述教授等提出的一种鉴定碱骨料反应的快速法。该法包括两个部分：一是针对碱硅酸反应的“小砂浆棒快速测长法”，该方法已被列为中国工程建设标准化协会标准，编号为CECS48：93，并已被列为法国国家标准NFP18--588；另一种是针对碱碳酸盐反应的“小混凝土柱快速测长法”。中国压蒸法的特点是在两天内就能得到试验结果。

也有观点认为，该方法试验条件较苛刻，易产生过分的反应，但“只会错判，不会漏判”。虽然混凝土中的碱活性反应被称为混凝土的“癌症”，有点谈虎色变，实际上至今在我国发现确证由于碱活性反应引起的混凝土破坏的工程案例，尚没有看到。在试验研究中发现混凝土中粉煤灰的掺量达到15%或20%以上就可以有效的抑制骨料的碱活性。而我国无论过去还是现在，水工混凝土中粉煤灰的掺量一般都很高，现在常态混凝土一般在30%以上，碾压混凝土一般在50%以上，因此在这么高的粉煤灰掺量的情况下，要发生碱骨料反应也是很难的。因此，从这个角度来看，具有碱活性的骨料在水工混凝土中并不是一定不能用，必须结合工程实际情况进行综合考虑。实际上骨料的碱活性反应在混凝土中并不是没有好处的，如些微的碱骨料反应可改善混凝土中骨料和水泥浆体过渡区的性能，有益于混凝土性能的提高。

6混凝土性能对骨料品质的要求

选用骨料的一个重要因素就是用其配制的混凝土必须满足工程混凝土的设计要求，这也是对骨料的基本要求。在满足工程混凝土设计要求的基础之上，我们要考虑的混凝土性能，一般来说，应着重于以下3个方面：（1）混凝土的抗裂性能，目前对混凝土抗裂性能的评价，有不同的评价方式，采用不同的评价方式可能结果有些差异。总得来说，通过混凝土的抗裂性能综合评价混凝土的质量，从而来判断骨料的品质，不失为一种好的方法。（2）水工混凝土由于其体积巨大，又叫大体积混凝土，对混凝土的温度裂缝控制是一个重要议程。因此，混凝土的热学性能也是应考虑的一个重要因素。一般来说，灰岩配制的混凝土线胀系数比较小，白云岩配制的混凝土线胀系数较大。线胀系数小有利于混凝土的温度裂缝的控制。（3）混凝土的耐久性，前面论述的骨料坚固性实际上也是评价骨料耐久性的一种方法，而混凝土的耐久性也有其耐久性的特有评价方法，如常用的抗冻性、抗渗性等。

7其它

实际工作中，对于料源的选择不能用简单的几句话就能够说清楚的。对于水利水电工程来说，这也是一项系统工程。前面只是从工程材料的角度以及工程混凝土的设计角度对骨料品质要求进行了简要的阐述，实际上，料源的选择还要考虑的因素很多，如料源骨料的储量、加工性能、运输、经济性核算等等，而加工性能又包括成品的粒形、加工的能耗以及破形机器的选择等等许多方面的内容，限于篇幅，在此不做阐述。总之，骨料料源的选择是水利水电工程中一项非常重要的工作，其直接关系到工程混凝土的质量以及大坝的安全，同时也是工程能否按计划和设计要求建设完成的一项重要保证。

作者：雷爱中唐宪国卜向东单位：中国水利水电科学研究院结构材料所合肥水泥研究设计院云南东盛科技开发有限公司