东阳水库开挖利用料碱活性抑制研究

(四川沃土项目投资管理有限公司，成都，611732)

1 工程概况及基本资料

东阳水库坝址以上集水面积65.5km2，河道平均比降50.9‰，多年平均年来水量4090万m3。工程开发任务是以农业灌溉、乡村供水等综合利用的小(1)型水利工程。水库正常蓄水位932.00m，正常库容532万m3，总库容717万m3，死水位911.00m，死库容108万m3，兴利库容424万m3。大坝坝顶高程939.50m，坝顶宽6.00m，最大坝高66.5m，由于工程地处Ⅷ度地震区，大坝按3级建筑物设计，其他永久主要建筑物按4级设计，次要建筑物按5级设计。

本工程两岸山体开挖料达10.07万m3，河床部位砂砾石开挖达6.27万m3，工程所需胶凝砂砾石骨料13.89万m3，混凝土粗骨料5.54万m3。根据室内试验得知，工程区开挖料作为骨料使用存在潜在的碱—硅酸反应危害，为解决开挖料不能利用至大坝填筑的问题，开展了本次开挖料碱活性抑制研究，通过本研究为大坝设计提供了技术保障。

2 项目前期设计工作情况

2.1 坝型选择

受自然保护区和种质资源保护区等边界条件限制，在前期工作过程中开展了多种坝型比较，分别对心墙石渣坝、钢筋混凝土面板坝、埋石混凝土重力坝、混凝土双曲拱坝和胶凝砂砾石坝进行了比选，最终通过地质条件、布置条件、建材条件和施工条件等各方面比较，选择了国内先进、抗震性能好、环境友好的胶凝砂砾石坝坝型。

2.2 开挖利用料基本特性

为进一步研究胶凝砂砾石坝利用开挖料筑坝的可行性，先后开展了现场试验和室内物理力学试验，通过砂浆棒快速法对骨料在砂浆中的潜在碱—硅酸反应测定，砂浆试件时间14d的膨胀率为0.241%～0.259%，初步判断骨料为具有潜在危害性反应的活性骨料[1]，骨料试验成果见表1。

表1砂砾石骨料试验成果表

3 碱活性骨料反应抑制试验配合比

为抑制骨料在混凝土中的碱—硅酸反应，通过研究不同替代量的粉煤灰对碱—硅酸反应的效果分析，得出开挖砂砾石料能否运用于工程中。本工程研究粉煤灰替代水泥含量分别为0%、30%、50%，同时考虑胶凝砂砾石在实际应用过程中一般会掺入减水剂，增加了考虑减水剂的两个配合比，试验配合比见表2，试验研究结果见表3和图1～图3[2]。

表2碱骨料反应试验用配合比

表3碱骨料反应试验结果

图1 碱骨料反应试验结果

图2 碱骨料反应试验结果(粉煤灰掺量的影响)

图3 碱骨料反应试验结果(减水剂的影响)

根据试验成果可以看出，未掺粉煤灰的试件14d的膨胀率大于0.1%小于0.2%，但28d膨胀率已达到0.313%，具有潜在危害性；掺入30%粉煤灰后，7d时试件出现收缩的现象，14d、28d的膨胀率分别为0.024%、0.071%，均小于0.1%，可看出掺入30%粉煤灰对碱骨料反应具有较强的抑制作用；当粉煤灰掺量为50%时，试件14d、28d的膨胀率分别为0.004%、0.031%，均小于0.1%，说明随着粉煤灰掺量的增加，碱骨料反应的抑制效果增强。掺减水剂的试验结果表明，减水剂的掺入使试件前期的膨胀率增大，后期膨胀率减小，对长期碱骨料反应的抑制有利；粉煤灰掺量50%、减水剂掺量0.7%的试件，28d膨胀率为0.022%，为所有配合比中的最小值。综上，粉煤灰掺量30%以上，可达到抑制碱骨料反应的效果，减水剂的掺入对抑制长期碱骨料反应有利。

4 结论

通过开展粉煤灰不同掺量的配合比试验，可知本工程利用当地开挖砂砾石料作为筑坝材料是可行的。通过调整坝体结构来适应胶结砂砾石的材料特性，充分利用当地开挖料，即节约了工程投资，又为大坝设计提供了技术保障，还减少了弃渣对环境的影响，为胶凝砂砾石在水库大坝的运用提供了良好的经验总结。