摘要：通过核岛、常规岛、海水冷却塔混凝土技术规范书对骨料的要求总结分析，以及天然建筑材料初查任务书的要求，借鉴以往核电站天然建筑材料选择调研经验反馈，在天然建筑材料初查实施中采取优先进行岩相法、碱活性、压碎值、饱和抗压强度、放射性关键指标检验，试验结果合格后，再进行其它试验项目检验，达到减少浪费，节约工期目的。
关键词：骨料初查；碱活性；良好实践
本项目6台机组混凝土用骨料总量约230万m3，粗骨料总用量约为253万m3，细骨料总用量约为161万m3。工程结构设计使用年限为60年，结构耐久性按100年考虑。由于核电站的巨额投资，建设周期长，属于特殊工程，工程中海水冷却塔处在高温高湿环境，骨料的质量直接影响工程使用寿命，混凝土产生碱骨料反应就会破坏混凝土结构。因此骨料选择至关重要。
1．混凝土碱骨料反应
混凝土碱骨料反应[1]：混凝土中的碱(包括外界渗入的碱)与骨料中的碱活性矿物成分发生化学反应，导致混凝土膨胀开裂等现象。
碱活性：骨料在混凝土中与碱发生反应产生膨胀并对混凝土具有潜在危害的特性。砂石碱活性快速试验方法[2]指混凝土骨料与水泥中的碱起膨胀反应的特性。
2．技术规范书要求
2.1 核岛混凝土技术规范书
符合《建设用卵石、碎石》（GB/T14685-2011）和《建设用砂》（GB/T14684-2011）；针片状颗粒不超过总重量8%，氯化物含量有限值；经过岩相法鉴定的硅质集料，在规定的试验龄期内膨胀率不超过0.10%。无碱-硅酸反应。经过岩相法鉴定的碳酸盐集料，84天试件膨胀率不超过0.10%。
2.2 常规岛混凝土技术规范书
对于长期处于潮湿环境的地下重要结构混凝土，其所使用的碎石应按《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52-2006 要求进行碱活性检验。当判定骨料存在潜在碱-碳酸盐反应危害时，不能用作混凝土骨料；否则，应通过专门的混凝土试验，做最后评定。当判定骨料存在潜在碱-硅反应危害时，应控制混凝土中的碱含量不超过3kg/m3，或采用能抑制碱骨料反应的有效措施。
2.3 海水冷却塔技术规范书
混凝土所用的骨料和砂子应符合中国标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52-2006的要求，严禁采用碱活性骨料。，在工程中的混凝土中碱含量符合CECS53：93《混凝土碱含量限值标准》规定。
2.4 天然建筑材料勘察技术任务书
对于碱活性测试，应首先采用岩相法检验碱活性骨料的品种、类型和数量。当检验出骨料中含有活性二氧化硅时，应采用快速砂浆棒法和砂浆长度法进行碱活性检验；当检验出骨料中含有活性碳酸盐时，应采用岩石柱法进行碱活性检验。
总结技术规范书及骨料勘察任务要求，碱活性检验方法均要满足DL/T5151-2001水工混凝土砂石骨料试验规程要求。
3．骨料调研实施步骤
调研天然建筑材料勘察按照普查、初查及详查三个阶段进行，由粗到细、循序渐进，避免出现颠覆性结果，造成浪费和严重影响工期。
以核安全法规、导则及国家现行的规范、标准以及相关规范、规程为原则，充分搜集地质图、地形图及可能的料源地范围内已有地质资料。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆分析影响料址的各种因素，如地形、地貌、地质条件、储量、开采难易程度、运距、环境等，在考虑环境保护、经济合理、保证质量的前提下，由近至远，注意各种料源的比较，并考虑工程土石方开挖利用的可能性，所需料场应尽量少占或不占耕地，条件可能时要考虑造地还田或植被绿化。
同时以地质图、地形图为指导，进行地质调查，逐步排查，在厂址附近初步选定几个料源地，同时送样进行放射性、岩相法、砂浆棒快速法（碳酸盐采用岩石柱法）、饱和抗压强度及压碎值五项试验筛选，依据试验结果，五项试验全部合格的料场样品继续按照技术任务书的质量技术指标要求完成剩余所有室内试验项目，并进行地质测绘、少量的钻探等相关工作，对可行的料源场地进行比选，选出最合适的料源地。
将厂址负挖的基岩作为首选调查研究对象，以确定是否满足骨料要求，如果质量、储量满足要求则进行砂石加工场的规划，提前进行骨料生产，达到节省费用，保证混凝土供应目的。
遵循当地国土资源局安监、环保、水务、林业、供电等部门规定：矿区周边与村庄、公路的安全距离要求在300m以外；与周围饮用水源控制在安全距离内；不在环保控制区；生态林保护区禁止设置矿区；矿区面积要求在50亩以上原则进行筛选料源地。
4．借鉴经验反馈
《核电厂混凝土工程应避免碱集料反应》[3]描述：早在秦山二期工程设计开展前期工作之初，上海728院通过业主委托南京化工学院对秦山二期工程准备使用的集料的碱活性进行评定，得出“集料没有碱活性”的结论。但在此之前，上海建筑科学院对浙江北角地区生产的石料进行岩相监测，结论是“按岩性，该地区生产的石料全部为活成岩中的喷出岩系列。这些石料中均不同程度地存在着粒度在0.02~0.06mm间的粒状微晶石英，具有一定的反应性”。根据集料碱活性快速测定法，测出的膨胀率大于0.10%，标示为活性集料。这虽然是属于普查性质的结论，但是既然存在这种情况，从安全出发，还是应立足于预防碱集料反应。本项目属于重要的特殊混凝土工程，针对碱活性试验充分借鉴上述核电站骨料调研经验，对每处料源地各项试验项目数量不少于3组，对代表性的岩性进行取样，各类代表性岩性的试样组数均不应少于3组。对采料场的骨料碱活性检验和抑制骨料碱活性有效检验宜进行不同实验室的比对试验，以提高试验结果及其分析的准确性和可靠性。一组试样送到南京工业大学及国家建材行业集料碱活性研究测试中心进行试验；一组试样送到上海市建筑科学研究院，最终达到试验预期目的，保证骨料试验结果可用。
针对粉粒状石灰岩进行水膨胀试验，由于粉粒状碎石长时间在水中具有膨胀性特性，对混凝土产生破坏作用。许多使用该粉粒状碎石做混凝土骨料导致混凝土膨胀破坏工程实体的例证；粉粒状石灰岩不能作为混凝土骨料使用。
5．结论
按照骨料调研实施步骤和借鉴经验反馈实施成果显著，首先判定厂址基岩不能作为混凝土骨料使用，只能作为现场回填石料使用；接着对厂址附近9个料源地进行普查，并按照放射性、岩相法、砂浆棒快速法（碳酸盐采用岩石柱法）、饱和抗压强度及压碎值五项试验筛选，直接排除五项指标不合格料场3个，取消下一步原石、碎石、机制砂的几十个项目检验，平均每个料场节约试验费6万元，合计节约试验费18万元，整个项目包括技术工作费、税费管理费等节约33万余元，取得良好经济效益。最后根据骨料碱活性对比检验结果选择出合格料源地满足技术规范书，且运距最短、质量可靠、经济合理。
参考文献
[1] 南京工业大学. GB/T50733-2011《预防混凝土碱骨料反应技术规范》[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.
[2].南京化工学院.CECS48-1993《砂石碱活性快速试验方法》[S].北京:中国建筑工业出版社,1993.
[3] 刘群贤.《核电厂混凝土工程应避免碱集料反应》[J].核工程研究与设计,2001年01期
作者简介：
董国栋（1971— )，男，辽宁锦州人，高级工程师，现在山东电力工程咨询院有限公司从事核电站前期混凝土管理及土建结构施工管理工作。
通讯地址：广东省湛江市赤坎区滨海大道北121号国家电投，邮编：524000, E-mail：dongguodong@sdepci.com电话：18615647065
论文作者:董国栋
论文发表刊物:《电力设备》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/10
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