事故简介

北京某桥梁建于1984年，投入使用不到5年，发现该桥潮湿部位有如下损害现象：

1）桥台混凝土在流水潮湿部位出现网状裂纹，同一墙的其他部位却完好。

2）潮湿处柱子混凝土保护层不但出现网状裂纹，而且出现局部膨胀不平现象。

3）大部分梁盖端头流水处都出现顺筋裂纹。裂纹长3～4m，由于桥墩及盖梁附近低洼，常有积水，湿度较大，盖梁不直接接触流水处，1990年也出现3～4m顺筋裂纹，1991年发展到7～8m，个别的更长，桥面纵梁距流水管较近的几个梁端发现有数十厘米长的顺筋裂纹，伴随有白色凝胶从裂缝中渗出，使混凝土表面变色，混凝土逐渐崩裂破坏，如图5-2所示。

原因分析

起初许多专家认为是混凝土中存在碱活性骨料及所用的水泥碱含量太高造成的。当水分渗入混凝土时，产生了碱-骨料反应，产生的凝胶吸水膨胀，这种膨胀力很大，很容易造成混凝土开裂，进而导致混凝土结构破坏。造成碱骨料反应开裂破坏，需要以下三个条件：

图5-2 北京某桥梁碱骨料反应损伤开裂

1）混凝土所用骨料中含有活性组分。

2）混凝土中有足够的碱，碱主要是钾、钠。尽管Ca（OH）2也是碱性，但其碱性较前两者弱。钾、钠即使在低含量时，也能表现出强碱性。混凝土溶液中的碱来自其各组分———水泥、外加剂、掺合料、拌合水，其中主要来自水泥。

3）有水存在。

但是后来一些混凝土专家对上述看法持不同看法，经对混凝土取样分析，骨料中并无碱骨料，而是由于除冰盐腐蚀造成混凝土破坏（详见案例5-4）。(www.daowen.com)

事故处理

采用水工修补，如图5-3所示。底层采用低黏度环氧树脂，渗透进混凝土表面，而面层均为耐候性丙烯酸系涂料。

图5-3 混凝土修补图

a）T形桥墩 b）双支柱刚架桥墩 c）高架桥高栏

预防措施

预防碱-骨料反应引起的混凝土开裂与破坏，已是当今混凝土界的一个难题。可能在10℃左右的道桥工程、地下人防工程以及相对湿度在90%～95%环境下工作的工程，都要采取相应的措施，防止碱骨料反应。具体措施是：

1）采用低碱水泥（Na₂O含量在0.6%以下）。

2）骨料中确保没有不稳定的硅矿物质，如蛋白石（SiO₂·nH₂O）、磷石英（结晶质SiO₂）、方晶石等（需要通过岩相检验确定）。

3）混凝土中掺入25%粉煤灰，或50%以上矿渣粉，或10%硅粉，可显著提高混凝土抗碱-骨料反应能力。

4）控制混凝土中碱总含量≤3kg/m³。

5）混凝土施工中不应发生早期开裂，减少早期缺陷。