长江科学院-获奖成果详情湖北省科学技术进步奖

获奖名称: 大型水利水电工程混凝土碱－骨料反应及抑制技术研究

获奖等级: 二等奖

获奖类别: 湖北省科学技术进步奖

授奖单位: 湖北省人民政府

完成单位: 长江水利委员会长江科学院

获奖年度: 2012

获奖人员: 杨华全、汪在芹、李珍、李鹏翔、刘崇熙、邵晓妹、董芸、严建军、周世华、李晓鄂

成果简介:项目背景情况项目“大型水利水电工程混凝土碱－骨料反应及抑制技术研究”，从上世纪50年代起，结合三峡工程论证，丹江口、葛洲坝等国内众多大型水利水电工程的建设及国家自然科学基金、水利部公益性行业科研专项，围绕活性骨料的鉴别及分类、碱－骨料反应膨胀机理和演变趋势、碱－骨料反应抑制机理和抑制材料、以及碱－骨料危害性膨胀反应的预防等中心难题，对大型水利水电工程混凝土碱－骨料反应机理与抑制技术展开长期系统研究。同时，针对水工混凝土骨料粒径尺寸大、料源复杂、岩石种类繁多、现有试验方法适应性差异大的特点，对水工混凝土碱－骨料反应试验方法和测试技术进行了全面、系统及长期的研究，建立了适用于我国水利水电工程混凝土碱－骨料反应研究的试验方法体系。主要技术创新（1）采用Griffith模型将Thom－Zeeman突变数学理论创造性地运用于碱－骨料反应膨胀历程的研究，将膨胀历程分为预备期、突变期和宁静期三个基本反应期，建立了碱－骨料反应膨胀模型；自主设计了半渗膜装置，证实了“半渗膜”渗透压力的存在，揭示了混凝土碱－硅酸反应膨胀机理。（2）研究了不同材料对水工混凝土碱－骨料反应的抑制机理与效果，提出了混凝土总碱量控制、中热水泥和粉煤灰等水工混凝土碱－骨料反应抑制技术。（3）开展了不同水利水电工程骨料碱活性长期观测试验，研究了不同岩性骨料长期碱－骨料反应膨胀特性，揭示了三峡工程花岗岩具有的缓慢反应膨胀特性，提出了有效的综合预防措施，为骨料料源选择和水工混凝土碱－骨料反应试验方法的完善提供了科学依据。（4）提出了包括TEM测试、大尺寸试件碱－骨料反应模拟试验、混凝土现场取芯测试分析在内的水工混凝土碱－骨料反应研究方法体系，为研究岩石的潜在活性，预测已建水利工程混凝土碱－骨料反应膨胀趋势提供了有效手段。推广应用情况项目研究中获得国家发明专利2项，参与制定1项国家标准及3项行业标准，撰写专著2部，提交研究报告200余份，发表论文几十篇。成果已在三峡、丹江口、葛洲坝、隔河岩、水布垭、小浪底、龙滩、南水北调、乌东德、溪洛渡、白鹤滩及锦屏等大型水利水电工程的混凝土骨料料源选择、碱－骨料反应预防和抑制中广泛成功应用，保障了工程混凝土耐久性和安全运行，产生了巨大的社会和经济效益。