青藏鐵路由于沿線的氣候條件復(fù)雜，成為我國乃至世界上建設(shè)難度最大的重大工程，在這樣的區(qū)域修建鐵路，具有很強的探索性和科研性。青藏鐵路建設(shè)中混凝土的耐久性問題也一直是被鐵道部、青藏總指揮部高度重視的技術(shù)問題之一。
堿—集料反應(yīng)（Alkali-Aggregate Reaction, 簡稱AAR）是混凝土耐久性的一個重要方面，是影響重點工程混凝土安全性的病害之一。在鋼筋銹蝕、凍融循環(huán)和堿—集料反應(yīng)三大病害中，堿—集料反應(yīng)是能夠加以控制，而付出經(jīng)濟代價最小的一種破壞因素。青藏鐵路工程在施工沿線選用砂、石，不可避免地使用了某些具有潛在堿活性的骨料，工程建設(shè)方也采取了一些抑制堿—骨料反應(yīng)的措施，例如限制混凝土的堿含量、摻加抑制堿—骨料反應(yīng)作用的專用外加劑等，但這些措施的效果如何，則無法判斷。如果無效，則可能發(fā)生混凝土“癌癥”，引起整個混凝土結(jié)構(gòu)的破壞。因此，準確鑒別已經(jīng)使用的砂、石骨料的堿活性程度，并科學(xué)判斷采取的抑制措施是否可靠，就成為整個工程是否合格的關(guān)鍵。
受青藏鐵路總指揮部委托，中國建材總院利用“九五”和“十五”攻關(guān)取得的堿—骨料反應(yīng)方面的研究成果，對全線混凝土堿—集料反應(yīng)預(yù)防問題進行系統(tǒng)研究：一是對全線混凝土用砂石集料的堿活性進行系統(tǒng)普查；二是對摻合料抑制堿—集料反應(yīng)效能進行評估和確認；三是對典型混凝土配比進行長齡期實驗室試驗和現(xiàn)場試驗，成功解決了上述兩大世界性難題。
技術(shù)人員首先冒著高原缺氧、嚴寒和強烈紫外線照射的危險，采集了從格爾木到拉薩青藏鐵路建設(shè)使用的全部79個骨料樣本，采用骨料堿活性綜合判定法，經(jīng)過大量試驗和分析，準確完成了青藏鐵路骨料堿活性普查工作，證實青藏鐵路所用骨料中沒有蛋白石等高活性成分，只有少量的次活性成分玉髓、微晶質(zhì)至隱晶質(zhì)石英、波狀消光石英等組分，建立巖相檢驗骨料的礦物組成及活性礦物含量與最終堿活性的定量關(guān)系。隨后，又利用攻關(guān)項目取得的國際先進成果，完成了《青藏鐵路混凝土摻合料抑制堿—硅酸反應(yīng)效能評估方法》，該方法按實際工程配合比，進行小混凝土柱的快速試驗。用這種方法評估后證實，青藏鐵路工程采取的摻合料抑制堿—骨料反應(yīng)的措施是有效的，工程發(fā)生高活性堿—骨料反應(yīng)破壞的可能性微乎其微，總體堿—骨料反應(yīng)安全性完全可以令人放心。
富有成效的工作認定了青藏鐵路全線混凝土堿—集料反應(yīng)的安全性。此項工作得到了我國堿—集料反應(yīng)專家唐明述院士的支持和認可。■
《科學(xué)新聞》 (科學(xué)新聞2016年10月刊 案例視點)