国外核电站混凝土开裂且无法修复的原因及措施
碱骨料反应,为何被称作“混凝土癌症”?看了这个案例,你就会明白!美国西布鲁克核电站混凝土自2010年证实发生碱骨料反应导致开裂,至2026年依旧没有可行修复措施,饱受长达16年之久的结构安全风险和监管审查压力。

2025年4月,美国WMUR电视台再次报道了西布鲁克核电站混凝土碱骨料反应开裂问题进展,监管机构C-10基金会执行董事在接受记者采访时,针对有什么措施可以修复的问题,这样回答:“很不幸,碱骨料反应被称作“混凝土癌症”,是不治之症,情况只会越来越糟。”

西布鲁克核电站混凝土碱骨料反应,早在2010年就已证实,当时发现地下混凝土墙体开裂并有潮气侵入,原因是碱骨料反应中最常见一种:碱硅反应ASR,由此引发的微裂缝的累积效应和体积膨胀导致了更大的宏观裂缝。

截止目前,西布鲁克核电站混凝土碱骨料反应开裂问题,技术上依旧没有可行修复措施:C-10基金会负责跟踪核电站处理计划和进展并公开信息,以确保周边居民安全;NRC核管理委员会至少每六个月对核电站进行一次检查,以防止混凝土情况恶化,确保结构承载力在安全范围内。根据2025年度检查报告显示,西布鲁克核电站钢筋混凝土结构具有足够大的设计裕度,尚在安全范围内,结论为混凝土结构“可工作,但已退化且不合格”。

混凝土技术已经有了上百年的大规模应用,发展至今,为何针对碱骨料反应依旧束手无策?先来看下碱骨料反应是什么:

碱骨料反应AAR,顾名思义,混凝土浆料中的碱性成分与骨料中的活性成分发生反应,生成凝胶并膨胀导致开裂。根据骨料活性成分,碱骨料反应AAR分为两类:碱硅酸反应ASR、碱碳酸盐反应ACR。
碱硅酸反应ASR是最普遍也最严重的碱骨料反应,浆料中的碱与骨料中的活性二氧化硅生成吸水性碱硅凝胶,引发膨胀应力,由于是在混凝土内部缓慢且持续的不可逆的反应过程,因此一旦发生,基本无法修复。
目前能够采取的措施是,针对碱骨料反应需要同时满足的三个条件:高碱含量、活性骨料、潮湿环境,严格控制、提前预防。
高碱含量
水泥、掺合料和外加剂中碱性成分如Na₂O、K₂O等。
活性骨料 骨料中活性成分如二氧化硅、白云石或层状硅酸盐等。
潮湿环境 混凝土长期处于水分或潮湿环境,尤其是地下水影响。
不仅在美国,全球范围内,混凝土碱骨料反应已经造成了巨大的经济损失和安全隐患,西布鲁克核电站的典型案例,也给我们敲响了警钟,尤其是近年来大量使用碱含量较高的水泥、掺合料和外加剂,都为混凝土结构埋下安全隐患。
提醒大家重视住建部发布实施的《预防混凝土碱骨料反应技术规范》GB/T50733-2011,规范对于骨料碱活性的检验、预防碱骨料反应的技术措施等内容都有明确要求,依照规范、防范未然。


GB/T50733-2011
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