混凝土碱骨料反应问题及预防措施

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文章通过阐述混凝土碱骨料反应的危害,分析了碱骨料反应的发生条件及分类和机理,提出了碱骨料反应发生的预防措施。

21 0 0年

第 3期

S IN E&T C O O YIF R TON CE C E HN L G O MA I N

0建筑与工程。

科技信息

混凝土碱骨料反应问题及预防措施田永轩赵庆合 (河建工集团有限公司河南郑州黄404 ) 5 0 5【摘要】文章通过阐述混凝土碱骨料反应的危害,分析了碱骨料反应的发生条件及分类和机理,出了碱骨料反应发生的预防措施。提 【关键词】碱骨料反应;分类;机理;预防措施碱骨料反应开始是在 3 O年代美国西部地区的堤坝、路、梁等公桥

C MgC 3+ N O - ̄ (H 2C C 3N 203 a (O) 2 a H-MgO、 a O+ aC 2 -+

混凝土结构物发生异常膨胀,产生裂缝而发现的。进入 7 O年代后,不断从欧洲、非等地传来碱骨料反应引起的结构损伤报告,骨料反南碱

N 2O+ aO )-2 a H+ a O a 3C (H z ̄N O C C 3 C - -这种反应持续进行 .至白云石被完全作用或碱浓度降到足够低直

应作为个世界性的普遍问题被提了出来。由于碱骨料反应一般是在混为止,特点是反应较快,且反应少见凝胶产物,其而多呈龟裂或开裂。

凝土成型后的若干年后逐渐发生,结果造成混凝土耐久性下降,重其严 4碱骨料反应的预防措施时还会使混凝土丧失使用价值,由于反应是发生在整个混凝土中,且因此,种反应造成的破坏既难以预防,难于阻止,不易修补和挽救。 41控制水泥碱含量,先选用碱含量小于 06的低碱水泥。般情这又更 .优 .%一故被称为混凝土的“癌症”。况下,水泥碱含量低于 06把 .%氧化钠当量 ( N 2+ . 8 2作为预即 a 06 K0) 0 5防碱骨料反应的安全界限。当然,碱水泥本身并不能控制碱一料反低集

1碱骨料反应的概念

应。 碱骨料反应 ( lai g rg t R a t n简写作 A A k l A ge ae e ci o AR)指混凝土 42确定最小水泥用量。在满足工程要求的强度及耐久性前提下选是 .

中的碱性物质与骨料中的活性成分发生化学反应,引起混凝土内部自择合适的水泥用量。 膨胀应力而开裂的现象。

43控制混凝土中总含碱量。混凝土中碱的来源不仅有水泥 .包括 .还

2碱骨料反应的危害碱骨料反应导致混凝土破坏特征均表现为混凝土膨胀开裂,大量微裂缝的产生不仅降低混凝土的力学性能,重要的是更加速了水、蚀离子渗入混凝土腐内部 .从而诱发碱骨料反应、钢筋锈蚀、冻融破坏协同效应。严

混合材、l u、以及骨料等, ̄7剂水 - J因此控制混凝土中各种原材料总碱量比单纯控制水泥含碱量更为科学,目前已为许多国家所接受。如我国正在建设的南水北调中线工程 .对具有碱活性或疑似碱活性的集料, 规定干燥环境下的 I、Ⅱ、Ⅲ类工程,其混凝土中总碱量不得大于 3 k/潮湿环境下的 I类工程混凝土总碱量不大于 3 k/s I、l . gm; 0 . gm。I I 0 l类不大于 2 k/3 . gm。 5 44避免使用活性骨料。如果混凝土的含碱量低于 30gm,以不 . .k/可做骨料碱活性检验,否则应对骨料进行碱活性检验,检验判定为碱如

重影响了混凝土工程耐久性能。 再有碱骨料反应是在混凝土碱活性骨料周围缓慢、长期发生

活性材料 .则不能使用 .经试验将其于非活性骨料按一定比例混合或后确定对工程无损害的,可使用。方因碱骨料反应引起的混凝土破坏

45采用掺合料,硅粉、煤灰、山灰或磨细矿渣微粉取代水泥 .用粉火拌制混凝土。硅灰添加量为 5 1%时混凝土的膨胀量可减少 1%一%~ 0 0

0其的,仅无法阻止其破坏继续发展,破坏后不宜修复,此被称为混 2%.控制效果根据反应性骨料及硅灰的种类而不同。掺用粉煤灰不且因或火山灰质材料时,们对水泥的置换率不应小于 2%,大取代率它 5最凝土的“症”癌。宜控制在 4%左右。为高掺量既给施工造成困难 .使混凝土早期 O因又

3碱骨料反应发生条件及分类和机理31碱骨料反应发生条件发生碱骨料反应需要具有三个条件 . 311混凝土的原材料水泥、合材、加剂和水中含碱量高; . .混外31 . 2骨料中

有相当数量的活性成分: . 31 . 3潮湿环境 .充分的水 .有分或湿空气供应。 3 .碱骨料反应的分类和机 2理按照活性材料及其产生

强度降低。 46隔绝水和潮湿空气。在可能发生碱骨料反应的部位采取措施有 .效地隔绝水和空气的来源 .以缓和碱骨料反应对工程的损害。可 47掺用外加剂。锂盐外加剂可有效的减少 A R膨胀破坏,气剂 .如 S引可使混凝土具有 4 5%一%的含气量,加其中的细微孔隙,以容纳一增可些反应物 .而缓解碱骨料反应的膨胀压力,轻碱骨料反应对工程从减的损害。 由碱骨料反应引起的混凝土破坏已逐渐被工程界人士认知。了为有效预防南水北调中线工程发生碱骨料反应破坏,国水利水电科学中研究院专门编制了南水北调中线干线工程标准《防混凝土工程碱骨预料反应技术条例 (行)。在今后的建筑工程中,望工程技术人员对试》希碱骨料反应问题给予应有的重视,取可能做到的各种措施,防碱采预骨料反应对工程的损害。

_混凝土碱凝胶微观放大图

破坏时的反应机理不同 .一般将碱一料反应分为三种:集3 .碱一酸反应 .1 2硅 ( la— Akl i Sl a R a t n,即最早的 ic e c o ) i i

_ _4 46. 4-

A R或经典的碱骨料反应。 A具

体是指混凝土中的碱与骨料中微晶或无定型硅酸发生反应,成碱硅生酸类2 OH+ i+n O— Na S O2 H2斗Na0 O2(+1H2 2 Si -n ) 0

【参考文献】[] 1钱达友 .混凝土癌症——碱集料反应的诊断与防治【. J安徽建筑, 0, 6: j 2 9( ) 0 o

碱硅酸类会在混凝土表面形成凝胶 (图 )干燥后为白色的沉淀如,[]宇. 2钱混凝土结构的腐蚀机理及防腐措施【. J黑龙江科技信息, 0, 2: 5 J 2 9 3) 5 . 0 ( 3 物,具有强烈吸水膨胀的特性,类反应一般发生在骨料与水泥石界此

[郑杏厂 .凝土碱骨料反应及预防措施【J水北调与水利科技,06,0 ) 3]混 J.南 2 0 (4:

面处,使混凝土产生不均匀膨胀

引起开裂。致 6—8 6 6. 3 .碱一酸盐反应 ( la— ict R at nAS,性骨料是结[南水北调中线干线工程建设管理局 .防混凝土工程碱骨料反应技术条例: .2 2硅 Akl Sl ae eci, R) i i o活 4]预 晶良好的硅酸盐岩石。碱一酸盐反应是指混凝土中的碱与骨料中的南水北调中线干线工程标准f1 0 5硅 S. 0 . 2 某些层状结构的硅酸盐发生反应 .层状硅酸盐层间距增大 .料发[]使集 5钱达友.如何正确选择和合理使用水泥混凝土外加剂I. J山西建筑, 0, 4 j 2 93) 0 (: 1—1 . 69 71生膨胀致使混凝土开裂。 3 -碱一酸盐反应 ( laiC roaeR at n A R)其活性骨料 .3 2碳 A kl abnt eci, C,— o作者简介:田永轩 (92,河南中牟人, 18一)男,助理工程师,主要从事工程施是指某些碳酸盐岩石。碱一酸盐反应是指混凝土中的碱与具有特定碳 结构的黏土质细粒白云质石灰岩或黏土质细粒白云岩集料发生下列工与管理。反应,行的所谓去 ( )云化作用进脱白[任编辑:责翟成梁]

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