混凝土碱骨料反应的简介、成因、危害以及预防措施等相.doc

混凝土碱骨料反应的简介、成因、危害以及预防措施等相关研究
2011年4月23日
目录
目录 2
一混凝土碱骨料反应简介 3
1、专业术语解释 3
2、混凝土碱骨料反应简介及其破坏特征 4
3、混凝土的碱骨料反应条件及一般抑制措施 4
二混凝土碱骨料反应的成因 5
1、混凝土碱骨料反应的类型及其反应机理 5
2、影响混凝土碱骨料反应的因素 7
三混凝土碱骨料反应的危害 11
四混凝土碱骨料反映的预防控制措施 13
1、控制水泥含碱量 13
2、限制混凝土碱含量 13
3、采用非活性骨料 13
4、掺入矿物掺合料 14
5、避免潮湿 14
6、掺用引气剂 14
7、掺用低碱外加剂 14
8、掺用低碱粉煤灰 15
9、其它措施 15
一混凝土碱骨料反应简介
1、专业术语解释
:氧化钠和氧化钾。

碱活性骨料一般分为两种类型。一种为含有非晶体或结晶不完整的二氧化硅的骨料,称为碱-硅酸反应活性骨料。另一种为含有具有特定结构构造的微晶白云石骨料,称为碱-碳酸盐反应活性骨料。

混凝土碱骨料反应(AAR)是指混凝土中的碱与骨料中能与碱反应的活性成分在混凝土硬化后吸水逐渐发生膨胀性化学反应,导致混凝土工程产生开裂破坏的现象。
依碱活性骨料类型不同分碱-硅酸反应(ASR)和碱-碳酸盐反应(ACR)两类。

水泥的碱含量是指水泥中所含氧化钠和氧化钾的质量百分率,以当量氧化钠表示。。

掺合料的有效碱含量是指掺入混凝土中的掺合料中能与碱活性骨料反应的碱含量,以当量氧化钠表示。

混凝土的总碱量是指混凝土中水泥、掺合料、外加剂等原材料含碱质量的总和,以当量氧化钠表示,单位为kg/m³。
混凝土中碱的来源可分为混凝土内部碱来源和环境碱来源两部分。内部碱主要指来自水泥、掺合料和外加剂中的碱;外部碱主要指来自含碱环境中的碱。
2、混凝土碱骨料反应简介及其破坏特征
碱骨料反应(AAR)是混凝土原材料中的水泥、外加剂、混合材和水中的碱(Na2O或K2O)与骨料中的活性成分反应,在混凝土浇筑成型后若干年(数年至二三十年)逐渐反应,反应生成物吸水膨胀使混凝土产生内部应力,膨胀开裂。混凝土的碱骨料反应可分为:碱硅酸盐反应(ASR)和碱碳酸盐反应(ACR)。活性骨料经搅拌后大体上呈均匀分布,发生碱骨料反应时,混凝土内各部分均产生膨胀应力,将混凝土自身胀裂,其现场最主要的特征是表面开裂,裂纹呈网状(龟背纹)。碱-硅酸反应生成的碱-硅酸凝胶有时会顺裂缝渗到混凝土表面,新鲜的凝胶呈透明或浅黄色,外观类似于树脂状。脱水后凝胶变成白色,凝胶在流经的过程中,吸收了钙铝硫等化合物后变成茶褐色到黑色。ASR的膨胀是碱硅酸凝胶吸水引起的,因此ASR凝胶的存在是混凝土发生碱硅酸盐反应的直接证明,通过检查混凝土的芯样,可找到凝胶。ACR膨胀是存在骨料浆体界面和骨料内部的碱-硅凝胶吸水膨胀引起的,ACR开裂是反应生成的方解石和水镁石,在骨料内部受空间结晶生长形成的结晶压力引起的,也就是说,骨料是膨胀源。这种破坏在混凝土芯样表现为:在混凝土中形成与骨料相连的网状裂纹,骨料有时会开裂,其裂纹会延伸到周围的浆体中去,裂纹能延伸到另一颗骨料,有时也会从另一未发生反应的骨料边缘通过。
3、混凝土的碱骨料反应条件及一般抑制措施
混凝土工程发生碱骨料反应破坏必须具备3个条件:一是配制混凝土时由水泥、掺合料、骨料、外加剂和水带进一定数量的碱,或者混凝土处于碱掺入的环境中;二是一定数量的碱活性骨料存在;三是潮湿环境,可以提供反应物吸水膨胀时所需的水分。使用非活性骨料无疑是防止碱骨料反应最安全可靠的措施,但由于活性骨料分置广泛,受工程建筑的经济性影响,骨料的选择余地往往受到限制。对潜在危害反应疑似活性骨料的工程一般采取如下抑制措施:控制混凝土中的碱含量、选用低碱水泥、掺用低碱粉煤灰或掺用酸性矿碴、掺用低碱外加剂或矿物盐等。对有条件的工程还可借鉴其它工程的经验采取掺用酸性矿碴、掺用低碱外加剂或矿物盐。
二混凝土碱骨料反应的成因
1、混凝土碱骨料反应的类型及其反应机理
混凝土碱骨料反应是指水泥中的碱(如Na2O、K2O)与骨料中的活性矿物在混凝土硬化后逐渐发生的一种化学反应。碱骨料反应的必要条件是:①水泥及其他原材料(外加剂、掺合料等)的含碱量较高;②骨料中含有一定量活性氧化硅成分。水泥中95%以上的主要成分是CaO,SiO2,Al2O3,Fe2O3,另外少量的其他氧化物MgO,SO3,K2O,Na2O等,这些氧化物主要是生产过程中反应不够充分而残留在水泥中的,其成分与含量跟