骨料碱活性反应的预防与抑制措施
混凝土的碱骨料反应抑制措施及实际应用
混凝土的碱骨料反应抑制措施及实际应用温祖国(广东水电二局股份有限公司 广东增城 515400) 【摘 要】碱骨料反应(AAR)是造成混凝土结构破坏失效的重要原因之一,随着我国重大水利水电工程的持续大规模发展,延长工程寿命已成为迫切需要解决的问题。
阐述混凝土骨料的碱活性对混凝土结构的危害及抑制措施,并结合中易水倒虹吸工程实例介绍水工混凝土预防AAR破坏采取的有效抑制措施。
表1个。
【关键词】混凝土 碱骨料反应 抑制措施1 混凝土的碱骨料反应简介111 混凝土的碱骨料反应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。
112 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。
骨料碱活性反应的预防与抑制措施
骨料碱活性反应的预防与抑制措施包括两大类：物理措施和化学措施。
前者主要为预防措施，是通过对混凝土表面进行防水处理、选择不含活性组分的骨料、使用低碱水泥和控制混凝土中的总碱量等；后者包括使用矿物掺合料和掺加外加剂等，属抑制措施。
这些措施虽然原理有所不同，但实际应用中往往采用综合处理。
1.使用非活性骨料活性骨料是碱活性反应的基本组分，如果骨料不具有碱活性，碱活反应自然不会发生。
使用非碱活性骨料可以根治碱活反应，其实施需要有良好的资源和可靠的检验方法为基础。
但在有些地区，使用非碱活性骨料需要付出昂贵的代价。
2.使用低碱水泥使用低碱水泥，从而将混凝土的总碱量控制在足够低的水平，可以有效防止碱骨料活性反应破坏的发生。
通常所说的低碱水泥是指其碱含量低于水泥重量0.6%的水泥。
3.限制混凝土的总碱量一定量碱是混凝土发生碱活性反应的必要条件之一，因此，限制混凝土中碱的总量可以预防碱活性反应。
该措施与使用低碱水泥的目标一致，但它将混凝土中各组分所带入的总碱量作出规定，控制条件更严格，技术上也更合理。
4.表面处理在混凝土表面涂敷涂层以阻止外界介质特别是水和侵蚀介质想混凝土的渗透，可以有效预防混凝土的碱骨料活性反应。
该措施虽然有效，但保护层往往易于老化，需经常修补。
5.骨料碱活性反应抑制措施主要通过在混凝土中添加掺合料和外加剂的办法来抑制骨料的碱硅反应，原理是将有硅反应活性成分的掺合料或外加剂加入混凝土中，使活性微粒或组分散布于混凝土体系的各个部位，将产生碱化学反应集中的有限局部（即较大的活性骨料颗粒），化解成无限多的活性中心，每个中心都参与反应而消耗碱离子，能量分散而不能集中，从而抑制了碱骨料反应。
抑制混凝土碱骨料活性反应，是项十分复杂的课题，只有综合考虑，采取综合措施才能使混凝土碱骨料活性反应降到最低，从而增加混凝土的耐久性。
混凝土碱骨料反应问题及预防措施
混凝土碱骨料反应问题及预防措施由于我国过去水泥含碱量一般不高，加以自50年代起30余年来一直生产高混合材水泥，例如在七十年代曾大量生产使用的矿渣400号水泥，其中矿渣含量高达60-70%，有这么多的活性混合材，即使某厂水泥熟料当时含碱量稍高，砂石中有相当数量的活性成分，由于活性混合材可以起到消化缓解碱的作用，因而在八十年代以前我国一般土建工程尚未见碱骨料反应对工程损害的报告，以致许多设计、施工工程技术人员对碱骨料反应问题还比较生疏，有必要作一些基本情况的介绍。
一、什么是水泥混凝土的碱骨料反应碱骨料反应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，导致混凝土失去设计性能。
由于活性骨料经搅拌后大体上呈均匀分布，所以一旦发生碱骨料反应，混凝土内各部分均产生膨胀应力，将混凝土自身膨胀，发展严重的只能拆除，无法补救，因而被称为混凝土的癌症。
二、碱骨料反应的分类和机理1、碱硅酸反应1940年美国加利福尼亚州公路局的斯坦敦，首先发现碱骨料反应，引起世界混凝土工程界的重视，这种反应就是碱酸反应。
碱硅酸反应是水泥中的碱与骨料中的活性氧化硅成分反应产生碱硅酸盐凝胶或称碱硅凝胶，碱硅凝胶固相体积大于反应前的体积，而且有强烈的吸水性，吸水后膨胀引起混凝土内部膨胀应力；而且碱硅凝胶吸水后进一步促进碱骨料反应的进展，使混凝土内部膨胀应力增大，导致混凝土开裂，发展严重的会使混凝土结构崩溃。
能与碱发生反应的活性氧化硅矿物有蛋白石，玉髓、鳞石英、方英石、火山玻璃及结晶有缺欠的石英以及微晶、隐晶石英等，而这些活性矿物广泛存在于多种岩石中，因而迄今为止，世界各国发生的碱骨料反应绝大多数为碱硅酸反应。
2、碱碳酸盐反应1955年加拿大金斯敦城人行路面发生大面积开裂，怀疑是碱骨料反应，用美国ASTM标准的砂浆棒法和化学法试验，属于非活性骨料。
混凝土中碱骨料反应的控制方法
混凝土中碱骨料反应的控制方法混凝土是建筑结构中不可或缺的材料。
而在混凝土的生产过程中，使用的原材料中可能会出现碱性物质，如碱性水泥、碱性石灰等。
这些物质会与混凝土中的一些骨料反应，导致混凝土产生碱骨料反应（ASR），这会对混凝土的性能产生影响，如降低混凝土的强度、导致混凝土开裂等。
因此，控制混凝土中碱骨料反应是非常重要的。
本文将介绍混凝土中碱骨料反应的控制方法。
一、了解碱骨料反应在混凝土中，当碱性物质与硅酸盐类骨料反应时，会产生碱骨料反应。
这种反应会导致混凝土中的二氧化硅凝胶膨胀，从而导致混凝土开裂。
碱骨料反应是混凝土耐久性问题的主要原因之一。
二、选用低碱性水泥选用低碱性水泥是控制碱骨料反应的关键之一。
低碱性水泥的碱含量较低，可以减少混凝土中碱性物质的含量，从而减少碱骨料反应的发生。
目前市场上有很多低碱性水泥可供选择。
当然，选用低碱性水泥并不能完全避免碱骨料反应的发生，还需要采取其他控制措施。
三、选择适宜的骨料选择适宜的骨料也是控制碱骨料反应的关键之一。
一般来说，碱骨料反应与骨料的硅酸盐含量有关。
因此，在选择骨料时，要优先选择硅酸盐含量较低的骨料，如花岗岩、玄武岩等。
同时，还要注意骨料的形状和大小等因素，以确保混凝土的均匀性和强度。
四、控制混凝土中的碱性物质含量除了选用低碱性水泥和适宜的骨料外，还可以通过控制混凝土中的碱性物质含量来控制碱骨料反应的发生。
具体来说，可以采用以下方法：1. 降低混凝土中的碱性物质含量：可以在混凝土中添加一些酸性物质，如硫酸、磷酸等，来降低混凝土中的碱性物质含量。
2. 采用掺合料：掺合料可以降低混凝土中的碱性物质含量，从而减少碱骨料反应的发生。
常用的掺合料有粉煤灰、硅灰、石灰石粉等。
3. 控制混凝土中的水泥用量：适当控制混凝土中的水泥用量也可以控制混凝土中的碱性物质含量。
五、使用化学剂控制碱骨料反应除了以上控制方法外，还可以使用一些化学剂来控制碱骨料反应。
这些化学剂可以减缓碱骨料反应的进程，从而延长混凝土的使用寿命。
混凝土中碱骨料反应的控制方法研究
混凝土中碱骨料反应的控制方法研究混凝土中碱骨料反应是一种常见的问题，它会导致混凝土的结构性能受损，从而影响建筑物的使用寿命和安全性。
因此，控制混凝土中碱骨料反应是非常重要的。
本文将从控制碱骨料反应的原因、控制方法的分类和具体控制方法三个方面进行研究。
一、控制碱骨料反应的原因碱骨料反应是由于混凝土中的水泥石中的碱性离子与骨料中的硅酸盐矿物质发生反应而引起的。
这些反应会导致混凝土的体积膨胀和裂缝形成，从而影响混凝土的性能和寿命。
碱骨料反应的主要原因是混凝土中的碱性物质和骨料中的硅酸盐矿物质之间的反应。
二、控制方法的分类控制碱骨料反应的方法可以分为四类：控制水泥中的碱性物质、选择低碱性骨料、添加控制剂和表面处理。
1. 控制水泥中的碱性物质控制水泥中的碱性物质是一种有效的控制碱骨料反应的方法。
这可以通过选择低碱性水泥、降低水泥用量或添加控制剂等方式实现。
例如，使用混合水泥或添加硅酸盐等控制剂可以有效地降低水泥中的碱性物质含量。
2. 选择低碱性骨料选择低碱性骨料也是一种有效的控制碱骨料反应的方法。
低碱性骨料可以减少混凝土中的碱性物质含量，从而降低碱骨料反应的可能性。
低碱性骨料可以通过筛选或添加控制剂等方式实现。
3. 添加控制剂添加控制剂是一种常用的控制碱骨料反应的方法。
控制剂可以防止碱性物质与骨料发生反应，从而降低碱骨料反应的可能性。
添加控制剂的种类包括硅酸盐、铝酸盐、钙盐等。
这些控制剂可以减少混凝土中的碱性物质含量，从而有效地控制碱骨料反应。
4. 表面处理表面处理是一种有效的控制碱骨料反应的方法。
通过表面处理可以形成一层保护层，减少混凝土中的碱性物质与骨料发生反应。
表面处理的种类包括石灰乳浆、硅酸盐涂料、聚合物涂料等。
三、具体控制方法1. 选择低碱性水泥选择低碱性水泥是一种有效的控制碱骨料反应的方法。
一些低碱性水泥可以有效地降低碱性物质的含量，从而减少碱骨料反应的可能性。
例如，使用混合水泥可以减少水泥中的碱性物质含量。
混凝土的碱骨料反应及其应对措施
混凝土的碱骨料反应及其应对措施摘要：本文主要介绍混凝土碱骨料反应的现象、成因和条件，同时还具体阐述了反应的过程。
由此得出碱骨料反应对混凝土构件具有严重的危害，并针对它的成因和条件等提出了几条有效的预防措施。
关键词：碱骨料反应（AAR），碱活性骨料，碱-硅酸反应（ASR），碱-碳酸盐反应（ACR），活性，含碱量。
一混凝土碱骨料反应简介及其破坏特征碱骨料全称为碱活性骨料，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骨料，称为碱－硅酸反应活性骨料。
另一种为含有具有特定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的过程中，逐渐发生膨胀性化学反应，导致混凝土构件产生开裂破坏的现象。
由上可知依碱活性骨料类型不同分为碱－硅酸反应（ASR）和碱－碳酸盐反应（ACR）两类反应。
一般活性骨料经搅拌后均匀分布在混凝土中,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，最后变为黑色。
碱－碳酸盐反应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。
二混凝土碱骨料反应的成因2.1 碱硅酸反应(简称ASR)碱硅酸反应是指混凝土中碱与骨料中微晶或无定形硅酸发生反应,生成碱硅酸类。
碱-硅酸反应是指常温下水泥中的碱与骨料中的活性氧化硅之间发生的一种复相反应。
什么是碱骨料反应 怎样防止
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方法/步骤
掺混合材掺某些活性混合材可缓解、 抑制混凝土的碱骨料反应。根据各国 试验资料，掺S——10%的硅灰可以有 效的抑制碱骨料反应，据悉冰岛自 1979年以来，一直在生产水泥时掺 5—7.5%硅灰，以预防碱骨料反应对 工程的损害。另外掺粉煤灰也很有效， 粉煤灰的含碱量不同，经试验，即使 含碱量高的粉煤灰，如果取代30%的 水泥，也可有效地抑制碱骨料反应。
方法/步骤
另外常用的抑制性混合材还有高炉矿渣，但掺量必须大于50%才能有效地抑制碱骨料反应对工程 的损害，现大美、英、德诸国对高炉矿渣的推荐掺量均为 50%以拌混凝土生产、施工300问》是2010年机械工业出版社出版的图书，作者是黄荣辉。
参考资料：麦克福混凝土密封固化剂
参考资料：骨材碱性反应
骨材，又称骨料，是混凝土的主要成分之一，分为粗骨料和细骨料两种。粗骨料是碎石或砾石， 构成混凝土的骨架。细骨料是沙子，填充粗骨料之间的空隙。骨材碱性反应是指混凝土原材料中 的骨材、水泥、外加剂、混合料和拌合水中的碱性物质（氧化钠）与骨材中碱活性矿物成分发生 化学反应，生成膨胀物质（或吸水膨胀物质），从而使混凝土在浇筑成型若干年后，膨胀开裂， 导致混凝土破坏的现象。
方法/步骤
防范措施
防止发生碱骨料反应必须采取的措施
1、控制水泥含碱量自1941年美国 提出水泥含量低于0.6%氧气化钠当量 （即Na2O+0.658K2O）为预防发生碱 骨料反应的安全界限以来，虽然对有 些地区的骨料在水泥含量低于0.4%时 仍可发生碱骨料反应对工程的损害， 但在一般情况下，水泥含量低于0.6% 作为预防碱骨料反应的安全界限已为 世界多数国家所接受，已有二十多个 国家将此安全界限列入国家标准或规 范
参考资料：碱含量测定法
浅谈抑制碱骨料反应的措施
浅谈抑制碱骨料反应的措施摘要：近几年来，云南省高速公路建设规模较大，桥梁与隧道所占比例也比前几年有所提高。
经调查显示，我国已建工程中有部分大桥或隧道因为产生碱骨料反应导致开裂、倒塌等严重后果，因此必须尽快研究抑制碱骨料反应的措施，保证混凝土工程的耐久性。
本文主要从某条高速公路用不同配比的混凝土出发，进行多项对比试验，最终得出抑制碱骨料反应的优化措施。
关键词：碱骨料、粉煤灰、矿粉、膨胀率、抑制措施混凝土碱骨料反应是指混凝土原材料中的水泥、外加剂、混合料及拌和水中的碱与骨料中的碱活性成分发生的化学反应。
发生这种化学反应的条件有三个，一是混凝土的原材料水泥、混合料、外加剂和水中含碱量高；二是骨料中有相当数量的活性成分；三是潮湿环境，有充分的水分或湿空气供应。
这种反应可能持续几十年的时间，反应的产物在混凝土内部产生膨胀应力并最终导致混凝土开裂破坏，一旦发生这种情况就无法补救，因此碱骨料反应被称为混凝土的“癌症”。
但我们可以采取一些预防措施阻止其发生或将其危害程度降到最低。
由于目前高速公路用C50及以上混凝土多采用河砂，因此本文主要对河砂、河砂+粉煤灰+矿粉、河砂+粉煤灰、河砂+矿粉这四种掺合料下的碱骨料反应进行比较，采用四个配合比进行碱骨料试验。
有些学者可能会问，为什么是采用粉煤灰和矿粉来进行对比试验，而不是采用其他外掺料，因为采用粉煤灰和矿粉替代等量的水泥，不仅可以节约生产成本，另外还可以降低水泥水化热，增加混凝土和易性和后期强度。
一、原材料（一）河砂依据国家标准《建设用砂》中快速碱—硅酸反应的试验方法，将工程实际用河砂过4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm的方孔筛。
（二）粉煤灰试验所用粉煤灰为宜宾能顺的粉煤灰，其性能指标见表1。
表1 粉煤灰性能指标（三）矿粉试验所用矿粉为六盘水的矿粉，其性能指标见表2。
表2 矿粉性能指标（四）其他原材料试验所用水泥采用基准水泥（含碱量低于0.6%），水就地取用试验室用水。
碱骨料反应
混凝土碱骨料反应问题及预防措施由于我国过去水泥含碱量一般不高，加以自50年代起30余年来一直生产高混合材水泥，例如在七十年代曾大量生产使用的矿渣400号水泥，其中矿渣含量高达60-70%，有这么多的活性混合材，即使某厂水泥熟料当时含碱量稍高，砂石中有相当数量的活性成分，由于活性混合材可以起到消化缓解碱的作用，因而在八十年代以前我国一般土建工程尚未见碱骨料反应对工程损害的报告，以致许多设计、施工工程技术人员对碱骨料反应问题还比较生疏，有必要作一些基本情况的介绍。
一、什么是水泥混凝土的碱骨料反应碱骨料反应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，导致混凝土失去设计性能。
由于活性骨料经搅拌后大体上呈均匀分布，所以一旦发生碱骨料反应，混凝土内各部分均产生膨胀应力，将混凝土自身膨胀，发展严重的只能拆除，无法补救，因而被称为混凝土的癌症。
二、碱骨料反应的分类和机理1、碱硅酸反应1940年美国加利福尼亚州公路局的斯坦敦，首先发现碱骨料反应，引起世界混凝土工程界的重视，这种反应就是碱酸反应。
碱硅酸反应是水泥中的碱与骨料中的活性氧化硅成分反应产生碱硅酸盐凝胶或称碱硅凝胶，碱硅凝胶固相体积大于反应前的体积，而且有强烈的吸水性，吸水后膨胀引起混凝土内部膨胀应力；而且碱硅凝胶吸水后进一步促进碱骨料反应的进展，使混凝土内部膨胀应力增大，导致混凝土开裂，发展严重的会使混凝土结构崩溃。
能与碱发生反应的活性氧化硅矿物有蛋白石，玉髓、鳞石英、方英石、火山玻璃及结晶有缺欠的石英以及微晶、隐晶石英等，而这些活性矿物广泛存在于多种岩石中，因而迄今为止，世界各国发生的碱骨料反应绝大多数为碱硅酸反应。
2、碱碳酸盐反应1955年加拿大金斯敦城人行路面发生大面积开裂，怀疑是碱骨料反应，用美国ASTM标准的砂浆棒法和化学法试验，属于非活性骨料。
混凝土中的碱-骨料反应原理及防治
混凝土中的碱-骨料反应原理及防治一、混凝土中的碱-骨料反应原理碱-骨料反应（Alkali-Aggregate Reaction，简称AAR）是混凝土中一种常见的结构性破坏形式，也称碱-石反应（Alkali-Silica Reaction，简称ASR）或碱-玻璃反应（Alkali-Glass Reaction，简称AGR）。
该反应是指混凝土中的碱离子与某些含有反应性成分的骨料发生化学反应，导致混凝土体积膨胀、龟裂、开裂等现象，从而影响混凝土的使用寿命、力学性能和耐久性。
1. 碱-骨料反应的成因混凝土中的碱-骨料反应主要与混凝土内部的碱度、骨料种类、骨料反应性以及环境因素等有关。
（1）碱度混凝土中的碱度主要由水泥中的氢氧化钙（Ca(OH)2）和氢氧化钠（NaOH）等碱性化合物产生。
在水泥的水化反应中，氢氧化钙和氢氧化钠会与水反应生成氢氧化物离子（OH-），促进水泥颗粒的硬化和混凝土的凝固。
但当混凝土中的碱度过高时，会导致碱-骨料反应的发生。
因此，控制混凝土中的碱度是预防碱-骨料反应的关键之一。
（2）骨料种类不同种类的骨料对碱-骨料反应的敏感程度不同。
一些具有反应性的骨料，例如含有硅酸盐和碳酸盐等成分的玄武岩、流纹岩、石英砂等，容易与混凝土中的碱性物质反应，引起混凝土的体积膨胀和开裂。
相反，一些不具有反应性的骨料，例如花岗岩、闪长岩等，能够稳定地存在于混凝土中，不会引起碱-骨料反应。
（3）骨料反应性骨料的反应性是指其与混凝土中的碱性物质发生反应的能力。
一些反应性比较强的骨料，容易与混凝土中的碱性物质发生反应，导致混凝土的体积膨胀和开裂；反之，一些反应性比较弱的骨料，与混凝土中的碱性物质反应较慢，不容易引起碱-骨料反应。
（4）环境因素环境因素包括温度、湿度、氧气、二氧化碳等因素。
温度和湿度对碱-骨料反应的发生和发展具有重要影响。
较高的温度和湿度会促进反应的进行，加快混凝土的体积膨胀和开裂。
而氧气和二氧化碳则能够减缓反应的速度，缓解混凝土的体积膨胀和开裂。
碱骨料反应及预防措施
1.6碱-骨料反应的主要因素
（1）水泥的含碱量 碱骨料反应引起的膨胀值与水泥中的Na2O的含量紧密 相关；混凝土总碱含量规定不大于3.0Kg/m3,另外规定水泥中 碱含量小于0.6%。 （2)混凝土的水灰比 在通常的水灰比范围内，随着水灰比减小，碱骨料反 应得膨胀值有增大的趋势，在水灰比为0.4时膨胀量最大。 （3）反应骨料的特性 其中包括骨料的矿物成分，粒度和集量有关。 随着反应性骨料含量的增加，混凝土的反应膨胀量 加 大 ； 粒 度 过 大 过 小都能使 反应膨胀 量减小 ， 中 间 粒 度 （0.15~0.6mm）的骨料引起的反应膨胀量最大，因为此时反 应性骨料的总表面积最大；反应性骨料孔隙率对其反应膨胀 量也有影响。
4、避免使用活性骨料。如果混凝土的含碱量低于3.0 Kg/m3， 可以不做骨料碱活性检验，否则应对骨料进行碱活性检验， 如检验判定为碱活性材料，则不能使用，或经试验将其于非 活性骨料按一定比例混合后确定对工程无损害的，方可使用。
5、采用掺合料，用天然沸石，硅粉、粉煤灰、火山灰或磨 细矿渣微粉取代水泥拌制混凝土。硅灰添加量为 5％～ 1O ％ 时混凝土的膨胀量可减少1O％～2O％，其控制效果根据反应 性骨料及硅灰的种类而不同。掺用粉煤灰或火山灰质材料时， 它们对水泥的置换率不应小于25％，最大取代率宜控制在40 ％左右，因为高掺量既给施工造成困难，又使混凝土早期强 度降低。 6、 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，可以缓和碱骨料反应对工 程的损害。
1.3.1破坏特征
பைடு நூலகம்
（1）时间性 受碱骨料反应影响的混凝土需要几年或更长时间才会 出现开裂破坏。 （2）表面开裂 如果混凝土没有施加预应力，裂缝呈网状，每条裂缝 长约数厘米。在预应力作用区域裂缝将主要沿预应力方向发 展，形成平行于钢筋的裂缝。 （3）膨胀
抑制碱骨料反应的措施
抑制碱骨料反应的措施我给你说啊，这抑制碱骨料反应啊，那可真是个麻烦事儿，但也不是没办法。
我就见过好多搞建筑的人在那儿挠着头想这事儿呢。
那怎么抑制呢？我就跟他一起琢磨这个事儿。
首先啊，得控制原材料里的碱含量，这就像你做饭得控制盐量一样，多了就咸得没法吃。
在选用水泥的时候啊，得挑那种碱含量低的，那些水泥厂的人啊，眼睛可得擦亮点儿。
我那朋友就会跑去水泥厂，瞪着他那小眼睛，跟人家厂长说：“你这水泥碱含量要是高了，我这工程可就毁你手里了啊。
”那厂长呢，也是个实在人，拍着胸脯保证，说他们的水泥都是经过严格检测的。
还有啊，骨料的选择也很重要。
那些骨料啊，就像建筑的骨架一样，得挑那种不容易和碱发生反应的。
我就跟着我朋友在那石料堆里翻来翻去，那些石料啊，有大有小，大的像拳头，小的像花生米。
我朋友一边翻一边嘟囔：“这可不能选错喽，选错了就麻烦大了。
”我们就找那种表面光滑、质地坚硬的，感觉这种就比较靠谱。
再有呢，就是掺和料这东西。
我觉得掺和料就像是给建筑吃的保健品，能提高它的抵抗力，让它不容易被碱骨料反应欺负。
比如说粉煤灰啊，那东西就像个小卫士，加到混凝土里，就能在一定程度上抑制碱骨料反应。
我朋友手下有个年轻小伙子，戴着个大眼镜，看起来斯斯文文的。
他就对这个粉煤灰特别感兴趣，老是跟我朋友说：“头啊，咱多加点粉煤灰吧，这东西好啊。
”我朋友就会笑骂他：“你个小崽子，就知道粉煤灰，也得适量啊。
”在施工的时候啊，这环境因素也得考虑进去。
比如说湿度和温度，这就像人得适应天气一样。
如果湿度太大，碱骨料反应可能就会更活跃。
我记得有一次下了好几天雨，我朋友在工地的小屋里急得直转圈，嘴里念叨着：“这雨再不停，这混凝土可就要出问题了。
”他就赶紧让人搭起遮雨的东西，像护着宝贝似的护着那些混凝土。
你看啊，这抑制碱骨料反应啊，就得从各个方面去考虑，每一个小细节都不能放过，就像照顾一个小孩子一样，得小心翼翼的，不然这建筑的质量可就没保障了。
碱骨料反应及预防措施
（4）混凝土的孔隙率
混凝土的空隙也能减缓碱骨料反应时胶体吸水产生的 膨胀压力，因而随孔隙率增加，反应膨胀量减小，特别是细 孔减缓效果最好。因此，加入引气剂能减缓碱骨料反应的膨 胀。
（5）环境温湿度的影响 混凝土的碱骨料反应离不开水，因此环境湿度对其有 明显影响。虽然说在低湿度条件混凝土空隙中的碱溶液浓度 增大会促进碱骨料反应，但如果环境相对湿度低于 85% ，外 界不供给混凝土水分，就不会发生混凝土中反应胶体的吸水 膨胀，它的最不利相对湿度为90%-95%。。 每种反应性骨料都有一个温度限值。在该温度以下， 随温度增高膨胀量增大，当超过该温度限值时，反应膨胀量 明显下降，最不利温度在37.8-40度之间。
混凝土碱骨料反应
主讲人：陈海华
1.1混凝土碱骨料反应简介
碱骨料反应开始是在30年代美国西部地区的堤坝、公路、 桥梁等混凝土结构物发生异常膨胀，产生裂缝而发现的。进 入70年代后，不断从欧洲、南非等地传来碱骨料反应引起的 结构损伤报告，碱骨料反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凝土成型后的若干年后 逐渐发生,其结果造成混凝土耐久性下降,严重时还会使混凝 土丧失使用价值 , 且由于反应是发生在整个混凝土中 , 因此 , 这种反应造成的破坏既难以预防,又难于阻止,更不易修补和 挽救,故被称为混凝土的“癌症”。
·SiO2·(n+1)H2O
碱硅酸类会在混凝土表面 形成凝胶（如图），干燥
后为白色的沉淀物，具有
强烈吸水膨胀的特性，此 类反应一般发生在骨料与
水泥石界面处，致使混凝
土产生不均匀膨胀引起开裂。
②碱－硅酸盐反应（Alkali-Silicate Reaction，ASR）, 活性骨料是结晶良好的硅酸盐岩石。碱－硅酸盐反应是指混 凝土中的碱与骨料中的某些层状结构的硅酸盐发生反应，使 层状硅酸盐层间距增大，集料发生膨胀致使混凝土开裂。
预防混凝土碱骨料反应技术规范.doc
预防混凝土碱骨料反应技术规范预防混凝土碱骨料反应技术规范是为预防混凝土碱骨料反应，保证混凝土工程的耐久性和安全性而制定的，下面是下面带来的关于预防混凝土碱骨料反应技术规范的主要内容介绍以供参考。
预防混凝土碱骨料反应技术规范适用于建设工程中混凝土碱骨料反应的预防。
预防混凝土碱骨料反应除应符合本规范的规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
基本规定：用于混凝土的骨料应进行碱活性检验。
对采用碱活性骨料或设计要求预防碱骨料反应的混凝土工程，应采取预防混凝土碱骨料反应的技术措施。
对于大型或重要的混凝土工程，采料场的骨料碱活性检验和抑制骨料碱活性有效性检验宜进行不同实验室的比对试验。
一般规定骨料碱活性检验项目应包括岩石类型、碱一硅酸反应活性和碱一碳酸盐反应活性检验。
各类岩石制作的骨料均应进行碱一硅酸反应活性检验，碳酸盐类岩石制作的骨料还应进行碱一碳酸盐反应活性检验。
河砂和海砂可不进行岩石类型和碱一碳酸盐反应活性的检验。
试验方法用于检验骨料的岩石类型和碱活性的岩相法，应符合现行行业标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52 的规定。
用于检验骨料碱一硅酸反应活性的快速砂浆棒法，应符合现行国家标准《建筑用卵石、碎石》GB／T14685中快速碱一硅酸反应试验方法的规定。
用于检验碳酸盐骨料的碱一碳酸盐反应活性的岩石柱法，应符合现行行业标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ 52的规定。
用于检验骨料碱一硅酸反应活性和碱一碳酸盐反应活性的混凝土棱柱体法，应符合现行国家标准《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB／T 50082中碱骨料反应试验方法的规定。
试验方法的选择宜采用岩相法对骨料的岩石类型和碱活性进行检验，且检验结果应按下列规定进行处理：1岩相法检验结果为不含碱活性矿物的骨料可不再进行检验；2岩相法检验结果为碱一硅酸反应活性或可疑的骨料应再采用快速砂浆棒法进行检验；3岩相法检验结果为碱一碳酸盐反应活性或可疑的骨料应再采用岩石柱法进行检验。
浅析混凝土碱骨料反应及其预防措施
浅 析 混 凝 土碱 骨料 反 应 及 其 预 防 措 施
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ谭文勇 王小雪
（ 中南大 学土 木建 筑 学院 ，湖 南
【 摘
李 兴
一
４ ２控制骨料 的质量 ． 活性骨料 是碱 骨料反应 的基本组分， 如果骨料不具有碱活 性， 碱骨料反应 自然不会 发生。对于特 殊工程结构可 以采用非 活性骨料 ， 如采用花 岗岩质骨料 。采用 其它岩质骨料 时， 必须经 碱活性检验合格 后方可使用 。常 用的检测方法有岩相法化 学法 和砂浆长度法 以及岩石柱法 。 ４ ３掺用外加剂 ． 碱骨料反应是一种化 学反应 ， 其过程 可以通 过掺加化 学外 加剂予 以抑制 。研 究表 明含碱金 属锂的盐类如硝酸锂 、氢氧化 锂 以及氟硅酸钠 、磷酸盐、部分硝 酸盐等对碱骨料反应具有一 定抑制作用 。通过 高压注入方式 使外加剂溶液渗透到混凝 土内 部 可 以治 理 已经 发 生 碱 骨 料 反应 的 混 凝 土 结 构 ， 外加 剂 也 可 以 在拌制混凝土 时加 入。在混凝土 中掺 用引气剂也能缓解碱骨料 反应所导致 的膨胀破坏 。 ４ ４掺加 纤维材料 ． 在混 凝土 中掺入 钢纤 维 、碳纤维 等材 料， 对 碱骨 料引起 的膨 胀有限制 、约束作用， 能使破坏性膨胀转化 为预 应力的效 果 。混凝土 中掺钢纤维后， 可降低Ａ Ｒ Ａ 膨胀， 减４Ａ Ｒ ￣Ａ 造成 的强 度损 失 ：在无法采用其他预防措施 （加混合材、非活性骨料 、 控制混凝土碱量在 安全含量 以下） 的场合， 可考虑掺钢纤维抑 制小膨胀范围的Ａ Ｒ 坏 。 Ａ破 ４ ５ 控 制 施 工 质 量 ． 加 强施 工 管理 ，选择 合 适 的配合 比，提高 后期 养护 的水 平 ，增 强施 工技术 ，提 高 混凝土 的密 实度 ，减 少混 凝土 的裂 缝 。提 高结构的防水和排水 功能 ，降低环境 的相对 湿度等在一 定程度上也可以对碱骨料 反应起到抑制作用 。
碱骨料反应和预防措施教育课件
碱骨料反应和预防措施教育课件汇报人：2023-12-18•碱骨料反应概述•碱骨料反应机理与过程•碱骨料反应预防措施目录•碱骨料反应检测方法与技术•碱骨料反应案例分析•碱骨料反应预防措施教育意义与展望01碱骨料反应概述定义碱骨料反应是指混凝土中的水泥、外加剂、混合材料和水等物质在一定条件下，与混凝土骨料中的活性氧化硅成分发生化学反应，导致混凝土产生膨胀、开裂甚至破坏的现象。
分类根据反应机理和表现形式，碱骨料反应可分为碱-硅酸反应和碱-碳酸盐反应两类。
碱-硅酸反应是指混凝土中的水泥、外加剂、混合材料和水等物质在一定条件下，与混凝土骨料中的活性氧化硅成分发生化学反应，生成膨胀性产物，导致混凝土产生膨胀、开裂甚至破坏的现象。
碱-碳酸盐反应是指混凝土中的水泥、外加剂、混合材料和水等物质在一定条件下，与混凝土骨料中的某些碳酸盐成分发生化学反应，生成膨胀性产物，导致混凝土产生膨胀、开裂甚至破坏的现象。
定义与分类碱骨料反应的发生需要满足一定的条件，包括混凝土中的水泥、外加剂、混合材料和水等物质具有一定的碱性；混凝土骨料中含有一定量的活性氧化硅或某些碳酸盐成分；反应环境温度适宜，一般以常温为宜。
发生条件碱骨料反应的发生受到多种因素的影响，包括水泥的含碱量、外加剂的种类和用量、混合材料的种类和用量、水的pH值、骨料的种类和活性等。
此外，环境温度、湿度、混凝土配合比等因素也会对碱骨料反应产生影响。
影响因素发生条件与影响因素危害与影响危害碱骨料反应对混凝土结构的危害很大，会导致混凝土产生膨胀、开裂甚至破坏，严重影响结构的安全性和耐久性。
同时，由于碱骨料反应是一种不可逆的化学反应，一旦发生，很难进行修复和处理。
影响碱骨料反应不仅会对混凝土结构造成危害，还会对工程项目的质量和安全产生影响。
例如，在桥梁、隧道、大坝等工程项目中，如果发生碱骨料反应，可能会导致结构破坏、漏水等问题，严重影响工程的使用寿命和安全性。
此外，碱骨料反应还会对环境造成污染和破坏。
混凝土中碱骨料反应的原理及预防措施
混凝土中碱骨料反应的原理及预防措施一、引言混凝土是由水泥、骨料、砂子和水等原材料制成的一种人工石材，广泛应用于建筑、桥梁、隧道、码头等各种建设工程中。
然而，在混凝土使用过程中，我们可能会遇到碱骨料反应的问题，导致混凝土的损坏和使用寿命的缩短。
因此，本文将对混凝土中碱骨料反应的原理及预防措施进行详细的探讨。
二、碱骨料反应的原理碱骨料反应，也称碱-骨料反应、碱-集料反应，是指混凝土中的碱性物质与骨料中的某些矿物质反应，导致混凝土的体积膨胀和损坏。
碱骨料反应可分为内部反应和外部反应。
1. 内部反应内部反应是指混凝土中的碱性物质与骨料中的矿物质反应，产生一种新的物质——胶凝物质。
胶凝物质具有吸湿膨胀的性质，会导致混凝土体积膨胀，并在一定程度上削弱混凝土的强度和耐久性。
常见的内部反应有硅酸盐反应和铝酸盐反应。
（1）硅酸盐反应硅酸盐反应是指混凝土中的碱性物质与骨料中的硅酸盐矿物质反应，产生胶凝物质。
硅酸盐矿物质包括长石、石英、辉石、角闪石等。
硅酸盐反应是碱骨料反应中最常见的一种。
当混凝土中的碱性物质浓度较高时，硅酸盐反应会导致混凝土的体积膨胀和强度降低。
（2）铝酸盐反应铝酸盐反应是指混凝土中的碱性物质与骨料中的铝酸盐矿物质反应，产生胶凝物质。
铝酸盐矿物质包括斜长石、角闪石、石榴石、蛇纹石等。
铝酸盐反应在碱骨料反应中较为罕见，但它可以引起严重的混凝土损坏。
2. 外部反应外部反应是指混凝土中的碱性物质通过水分迁移，与混凝土表面的空气中的二氧化碳反应，形成碳酸盐沉淀物。
碳酸盐沉淀物会导致混凝土表面的碱性物质流失，从而降低混凝土的碱性度数，减少碱骨料反应的发生。
三、碱骨料反应的预防措施碱骨料反应是混凝土中的常见问题，为了确保混凝土的质量和使用寿命，我们需要采取一些预防措施。
1. 选择合适的骨料选择合适的骨料是预防碱骨料反应的关键。
应尽量选择不含硅酸盐和铝酸盐矿物质的骨料，如石灰石、玄武岩、凝灰岩等。
此外，骨料的粒径和形状也会影响碱骨料反应的发生。
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骨料碱活性反应的预防与抑制措施包括两大类：物理措施和化学措施。
前者主要为预防措施，是通过对混凝土表面进行防水处理、选择不含活性组分的骨料、使用低碱水泥和控制混凝土中的总碱量等；后者包括使用矿物掺合料和掺加外加剂等，属抑制措施。
这些措施虽然原理有所不同，但实际应用中往往采用综合处理。
1.使用非活性骨料
活性骨料是碱活性反应的基本组分，如果骨料不具有碱活性，碱活反应自然不会发生。
使用非碱活性骨料可以根治碱活反应，其实施需要有良好的资源和可靠的检验方法为基础。
但在有些地区，使用非碱活性骨料需要付出昂贵的代价。
2.使用低碱水泥
使用低碱水泥，从而将混凝土的总碱量控制在足够低的水平，可以有效防止碱骨料活性反应破坏的发生。
通常所说的低碱水泥是指其碱含量低于水泥重量0.6%的水泥。
3.限制混凝土的总碱量
一定量碱是混凝土发生碱活性反应的必要条件之一，因此，限制混凝土中碱的总量可以预防碱活性反应。
该措施与使用低碱水泥的目标一致，但它将混凝土中各组分所带入的总碱量作出规定，控制条件更严格，技术上也更合理。
4.表面处理
在混凝土表面涂敷涂层以阻止外界介质特别是水和侵蚀介质想混凝土的渗透，可以有效预防混凝土的碱骨料活性反应。
该措施虽然有效，但保护层往往易于老化，需经常修补。
5.骨料碱活性反应抑制措施
主要通过在混凝土中添加掺合料和外加剂的办法来抑制骨料的碱硅反应，原理是将有硅反应活性成分的掺合料或外加剂加入混凝土中，使活性微粒或组分散布于混凝土体系的各个部位，将产生碱化学反应集中的有限局部（即较大的活性骨料颗粒），化解成无限多的活性中心，每个中心都参与反应而消耗碱离子，能量分散而不能集中，从而抑制了碱骨料反应。
抑制混凝土碱骨料活性反应，是项十分复杂的课题，只有综合考虑，采取综合措施才能使混凝土碱骨料活性反应降到最低，从而增加混凝土的耐久性。