水工混凝土的碱骨料反应问题
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机理及预防措施研究
混凝土中碱骨料反应的机理及预防措施研究一、简介混凝土是建筑工程中常用的材料,它的主要成分是水泥、砂子、石子和水等。
然而,在混凝土使用过程中,可能会出现碱骨料反应,导致混凝土的损坏和失效,这对工程质量和安全构成潜在威胁。
因此,本文将研究混凝土中碱骨料反应的机理及预防措施。
二、机理在混凝土中,碱骨料反应是指碱性成分与某些骨料中的含有反应性成分(如硅酸钙、硅酸镁等)反应,形成胶状物,导致混凝土开裂、膨胀、失去强度和耐久性等问题。
碱骨料反应主要有以下几个阶段:1. 硅酸盐骨料与水泥中的碱性成分发生反应,生成孔隙溶液。
2. 孔隙溶液中的Na+、K+等离子与骨料中的反应性成分反应,生成胶状物。
3. 胶状物的体积膨胀导致混凝土内部应力增大,产生裂缝和损坏。
三、预防措施为了避免混凝土中碱骨料反应,可以采取以下预防措施:1. 选择合适的骨料。
应当选择反应性较小的骨料,如玄武岩、花岗岩等,避免使用易反应的骨料,如含有蛇纹石的石灰岩、含有透辉石的辉绿岩等。
2. 控制混凝土中的碱性含量。
应当尽量控制水泥中的碱性含量,降低混凝土中的碱性含量,如使用低碱性水泥或添加碱性控制剂等。
3. 控制湿度。
混凝土中的湿度对碱骨料反应的发生有很大的影响,应当控制混凝土的湿度,避免过度干燥或过度湿润。
4. 增加氧化物含量。
氧化物能够抑制碱骨料反应的发生,应当适当增加混凝土中的氧化物含量,如添加氧化铁等。
四、结论混凝土中碱骨料反应是一个复杂的化学反应过程,会对混凝土的性能和耐久性产生很大的影响。
为了预防碱骨料反应的发生,应当选择合适的骨料、控制混凝土中的碱性含量、控制湿度、增加氧化物含量等。
这些措施的实施可以有效预防混凝土中碱骨料反应的发生,保障工程的质量和安全。
水工混凝土常见病害与对策探讨(最新分享)
水工混凝土常见病害与对策探讨(最新整理分享)【摘要】水利工程是我国的基础性工程,但是水工混凝土却经常受到冻胀、空蚀、冻胀、碱骨料反应、侵蚀、溶蚀等病害威胁,严重影响了工程的耐久性。
本文针对水工混凝土中的常见病害进行分析,并提出了相应的解决对策。
【关键词】水工混凝土;常见病害;对策1、水工混凝土常见病害1.1 裂缝。
裂缝是影响水工混凝土耐久性的关键因素,同样也是混凝土构件最长发生的病害之一。
许多工程在施工过程中就存在裂缝,有的裂缝是在工程的后期或者是在工程运营之后才产生的。
裂缝的阐述并不是因为运行时间过长造成的,而是早期的问题。
裂缝的出现将直接降低混凝土构件的抗拉性能,而且还会导致其他有害物质进去混凝土内部,导致钢筋锈蚀,严重的还会导致混凝土结构破坏。
对于水库蓄水发电或者灌溉来说,挡土混凝土结构一旦出现裂缝就会造成渗漏,当渗漏量达到一定程度时就会直接影响水库的蓄水能力。
就混凝土重力坝而言,当混凝土裂缝的宽度和深度达到一定程度时,就会导致坝体的扬压力大幅度增大,使得坝体的抗滑能力大幅度下降,使得结构的抗震性能受到一定的影响,坝体的安全性和结构稳定性也存在一定的威胁。
1.2 冲磨和空蚀。
冲磨是水流中的泥沙作用产生的,我国河流中的泥沙含量较多,泥沙与高速水流同时运动对附近的混凝土直接接触,造成混凝土腐蚀。
空蚀是水工泄水建筑物工作中水流产生的一种特有现象,由于混凝土局部受到不规则的积压产生的破坏。
因此,冲磨和空蚀均是物理病害,两者之间互相促进,互相交替,使得混凝土表面的粗骨料直接暴露在外,导致表面凹凸不平,进而造成钢筋外露和锈蚀。
1.3 冻胀。
通常情况下,随着温度正负交替,混凝土微孔中的水会变的很冷甚至结冰,水遇冷膨胀,导致体积变大,产生冻胀压力。
过冷的水在迁徙过程中会产生较大的渗透压力,当混凝土的抗拉强度小于产生的渗透压力时,混凝土构件就会破坏。
因此,冻胀同样属于物理破坏。
水工混凝土受到冻融作用的影响,就会产生鼓包、开裂、酥松甚至是剥落现象,导致建筑物的稳定性受到破坏。
混凝土碱-骨料反应机理
混凝土碱-骨料反应机理一、前言混凝土碱-骨料反应,又称碱-骨料反应,是指在混凝土中使用了含有一定量碱性物质的水泥、骨料等材料,由于水泥的水化反应产生的氢氧离子(OH-)与骨料中的硅酸盐矿物质反应,导致混凝土内部的骨料发生膨胀、开裂、甚至破坏的现象。
这一反应机理是混凝土工程中的重要问题,需要引起我们的高度重视。
二、混凝土碱-骨料反应的机理混凝土碱-骨料反应的机理主要包括以下几个方面:1. 氢氧离子与矿物质反应水泥的水化反应会产生大量的氢氧离子(OH-),而混凝土中的骨料主要由硅酸盐矿物质组成,如石英、长石、辉石等。
这些矿物质中的硅氧四面体结构中的Si-O键极易受到氢氧离子的攻击,形成Si-OH 键,同时释放出大量的电子,产生电极化作用,导致混凝土内部的骨料发生体积膨胀。
2. 硅氧四面体结构的破坏在混凝土中,硅氧四面体结构中的Si-O键是非常稳定的,但是当氢氧离子与Si-O键反应后,会破坏硅氧四面体结构,导致其内部的结构发生变化。
这一变化会引起晶体内部的应力分布不均,导致晶体的体积发生变化,从而引起混凝土中的骨料发生膨胀。
3. 碱金属离子的作用在混凝土中,含有大量碱性物质的水泥和骨料中,主要含有Na+和K+等碱金属离子。
这些离子在混凝土中具有极强的渗透性和迁移性,会在混凝土中向外扩散,与混凝土中的水分和二氧化碳等气体反应,形成碳酸盐等化合物。
这些化合物与混凝土中的矿物质反应,导致混凝土中的骨料发生膨胀和开裂。
三、混凝土碱-骨料反应的防治混凝土碱-骨料反应是混凝土工程中的重要问题,为了防止混凝土碱-骨料反应带来的不利影响,需要采取一系列的防治措施,包括以下几个方面:1. 控制水泥中的碱含量水泥中的碱含量是导致混凝土碱-骨料反应的主要原因之一,因此需要通过控制水泥中的碱含量来减缓混凝土碱-骨料反应的速度。
目前,国内外已经出现了一些低碱水泥,如PⅠ42.5水泥、PⅠ32.5水泥等,这些低碱水泥可以有效地减缓混凝土碱-骨料反应的速度。
混凝土的碱骨料反应问题
混凝土的碱骨料反应问题混凝土是一种广泛应用于建筑和基础设施工程的材料,它的主要成分是水泥、骨料和水。
然而,在混凝土中存在一个普遍存在且经常被忽视的问题,即碱骨料反应。
这种反应可能导致混凝土结构的损坏和失效,因此对于混凝土的碱骨料反应问题进行深入的研究和解决至关重要。
一、碱骨料反应的原理混凝土中的碱骨料反应是一种化学反应,其主要原理是水泥中含有碱性物质(如氢氧化钠、氢氧化钢铁等),当水分透过骨料中的孔隙进入水泥基体时,碱性物质与部分骨料中的硅酸盐进行反应,生成一种称为碱骨料胶凝物的物质。
这种胶凝物膨胀产生的内部压力可能导致混凝土结构的开裂和破裂。
二、碱骨料反应的危害1. 开裂和破裂:碱骨料反应引起的胶凝物膨胀会导致混凝土结构开裂和破裂,降低了混凝土的强度和耐久性。
2. 结构损坏:长期以来,碱骨料反应可能导致混凝土结构的永久性损坏,甚至使其失效。
三、碱骨料反应的识别与评估为了识别和评估混凝土中的碱骨料反应问题,可以采取以下措施:1. 检测:通过采集混凝土样本并进行实验室检测,如温度变形测定、碱量测定等,可以初步确认是否存在碱骨料反应。
2. 观察:通过观察混凝土表面和断面的裂缝、鼓包等现象,可以初步判断是否受到碱骨料反应的影响。
3. 镜下观察:通过显微镜观察混凝土中胶凝物的形态和分布情况,可以进一步确认碱骨料反应的发生和程度。
4. 标准参考:根据国际和国家标准,比较混凝土样本的碱活性指数(如美国ASTM C1260标准、中国GB/T 14684标准等),可以进行进一步的评估和判断。
四、碱骨料反应的防治措施为了防止混凝土中的碱骨料反应及其引发的问题,可以考虑以下防治措施:1. 选择合适的骨料:在混凝土配比中选择碱活性较低的骨料,如优质的天然石英骨料。
2. 添加阻碱剂:可以在混凝土中添加一定比例的阻碱剂,以减少碱性物质与骨料的反应。
3. 控制水泥中的碱含量:通过优化水泥的成分和制造工艺,可降低水泥中的碱含量,减少碱骨料反应的发生。
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。
混凝土碱骨料反应的机理及预防方法
碱骨料反应的预防方法发布: 2011-1-13 16:33 | 编辑: 小平 |【水泥人网】碱骨料反应条件是在混凝土配制时形成的,即配制的混凝土中只有足够的碱和反应性骨料,在混凝土浇筑后就会逐渐反应,在反应产物的数量吸水膨胀和内应力足以使混凝土开裂的时候,工程便开始出现裂缝。
这种裂缝和对工程的损害随着碱骨料反应的发展而发展,严重时会使工程崩溃。
有人试图用阻挡水分来源的方法控制碱骨料反应的发展,例如笔者见过的日本从大孤到神户的高速公路松原段陆地立交桥,桥墩和梁发生大面积碱骨料反应开裂,日本曾采取将所有裂缝注入环氧树脂,注射后又将整个梁、桥墩表面全用环氧树脂涂层封闭,企图通过阻止水分和湿空气进入的方法控制碱骨料反应的进展,结果仅仅经过一年,又多处开裂。
因此世界各国都是在配制混凝土时采取措施,使混凝土工程不具备碱骨料反应的条件。
主要有以下几种措施。
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。
许多国家如新西兰、英国、日本等国内大部分水泥厂均生产含碱量低于0.6%的水泥。
加拿大铁路局则规定,不讼是否使用活性骨料,铁路工程混凝土一律使用含碱量低于0.6%的低碱水泥。
2、控制混凝土中含碱量由于混凝土中碱的来源不仅是从水泥,而且从混合材、外加剂、水,甚至有时从骨料(例如海砂)中来,因此控制混凝土各种原材料总碱量比单纯控制水泥含碱量更重要。
对此,南非曾规定每m3混凝土中总碱量不得超过2.1kg,英国提出以每m3混凝土全部原材料总碱量(Na2O当量)不超过3kg,已为许多国家所接受。
3、对骨料选择使用如果混凝土含碱量低于3kg/m3,可以不做骨料活性检验,如果水泥含碱量高或混凝土总碱量高于3kg/m3,则应对骨料进行活性检测,如经检测为活性骨料,则不能使用,或经与非活性骨料按一定比例混合后,经试验对工程无损害时,方可按试验规定的比例混合使用。
混凝土的碱骨料反应
混凝土的碱骨料反应混凝土是一种常见的建筑材料,广泛应用于各种建筑结构中。
其中,碱骨料反应是混凝土中常见的问题之一。
本文将探讨混凝土的碱骨料反应相关知识,并分析其原因、影响以及预防措施。
一、碱骨料反应的定义及原理碱骨料反应是指混凝土中的碱性水泥与一些碱性骨料(如某些骨灰、页岩或含碳酸盐的粉煤灰)在湿润环境中发生化学反应。
这种反应会产生一种膨胀物质 - 碱骨料胶凝物,导致混凝土产生膨胀、开裂等质量问题。
二、碱骨料反应的影响1. 结构质量问题:碱骨料反应会导致混凝土内部产生膨胀,使得结构发生变形、开裂,从而降低了混凝土的强度和耐久性。
2. 美观问题:由于碱骨料反应引起的膨胀和开裂,会破坏混凝土表面的平整度和美观性,影响建筑物的外观。
3. 经济问题:碱骨料反应对混凝土结构的损害可能导致维修和改造的额外费用。
三、碱骨料反应的预防措施为了降低或避免碱骨料反应对混凝土的负面影响,以下是一些常用的预防措施:1.合理选材:选择低碱度水泥和可以抑制碱骨料反应的骨料,合理配比材料。
2.添加掺合料:加入掺合料(如粉煤灰、硅灰等)来稀释混凝土内的碱度,减少碱骨料反应的发生。
3.使用表面覆盖层:在混凝土表面加上合适的覆盖层,可以减少外界水分和碱性物质对混凝土的侵蚀,从而降低碱骨料反应的发生。
4.适当控制养护条件:合理控制混凝土的养护条件,包括温度、湿度等,以减少碱骨料反应的可能性。
5.定期检测和维护:对于已施工的混凝土结构,定期进行检测,及时采取维护措施,以确保其持久性和耐久性。
总结:混凝土的碱骨料反应是一个需要引起重视的问题,它对混凝土的质量、外观和经济性都有一定的影响。
为了减少这一问题带来的负面影响,我们可以通过合理选材、使用掺合料、加强养护以及定期检测和维护等方式来进行预防和处理。
只有在有效地预防和控制碱骨料反应的情况下,才能保证混凝土结构的质量和寿命,从而确保建筑物的安全和经济效益。
(总字数:545字,可酌情增加附图、具体案例等增加字数)。
水工混凝土的碱骨料反应问题
水工混凝土的碱骨料反应问题
1、水工混凝土与普通混凝土的差异
从混凝土的碱骨料反应行为考虑,水工混凝土与普通混凝土至少存在以下5个方面的差异:
(1)骨料粒径较大。
水工混凝土最大骨料粒径一般为150mm,而且所占的比例较高,80~150mm骨料大约占骨料总量的30%以上。
而普通混凝土最大骨料粒径一般不超过40mm,一些水泥制品的骨料粒径甚至不超过20mm。
(2)混凝土强度等级较低。
除了一些特殊部位外,水工混凝土的强度等级一般较低。
特别是重力坝,混凝土强度等级更低。
以三峡主体工程为例,大坝内部混凝土90d龄期的设计强度仅为15MPa,大坝外部混凝土90d龄期的设计强度仅为20MPa,水位变化区外部混凝土90d龄期的设计强度仅为25MPa。
而普通混凝土28d龄期的设计强度一般为30~40MPa。
60MPa以上的高强混凝土也已经较普遍地被采用。
道路混凝土28d龄期的设计强度一般也在30MPa以上。
(3)胶凝材料用量较少。
由于考虑到水化热,除了特殊部位外,水工混凝土的胶凝材料用量通常较低,一般不超过200kg/m3。
而普通混凝土胶凝材料用量都在300kg/m3以上,甚至超过400kg/m3。
(4)长期处于潮湿环境中。
由于水工建筑物的特殊性,水工混凝土一般长期处于饱水状态。
即便是在水上部份,由于水工建筑物体积特别大,内部的水份难以扩散蒸发,仅仅由于胶凝材料的水化而消耗掉。
混凝土碱-骨料反应原理及防治措施
混凝土碱-骨料反应原理及防治措施一、引言混凝土碱-骨料反应,即混凝土与骨料中的碱金属离子发生反应,导致混凝土的膨胀、开裂,严重时会影响混凝土的使用寿命和安全性。
本文将从混凝土碱-骨料反应的原理、影响因素、防治措施等方面进行阐述。
二、混凝土碱-骨料反应的原理1.碱-骨料反应混凝土中的碱性物质与骨料中的硅酸盐矿物发生反应,生成含水硅酸盐凝胶,凝胶吸水膨胀,导致混凝土膨胀开裂。
反应的化学方程式如下:Na2O+SiO2+H2O→Na2SiO3·nH2O(水玻璃)Na2SiO3·nH2O+Ca2+→CaSiO3·nH2O+2Na+2.碱-水反应混凝土中的碱性物质与水反应,生成氢氧化物,导致混凝土膨胀开裂。
反应的化学方程式如下:2NaOH+H2O→2Na++2OH-+H2O三、混凝土碱-骨料反应的影响因素1.混凝土配合比混凝土中碱性物质的含量和碱性离子的活性程度与混凝土配合比密切相关。
过多的碱性物质或搅拌不均匀,容易导致混凝土碱-骨料反应。
2.骨料类型不同类型的骨料对混凝土碱-骨料反应的影响不同。
硅酸盐骨料容易与混凝土中的碱性物质发生反应,而碳酸盐骨料和玄武岩骨料对混凝土碱-骨料反应的影响较小。
3.混凝土环境混凝土的环境温度、湿度、PH值等因素对混凝土碱-骨料反应有着重要的影响。
在高温、高湿的环境下,混凝土碱-骨料反应的速度较快。
四、混凝土碱-骨料反应的防治措施1.选用低碱性骨料选择低碱性的骨料可以有效地减少混凝土碱-骨料反应的风险。
碳酸盐骨料和玄武岩骨料是较好的选择。
2.控制混凝土配合比合理控制混凝土的配合比可以有效地减少混凝土中的碱性物质含量和碱性离子活性程度,从而减少混凝土碱-骨料反应的风险。
3.采用掺合料掺入适量的粉煤灰、硅灰、矿渣粉等掺合料可以有效地吸附混凝土中的碱性物质,减少碱性离子的活性程度,从而减少混凝土碱-骨料反应的风险。
4.表面涂层采用适当的表面涂层可以有效地减少混凝土表面的碱性物质和水的渗透,从而减少混凝土碱-骨料反应的风险。
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。
碱骨料反应对水工混凝土的影响
碱骨料反应对水工混凝土的影响作者:马佳佳来源:《吉林农业》2015年第02期摘要:水利工程中,混凝土施工是常见的工程项目,混凝土是由多种材料按一定比例混合而成,由于水泥与水混合后会发生一定的反应,骨料的碱性在反应中对混凝土的性质会产生一定影响,特别是水工建筑物,受碱骨料反应的影响更大一些,如果不加注意,很可能给建筑物带来危险,本文主要比较了水工混凝土与普通混凝土的差异,同时分析了在碱骨料反应方面对混凝土产生的不同影响,希望在施工中能够提供有益的参考。
关键词:混凝土;碱骨料;反应;胶凝材料中图分类号: TV431 文献标识码: A DOI编号: 10.14025/ki.jlny.2015.03.024近些年来,我国水利事业取得了巨大的进步,国家在水利方面投资力度不断加大,一些大型水利工程纷纷上马建设。
在水利工程建设施工过程中,越来越对碱骨料的反应问题开始重视,因为工程建设中不断现出因碱骨料的反应而引发的工程质量问题,所以很多工程在开工建设前都要进行碱活性试验,根据试验结果得出一些科学数据,采取积极有效的防范措施。
但在实践中,很多实验都是采取普通混凝土的研究结果来进行的,而水工混凝土与普通混凝土有许多的不同,分析此结果就会导致一些错误的认识,从而产生错误的决策,给水工混凝土建设埋下隐患,所以在实践中一定要认清这个现实。
1水工混凝土与普通混凝土的差异1.1 骨料粒径不同水利工程项目很多都是大型的工程,所以对骨料的要求与普通混凝土不同,相对一般骨料粒径都较大,最大骨料粒径可达15厘米,而且占有很高的比例,基本上8~15厘米粒径的骨料能占到总骨料的1/3左右。
而普通混凝土的骨料粒径都相对较小,一般在4厘米以下,而一些水泥制成品的骨料粒径还要小一些,基本都在2厘米以下。
1.2混凝土强度等级不同水工混凝土的强度一般都不太高,除了特殊的部位,多数工程的强度等级都很低,特别是一些重力坝强度更低一些。
而普通混凝土则要求强度要高一些,这在工程设计时,其标准是不相同的。
浅论水泥混凝土碱骨料反应
浅论水泥混凝土碱骨料反应摘要:碱骨料反应是影响混凝土耐久性的重要因素,本文从碱骨料反应的定义、机理、检验方法、特征分析向大家介绍这种反应的现象和预防措施。
关键词:水泥混凝土碱骨料反应反应机理检验方法控制措施Abstract: the alkali aggregate reaction is the important factors affect the durability of concrete, this paper, from the alkali aggregate reaction the definition, mechanism, and method of inspection, analysis of characteristics to introduce the reaction of the phenomenon and the preventive measures.Keywords: cement concrete alkali aggregate reaction reaction mechanism inspection methods control measures中图分类号:TU74文献标识码:A文章编号:一、引言:混凝土的耐久性是目前混凝土界越来越多的讨论话题。
混凝土的碳化、钢筋锈蚀、氯盐侵蚀、硫酸盐腐蚀、冰冻破坏、碱骨料反应以及人为因素等等都能给混凝土造成破坏。
但碱骨料反应所造成的破坏最为严重,是影响混凝土耐久性的一个重要方面。
其危害越来越引起人们的重视。
不仅引起国外混凝土界的重视,而且在我们国家越来越多的人也开始关注混凝土的碱骨料反应。
在我国北方的一些地方也曾发生过的碱骨料反应的工程,造成的经济损失令人难以估计。
二、碱骨料反应的分类和反应机理:碱骨料反应就是指水泥混凝土中的碱与水泥混凝土中的某些活性骨料发生化学反应,引起混凝土膨胀开裂甚至破坏;含有碱活性的矿物骨料称为碱活性骨料,又叫碱骨料。
混凝土碱骨料反应
成网状裂缝 表面保护层呈地图状裂缝 . 对于钢筋限制力较大的区域,裂缝常常平行于钢筋方向;
在外部压应力作用下,裂缝也会平行于压应力方向. 碱-骨料反应在开裂的同时,经常出现局部膨胀,使裂缝两
英国 BS 八一二: Part 一0四
--
--
加拿大 CSA --
--
--
中国
水工砼试验规 程 SD一0五 -
八二
DD 二四九: 一九九九
BS 八一二: Part 一二三
--
A二三.二-二 五A
A二三 .二- 一四A
--
-CECS四八∶
一 岩相法 ASTM C二九五 :
基于光性矿物学理论,把骨料磨制成薄片,在偏光显微镜 下鉴定岩相种类、矿物组成及其含量,矿物结晶程度和结构 等来判断骨料是否为活性;还可借助于扫描电镜,X-衍射分 析、差热分析、红外光谱分析等手段 .
应变石英、隧石含量>五 %
页硅酸岩、应变石英
黑耀岩 火山凝灰岩
积 岩
隧石
微晶石英、玉髓、蛋白石
低硅玄武岩 玉髓、蛋白石
硅藻土
蛋白石、微晶石英
碳酸岩 泥质白云石、页硅酸岩
三 潮湿环境
只有在空气相对湿度大于八0%,或直接接触水的环境中,AAR 破坏才会发生;有效隔绝水的来源是防治AAR破坏的一个有效措 施.
*主要特点:
提出时间较早、技术成熟,可直接观测到膨胀值大小; 试验(ZHOU)期较长,时间上不能满足很多情况下工程
需要; 适用于活性较高、反应较快的骨料,对于反应较慢的活
性骨料或活性较低的骨料往往导致误判 英国、日本 ; 检测结果受水泥碱含量、水灰比、养护容器的湿度控制
碱骨料反应对水工混凝土的影响
2015·03近些年来,我国水利事业取得了巨大的进步,国家在水利方面投资力度不断加大,一些大型水利工程纷纷上马建设。
在水利工程建设施工过程中,越来越对碱骨料的反应问题开始重视,因为工程建设中不断现出因碱骨料的反应而引发的工程质量问题,所以很多工程在开工建设前都要进行碱活性试验,根据试验结果得出一些科学数据,采取积极有效的防范措施。
但在实践中,很多实验都是采取普通混凝土的研究结果来进行的,而水工混凝土与普通混凝土有许多的不同,分析此结果就会导致一些错误的认识,从而产生错误的决策,给水工混凝土建设埋下隐患,所以在实践中一定要认清这个现实。
1水工混凝土与普通混凝土的差异1.1骨料粒径不同水利工程项目很多都是大型的工程,所以对骨料的要求与普通混凝土不同,相对一般骨料粒径都较大,最大骨料粒径可达15厘米,而且占有很高的比例,基本上8~15厘米粒径的骨料能占到总骨料的1/3左右。
而普通混凝土的骨料粒径都相对较小,一般在4厘米以下,而一些水泥制成品的骨料粒径还要小一些,基本都在2厘米以下。
1.2混凝土强度等级不同水工混凝土的强度一般都不太高,除了特殊的部位,多数工程的强度等级都很低,特别是一些重力坝强度更低一些。
而普通混凝土则要求强度要高一些,这在工程设计时,其标准是不相同的。
1.3胶凝材料用量不同由于水工混凝土的近水性,从水化热的角度考虑,一般胶凝材料用量都比较少,不超过200公斤/立方米,这一点不同于普通混凝土,普通混凝土对胶凝材料要求较多,一般都在300公斤/立方米以上,有的能达到400公斤/立方米。
1.4所处环境不同水工建筑物具备近水的特殊性,长期处于潮湿的环境中运行,混凝土会长期饱水。
另外水工建筑都体积庞大,内部水分难以蒸发出去,而且由于毛细管的作用,浸水的地下部分,会将一些水分导到上部,整体混凝土的含水量要大很多。
而普通建筑物混凝土常处于地上部分,多数情况下都是处于干燥状态,干湿状态受环境变化影响。
混凝土的碱-骨料反应原理及防治措施
混凝土的碱-骨料反应原理及防治措施一、混凝土的碱-骨料反应概述混凝土是由水泥、骨料、砂、水和外加剂等组成的一种建筑材料。
其中,水泥是一种碱性物质,而骨料则可能含有一些反应性的物质,如硅酸盐、闪长岩等。
当水泥与骨料接触时,碱性物质会与反应性物质发生反应,产生一些不稳定的化合物,导致混凝土的体积发生变化,从而导致混凝土的开裂、变形等问题,这就是所谓的碱-骨料反应。
二、碱-骨料反应的分类根据反应物的不同,碱-骨料反应可以分为两类:一类是碱-硅酸盐反应,另一类是碱-闪长岩反应。
1.碱-硅酸盐反应硅酸盐是一种反应性的骨料,而水泥中的主要成分是氢氧化钙和硅酸盐,因此水泥与硅酸盐骨料接触时,会发生碱-硅酸盐反应。
在反应过程中,水泥中的氢氧化钙和硅酸盐会与硅酸盐骨料中的某些成分反应,生成一种不稳定的凝胶,这种凝胶会吸收水分,膨胀,从而导致混凝土的体积发生变化,引起混凝土的龟裂、变形等问题。
2.碱-闪长岩反应闪长岩是一种含钙、镁、铁等元素的骨料,而水泥中也含有这些元素,因此水泥与闪长岩骨料接触时,会发生碱-闪长岩反应。
在反应过程中,水泥中的氢氧化钙、氢氧化镁等碱性物质会与闪长岩骨料中的某些成分反应,产生一种不稳定的化合物,这种化合物会吸收水分,膨胀,从而导致混凝土的体积发生变化,引起混凝土的龟裂、变形等问题。
三、碱-骨料反应的防治措施为了防止碱-骨料反应的发生,需要采取一系列的防治措施。
这些措施可以分为两类:一类是预防措施,另一类是治理措施。
1.预防措施(1)选用合适的骨料为了避免碱-骨料反应的发生,应该选择一些不含反应性物质的骨料,如石英砂、玄武岩等。
同时,应该对骨料进行充分的筛选、洗涤等处理,以去除其中的杂质和有害物质。
(2)增加混凝土的抗碱性能为了增加混凝土的抗碱性能,可以采用一些措施,如添加适量的硅灰、磷灰等外加剂,控制混凝土中的碱含量,从而减少碱-骨料反应的发生。
(3)改善混凝土的抗渗性能为了减少混凝土中的水分,可以采用一些措施,如添加适量的减水剂、改善混凝土的密实性等,从而提高混凝土的抗渗性能,减少混凝土中的水分,减少碱-骨料反应的发生。
混凝土中碱骨料反应的防治原理
混凝土中碱骨料反应的防治原理一、引言混凝土是建筑、道路等工程建设中的常见材料,而混凝土中碱骨料反应是一种常见的问题,它可能导致混凝土的开裂、鼓包、膨胀等问题,从而影响混凝土的力学性能和使用寿命。
因此,对混凝土中碱骨料反应的防治具有重要意义。
本文将从混凝土中碱骨料反应的原理、防治措施等方面进行详细介绍。
二、混凝土中碱骨料反应的原理混凝土中碱骨料反应(Alkali-Aggregate Reaction,简称AAR)是指混凝土中的碱性溶液与骨料中的一些硅酸盐矿物质(如硅灰石、长石等)发生反应,形成胶状物质,导致混凝土的开裂、鼓包、膨胀等问题。
AAR主要有两种类型:碱硅反应(ASR)和碱石反应(ACR)。
(一)碱硅反应(ASR)碱硅反应是指混凝土中的碱性溶液与骨料中的含硅矿物质(如硅灰石、玄武岩等)发生反应,形成胶状物质,导致混凝土的开裂、鼓包、膨胀等问题。
ASR的反应过程如下:①碱性溶液侵入混凝土中的骨料孔隙;②碱性溶液与骨料中的硅质矿物质反应,生成碱硅胶(ASG);③碱硅胶吸水膨胀,导致混凝土的开裂、膨胀等问题。
(二)碱石反应(ACR)碱石反应是指混凝土中的碱性溶液与骨料中的含石英矿物质(如长石、云母等)发生反应,形成胶状物质,导致混凝土的开裂、鼓包、膨胀等问题。
ACR的反应过程如下:①碱性溶液侵入混凝土中的骨料孔隙;②碱性溶液与骨料中的石英矿物质反应,生成碱石胶(ACG);③碱石胶吸水膨胀,导致混凝土的开裂、膨胀等问题。
三、混凝土中碱骨料反应的影响混凝土中碱骨料反应会导致混凝土的开裂、鼓包、膨胀等问题,从而影响混凝土的力学性能和使用寿命。
具体来说,混凝土中碱骨料反应会造成以下几个方面的影响:(一)混凝土的开裂混凝土中碱骨料反应会导致混凝土的开裂,严重的话会影响混凝土的使用寿命和安全性能。
(二)混凝土的鼓包混凝土中碱骨料反应会导致混凝土的鼓包,严重的话会影响混凝土的使用寿命和安全性能。
(三)混凝土的膨胀混凝土中碱骨料反应会导致混凝土的膨胀,从而影响混凝土的力学性能和使用寿命。
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。
混凝土工程碱骨料反应损坏及预防
混凝土工程碱骨料反应损坏及预防内容提示:碱骨料反应是混凝土中所含的碱(Na2O或K2O)与骨料的活性成分反应,在混凝土浇筑成型后数年至数十年逐渐反应,反应生成物吸水膨胀,导致混凝土工程开裂,称为碱骨料反应损坏。
延伸阅读:反应混凝土混凝土工生成物骨料碱骨料反应是混凝土中所含的碱(Na2O或K2O)与骨料的活性成分反应,在混凝土浇筑成型后数年至数十年逐渐反应,反应生成物吸水膨胀,导致混凝土工程开裂,称为碱骨料反应损坏。
(参考《》)一、碱骨料反应发生条件与预防方法1、碱骨料反应发生条件混凝土工程发生碱骨料损坏必须具备三个条件:一是配制混凝土时由原材料带进混凝土中一定数量的碱,二是有一定数量的能与碱反应的活性骨料,三是潮湿环境,可以供应反应物吸水膨胀所需水分。
只有具备这三个条件,才会发生碱骨料反应对工程的损害。
2、碱骨料反应对工程损害的预防方法(1)控制水泥含碱量(2)控制混凝土中含碱量由于混凝土中碱的来源不仅是水泥,而且从外加剂、掺合料、水、甚至有时从骨料(如海砂)中带来,因此控制混凝土各种材料总碱量比单纯控制水泥含碱量更为重要。
各国对此有不同的规定,南非曾规定每立方米混凝土中总碱量(Na2O当量)不得超过2.1kg,英国提出每立方米混凝土总碱量不得超过3kg等。
(3)对骨料选择使用由于活性骨料是发生碱骨料反应的必要条件,因此,凡处于潮湿条件下的混凝土工程、露天混凝土工程、接触化冰盐的混凝土工程和每立方米混凝土含碱量高的工程,均应选用对工程无害的骨料,以避免碱骨料反应对工程的损坏。
(4)掺活性掺合料某些活性掺合料可缓解、抑制混凝土的碱硅酸反应。
根据各国试验资料,掺水泥重量5~10%的硅灰,掺30%的粉煤灰或掺50%的高炉矿渣,均可有效地抑制碱硅酸反应对工程的损害。
(5)掺用引气剂掺用引气剂可使混凝土具有4%~5%的含气量,可容纳一定数量的反应产物,从而可以缓解碱骨料反应的膨胀压力。
(6)隔绝水和湿空气的来源如对混凝土工程可能发生碱骨料反应的部位能有效的隔绝水和湿气的侵入,也可以取得缓和碱骨料反应对工程损害的效果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
水工混凝土的碱骨料反应问题水工混凝土的碱骨料反应问题摘要:建筑工程中的水工混凝土施工主要存在的问题有裂缝、冲磨、冻胀、碳化、空蚀、溶蚀、侵蚀和碱骨料反应等,这些问题很大程度上影响建筑工程的质量,增加工程在使用过程中的费用,造成经济损失,甚至严重影响建筑结构的正常使用,影响安全和效益,更甚者可能导致社会问题。
本文通过全面的比较水工混凝土与普通混凝土差异,对这些差异在碱骨料反应方面所引起的不同行为进行了系统的分析。
由此发现,碱骨料反应发生的时时候水工混凝土比普通混凝土具有更大危险。
同时,本文也对碱骨料反应破坏的反应条件及其行为的影响因素做了详细探究。
旨在提高施工人员对水工混凝土碱骨料的反应问题的认识水平。
关键词:水工混凝土;碱骨料反应;研究;差异;表现行为Abstract: the construction of the main problems existing in the construction of hydraulic concrete cracks,anti-abrasion, frost heave, carbide, cavitation erosion, corrosion, erosion and alkali aggregate reaction etc., these problems largely affects the quality of the construction projects, increase the engineering cost in the process of using, causing economic losses, and even seriously affect the normal use of building structure, affect the safety and efficiency, moreover can lead to social problems. In this article, through comprehensive comparison of hydraulic concrete and ordinary concrete differences, such differences caused by different behavior in the alkali aggregate reaction system is analyzed. , alkali aggregate reaction occurred during time of hydraulic concrete with a bigger danger than ordinary concrete. At the same time, also damage to alkali aggregate reaction in this paper the influence factors of reaction conditions and itsbehavior in detail inquiry. Aimed at improving construction personnel on the hydraulic concrete alkali aggregate reaction problem awareness levels.Key words: hydraulic concrete; Alkali aggregate reaction; Research; Differences; behave中图分类号:TV544+.92文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)通常情况下,水工混凝土的质量关系到整个工程的使用状况及其后期的加固费用,对工程效益的发挥以及能否安全运行存在至关重要的影响。
然而,目前建设项目中的水工混凝土经常出现质量问题。
其中主要问题是:水工混凝土在工程中展现出了耐久性不够的缺点,这就在一定程度上增加了建筑物在使用过程中的加固和修理费用,而且经常造成社会资源浪费。
在资源紧缺的现代社会,我们必须非常重视这类问题,所以有必要对水工混凝土的碱骨料反应问题进行研究。
碱骨料反应的问题是水工混凝土施工的重要组成部分,是亟待解决的重大问题,对整体工程有非常重要的作用。
近年来,人们已逐渐意识到碱骨料反应所导致的严重后果,许多水利工程已经提高了对碱骨料反应问题的重视,开工前对碱骨料进行活性检验并采取措施预防碱骨料发生反应的工程日益增多。
然而,在很多方面水工混凝土不同于普通混凝土,而是有着其自身特点。
正是因为这种差异,在水工混凝土中碱骨料的反应会出现不同的行为,只不过至今少有人察觉这一方面。
大多数情况下,水利工程中对预防措施的决策和对碱骨料反应的判断,都以普通混凝土的研究结果作为依据。
这样很可能导致错误的认识,从而做出不当的决策。
1水工混凝土与普通混凝土的差异从混凝土碱骨料的反应行为方面考虑,水工混凝土与普通混凝土存在以下差异:1)骨料的粒径较大:一般,水工混凝土的最大骨料粒径为150mm,而且所占的比例较高;相反,普通混凝土的最大骨料粒径基本不超过40mm。
2)混凝土的强度等级低:除特殊部位以外,水工混凝土的强度等级通常较低。
3)胶凝材料的用量少:考虑到水化热,水工混凝土胶凝材料的用量一般不超过200kg/m3。
4)长期处在潮湿的环境中:水工建筑物的特殊性致使水工混凝土长期处于饱水的状态;对于普通混凝土而言,大部分建筑物结构都在地面以上,其干湿状态受空气湿度影响。
5)对使用寿命的要求较长:一般水工建筑物投资大,建设期长,自然要求其使用寿命较长;此外,水工建筑物往往具有特殊的重要性,对耐久性的要求也较高。
经上述分析可知,水工混凝土与普通混凝土有着相当大的差异,这些差异使得碱骨料反应行为有着巨大差异。
2混凝土的碱骨料反应条件碱骨料反应通常是指混凝土浇筑成型的很多年后水中的碱、混凝土原材料中的水泥以及外加剂等物质与骨料中的活性成分发生化学反应,此后反应的生成物吸水膨胀,导致混凝土内部的应力增加,最终造成开裂。
发生碱骨料反应破坏必须要有一定条件的,主要包括以下方面:首先,配制混凝土构成中加入水泥、骨料、掺合料、外加剂和水等物质的同时假如了部分碱,或者是混凝土构件处于有碱掺入的环境中;其次,要有部分碱活性骨料存在于混凝土中;最后,潮湿的环境中可以使得反应物吸水,造成膨胀。
综上所述,避免碱骨料反应破坏最稳妥的措施是利用非活性骨料,但就目前的建筑施工环境而言,活性骨料的分布十分广泛。
此外,碱骨料的选择还受到建筑工程的经济因素影响。
目前,对于有潜在危害反应的活性骨料工程,施工时通常会采取抑制措施,主要是控制混凝土中碱的含量或选用低碱水泥。
3碱骨料反应的影响因素3.1 骨料粒径对碱骨料反应膨胀及开裂的影响提及骨料粒径对碱骨料反应膨胀的影响,目前普遍认为当骨料粒径在0.15~0.80mm范围内时硅质骨料砂浆棒的膨胀值最大。
当骨料的粒径继续增大时,砂浆棒的膨胀值将显著减小。
存在粗骨料的情况下其膨胀还受粗骨料的限制。
(1)就骨料粒径而言,虽然随骨料粒径的增大砂浆膨胀减小,但是只有在骨料的粒径小于2.5mm 的情况下,这种影响才是显著的。
在水工混凝土中,存在有较多细骨料,如若这些细骨料具有活性,仍能发生较严重的碱骨料反应并产生较大膨胀。
(2)就粗骨料对砂浆的膨胀作用而言,粗骨料约束砂浆的膨胀需要具备一定条件的。
如果细骨料是非活性的,而粗骨料是活性的,那么粗骨料自由膨胀将大于砂浆自由膨胀。
因此,粗骨料非但不能约束砂浆膨胀,反而需要利用砂浆来约束粗骨料的膨胀。
在这种情况下,粗骨料含量越多,混凝土膨胀就会越大。
水工混凝土中粗骨料含量较多,有可能带来较大危害。
(3)从混凝土的开裂来看,不同粒径骨料的膨胀和开裂是不一致的。
若骨料的粒径较大,尽管试件的膨胀率减小,却更容易开裂。
因此,随着骨料粒径的增大试件的膨胀率减小并不意味着安全性的提高。
水工混凝土骨料的粒径较大,一旦发生碱骨料反应,导致应力集中,从而开裂的可能性仍然较大。
3.2 混凝土强度与碱骨料反应破坏的关系通常情况下,水工混凝土的强度要求较低,且水工混凝土以90d 龄期的强度为设计标准。
这表明水工混凝土中的硬化水泥石强度较低。
与碱发生反应时,骨料产生膨胀,而硬化水泥石却约束着骨料膨胀。
同时,硬化水泥石将受到拉应力,若超过其抗拉强度后水泥石便会开裂。
水泥石抗拉强度越低,能承受的骨料膨胀值越低,从而混凝土越容易开裂。
水工混凝土的强度远低于普通混凝土,所以其抵抗碱骨料反应的能力更弱。
3.3 胶凝材料用量与碱骨料反应破坏的关系水工混凝土的胶凝材料用量很低,降低胶凝材料用量可以减少混凝土放热量,有利于温控防裂,但也要注意到它在发生碱骨料反应时表现出的特殊行为:一是为碱骨料反应提供碱,二是作为连续相的硬化水泥石对碱骨料反应膨胀有约束作用。
水工混凝土所用胶凝材料远少于普通混凝土,在同等条件下,水工混凝土的膨胀大于普通混凝土;碱骨料反应发生时,硬化水泥石会承受较大的拉应力。
碱骨料反应一旦发生,相对于普通混凝土而言水工混凝土更易破坏。
3.4 潮湿条件对碱骨料反应膨胀的影响碱骨料反应发生的三个必要条件是:存在活性骨料,混凝土中含一定量的碱,混凝土中有足够的水分。
在碱骨料反应中,水有着很重要的作用,水工混凝土长期处于饱水的状态。
这种条件下,一旦混凝土中存有活性骨科和足量的碱,便会发生反应鹏展破坏混凝土结构。
3.5 使用寿命要求与碱骨料反应的关系水电工程的投资额高、建设期长,加上它的特殊重要性使得水电工程的使用寿命要求较长。
较长使用寿命的要求为碱骨料反应提供了足够的时间,碱骨料反应过程较缓慢,需要一个相对较长的时间来进行,慢膨胀活性骨料所需时间更长。
碱骨料反应破坏通常出现在建成后十几年甚至几十年后。
4结束语由于水工混凝土与普通混凝土的差异以及它们对碱骨料反应形成的影响一直没有引起人们的注意,对碱骨料反应的研究以及评判方法,混凝土的安全碱含量等控制指标的提出也以普通混凝土作为基础。
关于能否将它们应用于与之相差甚远的水工混凝土以及如何应用,还有待于更深入的研究,以便做出科学的论断。
[参考文献][1]赵宏伟.浅谈水工混凝土的温控防裂措施研究及常见问题.城市建设,2010.[2]黄荫光.水工混凝土的常见病害及预防对策.广东科技,2007.[3]温祖国.混凝土的碱骨料反应抑制措施及实际应用,2009.[4]Zhang Chengzhi,Wang Aiqin,Tang Mingshu,Wu Binqing ,Zhang Ningsheng. Influence of the Size and the Size Grading of Aggregate on ASR Expansion [ J] . Cement and Concrete Research,1999,29: 1393- 1396.[5]张承志. 集料碱活性的评定与混合材抑制碱骨料反应膨胀有效性的评定[ D] . 南京,南京化工大学,1996 年6 月.------------最新【精品】范文。