碱-骨料反应对混凝土的危害及防护措施.pdf

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1、丁可，张杉宁：碱一骨料反应对混凝土的危害及防护措施碱一骨料反应对琨凝土的危客及防护措袍丁可，张杉宁(江苏省建筑材料研究设计院有限公司，江苏南京210009)摘要：碱一骨料反应是全球性的混凝土病害，对结构开裂具有重要影响。文章介绍了这种反应的成因及危害，并提出了在新结构中预防碱一骨料反应的响应措施。关键词：混凝土；碱一骨料反应；防护措施Abstract：Alkali——aggregatereactionisacommoncauseofconcretecrackingthatresultsinsignificantdamagetoconcretestructur

2、esworldwide．Thispaperexplainsthemechanismsofalkali-aggregatereaction，itseffectsonconcreteandmethodsforpreventingdeteriorationfromthiscauseinnewconstructions．Keywords：concrete；alkali-aggregatereaction；methodsofpreventingdeterioration0引言1混凝土碱一骨料反应的条件及分类混凝土的碱一骨料反应，是混凝土在固化以1．1碱一骨料反应的条件

3、后，混凝土中的粗骨料夹杂着碱反应的活性成分混凝土工程发生碱一骨料反演必须具备以下3时，混凝土所用的水泥又含有过多的可溶性碱个条件：①混凝土中必须含有过量的可溶性碱(如(钾、钠)，在骨料表面生成复杂的凝胶，凝胶不断Na2o、K2o)；②混凝土在拌制过程中，骨料中必须吸水肿胀，混凝土体积膨胀。碱一骨料反应是全球有一定数量碱活性分子(如非结晶SiO、白云石等)范围的混凝土病害。近年来随着我国混凝土技术能与可溶性碱发生吸水膨胀的反应：③混凝土中的的发展，水泥用量的增加，加之部分地区(如华北、凝胶被混凝土所包围，在遇水或潮湿环境时凝胶吸西北)生成的水泥含碱量偏高，在施

4、工中又使用含水膨胀，会把混凝土胀裂。碱的外加剂，使碱一骨料反应病害(图1)给经济造1．2碱一骨料反应的类型成巨大损失。依据参与碱集料反应的岩石种类及反应机理，碱一骨料反应可以分为碱一硅反应、碱一硅酸盐反应及碱一碳酸盐反应三大类：(1)碱一硅反应参与这种反应的有蛋白石、黑硅石、燧石、鳞石英、方石英、玻璃质火山岩、变质石英等。其反应机理如下：混凝土中的活性骨料与混凝土中的碱集料反应：2NaOH+SiO：---~NaO·SiO2·H20当浓度较低时，不足以引起混凝土的破坏，一般认为当含碱量小于0．6％时，可以不考虑碱一骨料图1碱一骨料反应引起的混凝土破坏-盎材型-

5、41—．丁可．张杉宁：碱一骨料反应对混凝土的危害及防护措施反应。部分轻骨料，以减少碱一骨料反应的膨胀能量。(2)碱一硅酸盐反应(4)掺用外加剂黏土质岩石及千板岩等骨料与混凝土中碱性如锂盐外加剂可有效地减少ASR膨胀破坏，化合物反应属于碱一硅酸盐反应。这种反应引起缓引气剂可使混凝土具有4％～5％的含气量，增加其慢的体积膨胀，也能导致混凝土开裂．其反应性质。中的细微孔隙，可以容纳一些反应物，从而缓解与碱一二氧化碳反应相似。碱一骨料反应的膨胀压力，减轻碱一骨料反应对工(3)碱一碳酸盐反应程的损害。碱一碳酸盐反应引起的混凝土破坏．目前归结(5)改善混凝土结构的施工及

6、使用方法为脱白云石和白云石质石灰岩骨料引起的体积膨保证混凝土结构的施工质量．防止因振捣不实胀。主要化学反应如下：引起的蜂窝麻面以及因养护不当引起的干缩缝。防CaMg(CO3)2+2NaOH--~Mg(OH)2+CaCO3+Na2CO3止外界水分浸入混凝土，从而起到制止碱一骨料反这类反应不是发生在颗粒与水泥浆的表面．而是发应的作用。生在集料颗粒的内部。这种水镁石Mg(OH)：晶体3结语排列的压力导致粘土吸水肿胀，引起内部应力，导由于近年我国水泥外加剂等的发展变化，混凝致混凝土开裂。土碱一骨料反应问题已构成我国土建工程的一大2防止碱一骨料反应的措施潜在危害。建筑

7、、市政、交通等有关混凝土工程设(1)采用低碱水泥，降低混凝土细孔溶液的碱计、施工工程技术人员对此问题应给予高度重视。度并采取各种措施。以预防碱一骨料反应对工程的损水泥的含碱量是影响碱集料反应的重要因素害。之一。为了防止碱一骨料反应堆水泥。应该尽量采用含碱量少的水泥。此外，应该控制混凝土中水、参考文献外加剂和骨料中的总碱量。(2)掺用粉煤灰等掺合料降低混凝土的碱性[1]柳炳康，吴胜兴．工程结构鉴定与加固改造[M]．掺用粉煤灰、矿渣、硅灰等掺合料都能降低混北京：中国建筑工业出版社。2008．凝土的碱性，从而控制碱集料反应。特别是当水泥[2]张冰华，赵更歧，曹力．

8、混凝土碱一骨料反应的机含碱量高于允许限值时更应掺加粉