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混凝土碱集料反应是怎么回事谁能详细说一下

发布网友 发布时间:2022-07-24 06:51

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热心网友 时间:2023-10-06 04:09

混凝土的碱集料反应通常称作‘碱-骨料反应’,分为碱-硅酸反应(alkali-silica reaction,ASR)和碱-碳酸盐反应(alkali-carbonate reaction, ACR)两种类型。其中,ACR发生率不高,且发生机理还没有达成共识,所以一般碱-骨料反应多是指碱-硅酸反应(ASR)。全球普遍存在发生ASR的可能性。

ASR发生机理:骨料含有碱活性的硅质矿物(常温活性二氧化硅),在混凝土硬化后,缓慢地与水泥石孔隙溶液中的钠、钾离子反应,产生碱-硅凝胶,凝胶吸水会产生膨胀,膨胀压力达到一定程度会使混凝土开裂。ASR破坏一般是在混凝土浇筑二、三年后,乃至十几年后发生。

碱-骨料反应中的碱是指钠和钾,以当量氧化钠计算(当量氧化钠=氧化钠+0.658x氧化钾)。碱-骨料反应发生和产生破坏作用的三个必要条件为:
1)混凝土使用的骨料含有碱活性矿物,即属于碱活性骨料;
2)混凝土含有过量的当量氧化钠,一般超过3.0kg/m³;
3)环境潮湿,能提供碱-硅凝胶膨胀的水源。

碱-骨料反应被称作‘混凝土癌症’,一旦发生就难以控制,严重影响混凝土结构的耐久性。因此,需要预先防止发生。防止的方法主要从三个方面着手:
1)使用非活性骨料。可对骨料专门进行碱活性测试,或根据以往的调查结果选用骨料。
2)控制混凝土的总含碱量(当量Na2O)低于3.0kg/m³。碱的来源包括水泥、外加剂、拌合水和骨料,其中水泥和外加剂是主要来源。
3)胶凝材料中使用6%以上硅灰,或25%以上粉煤灰,或40%以上磨细矿渣(矿粉)。这些矿物掺合料含有的氧化硅,比骨料中氧化硅活性更高,能够预先将钾、钠固结在早期反应生成的硅酸钙凝胶中,从而防止后期有过量钾、钠与骨料反应。

总之,碱-骨料反应是可以预防的。对于重要、重大工程,如大坝、大桥等等,往往还多种措施同时采用,确保万无一失。
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