專業(yè)攪拌站廠家解析堿-骨料反應(yīng)對混凝土耐久性下降的影響

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做為專業(yè)大型混凝土攪拌站廠家，我們有高技術(shù)的科研團(tuán)隊(duì)，技術(shù)工程師指出：混凝土中的堿性氧化物主要是Na2O和K2O及環(huán)境中可能滲入混凝土中的堿與混凝土骨料中的堿火丁礦物成分在混凝土固化后發(fā)生緩慢的化學(xué)反應(yīng)，所生成的物質(zhì)吸收水分后不斷膨脹，其結(jié)果導(dǎo)致混凝土發(fā)生裂紋、崩裂和強(qiáng)度降低，嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致混凝土破壞，這種現(xiàn)象稱之為堿-骨料反應(yīng)。堿-骨料反應(yīng)是導(dǎo)致混凝土耐久性下降的主要原因之一。

堿-骨料反應(yīng)可分為三種：
1、堿-硅酸反應(yīng)：巖石中有蛋白石、黑硅石、方石英等硅酸類活性礦物，反應(yīng)發(fā)生在堿與微晶氧化硅之間，起反應(yīng)產(chǎn)物為硅膠體，這種硅膠體遇水膨脹，產(chǎn)生很大的膨脹壓力，能引起混凝土開裂。是堿-骨料反應(yīng)中最常見的一類。
2、堿-硅酸鹽反應(yīng)：黏土質(zhì)頁巖及千枚巖等硅酸鹽類骨料與混凝土中堿性氧化物發(fā)生反應(yīng)，能引起緩慢的體積膨脹，也能引起混凝土開裂。
3、堿-碳酸鹽反應(yīng)：白云石質(zhì)石灰?guī)r等碳酸鹽類骨料與混凝土中的堿性化合物發(fā)生反應(yīng)，也能引起體積膨脹和混凝土開裂。

1、混凝土中含有的活性骨料是混凝土的主要組成材料之一，在混凝土中起骨架作用。粒徑在5mm以上者稱粗骨料；粒徑在5mm以下者稱細(xì)骨料。
凡事能與水泥中的堿起化學(xué)反應(yīng)，而造成混凝土膨脹裂縫破壞的巖石或礦物，焦作活性骨料。在《預(yù)防混凝土工程堿-骨料反應(yīng)技術(shù)管理規(guī)定》中，將堿性骨料按膨脹量大小分為A、B、C、D四類。
A:非堿性活性骨料，膨脹量小于或等于0.02%；
B:低堿活性骨料，膨脹量大于0.02%，小于或等于0.06%；
C:堿活性骨料，膨脹大于0.06%，小于或等于0.10%；
D:高堿活性骨料，膨脹量大于0.10%。
2、環(huán)境因素
周圍環(huán)境有較大的濕度，堿-骨料反應(yīng)反離不開水，因此環(huán)境濕度對其有明顯影響，環(huán)境濕度低于80%-85%，外界不供給混凝土水分，則不會發(fā)生混凝土中反應(yīng)交替膨脹，因此不會造成破壞。在受雨水和滲水影響時(shí)，反應(yīng)膠體因吸水而不斷膨脹，最終導(dǎo)致混凝土開裂和破壞。
環(huán)境溫度對堿-骨料反應(yīng)有影響，在常溫下，隨著溫度升高，膨脹量增大，導(dǎo)致混凝土疏松、微裂，從而加劇堿-骨料反應(yīng)。在采用蒸汽養(yǎng)護(hù)等快速硬化時(shí)，則易使混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成破壞，導(dǎo)致混凝土疏松、微裂，從而加速堿-骨料反應(yīng)的發(fā)展。
結(jié)構(gòu)混凝土工程按所處環(huán)境分為三類：
I類工程，即干燥環(huán)境，不直接接觸水，空氣相對濕度長期低于80%的工業(yè)與民用建筑工程，可以不考慮堿-骨料反應(yīng)。
II類工程，即潮濕環(huán)境，直接與水接觸的混凝土工程、干濕交替環(huán)境、潮濕土壤等。
III類工程，即外部有供堿環(huán)境，應(yīng)處于潮濕環(huán)境，則應(yīng)考慮混凝土堿含量和骨料活性問題。
通過試驗(yàn)檢驗(yàn)骨料是否有堿活性，檢驗(yàn)采用巖相分析和化學(xué)方法。首先采用巖相法檢驗(yàn)活性骨料的品種、類型和數(shù)量，若含有活性二氧化硅時(shí)應(yīng)采用化學(xué)方法和砂漿長度法進(jìn)行檢驗(yàn)。一般地說，隨著活性骨料的增加，混凝土的堿-骨料反應(yīng)膨脹量增加。
3、混凝土中含堿量較大
混凝土中的堿來自于各個(gè)組成成分：水泥、骨料、水、化學(xué)外加劑及礦物摻合料?；炷梁瑝A量包括水泥帶入堿量、外加劑帶入堿量、摻合料中有效含堿量。國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)表明，總堿量在0.6%以上的水泥容易引起堿-骨料反應(yīng)，因此推薦使用總堿量在0.6%以下的水泥。堿活性骨料是指在砂石骨料中含有能與游離鉀、鈉發(fā)生反應(yīng)，其反應(yīng)生成物為吸水膨脹的巖石或礦物。
此外，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，促凝劑、冬季施工中的抗凍劑和早強(qiáng)劑凡有較多的堿金屬鹽類，對堿-骨料反應(yīng)有促進(jìn)作用，因?yàn)樵谑褂脮r(shí)要考慮這一點(diǎn)。

由于堿-骨料反應(yīng)非常復(fù)雜，有些問題至今認(rèn)識不足，尚缺乏定量研究，因此實(shí)際施工中應(yīng)以預(yù)防為主。
針對堿-骨料反應(yīng)的特點(diǎn)，常用的抑制堿-骨料反應(yīng)方法有：
1、盡量避免使用活性骨料，非用不可時(shí)，應(yīng)該采用低堿水泥，低堿的外摻料、外加劑，同事控制水泥用量，使單方混凝土中含堿量不超過2.45kg。
2、盡量使用低堿水泥或摻入足夠的細(xì)粉狀摻合料可使堿-骨料反應(yīng)引起的膨脹減小或消除。使用摻合料是防治堿-骨料反應(yīng)的最實(shí)用和經(jīng)濟(jì)有效的途徑。已有報(bào)告指出，幾乎任何火山灰質(zhì)礦粉當(dāng)用量足夠時(shí)，都能阻止由于堿-骨料反應(yīng)引起的膨脹，當(dāng)火山灰用量太小時(shí)反而會增加對堿-骨料反應(yīng)的不利影響。有研究發(fā)現(xiàn)，礦渣水泥應(yīng)該是抑制堿-骨料反應(yīng)的有效方式之一。
3、摻引氣劑、鋰鹽、鋇鹽、某些減水劑和緩凝劑等外加劑，或在混凝土表面加強(qiáng)保護(hù)層厚度及密度，使水分難以進(jìn)入混凝土內(nèi)部，也是有效避免堿-骨料反應(yīng)的措施。加入引氣劑能使混凝土產(chǎn)生均勻的細(xì)小孔隙，可減小混凝土膨脹量。有實(shí)驗(yàn)證明，在混凝土中引入4%的空氣，可使混凝土膨脹量減小40%。

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