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混凝土總堿含量的控制
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摘要:混凝土堿含量來(lái)源于組成混凝土的各種原材料,本文結(jié)合工程實(shí)際,提出混凝土總堿含量控制措施。
關(guān)鍵詞:混凝土;堿含量;控制 中圖分類號(hào):tu755文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: a 文章編號(hào):2095-2104(2012)08-0020-02 前言:混凝土堿含量是指混凝土中等當(dāng)量氧化鈉的含量,以kg/m3計(jì);混凝土原材料的堿含量是指原材料中等當(dāng)量氧化鈉的含量,以重量百分率計(jì)?;炷猎牧现械膲A含量過高時(shí), 可能發(fā)生堿集料反應(yīng), 引起混凝土結(jié)構(gòu)的破壞。工程中應(yīng)從混凝土的原材料選擇開始仔細(xì)考慮堿集料反應(yīng), 嚴(yán)格預(yù)防堿集料反應(yīng)的發(fā)生?;炷羶?nèi)部發(fā)生堿集料反應(yīng)破壞與否, 除了與水泥堿含量有關(guān)外, 更重要的是與混凝土中的總堿含量有關(guān)。以混凝土原材料中的總堿含量作為控制標(biāo)準(zhǔn)是切實(shí)可行和更為可靠的。下面結(jié)合西寧南繞城公路十一標(biāo)工程實(shí)際, 提出了混凝土總堿含量的控制措施, 在保證混凝土施工質(zhì)量前提下, 盡可能地降低工程造價(jià)。 1.混凝土堿含量過高的危害及特征 混凝土中堿含量過高,主要特征是混凝土發(fā)生不均勻膨脹,產(chǎn)生裂縫,并有強(qiáng)度和彈性模量的下降等不良現(xiàn)象,從而縮短混凝土的壽命,危及工程安全。 (1) 堿含量過高所產(chǎn)生的混凝土裂縫與鋼筋數(shù)量、分布情況有關(guān)。鋼筋限制,約束作用強(qiáng)的混凝土,裂縫往往發(fā)生在平行于約束力的方向,既順筋方向。無(wú)筋或少筋的混凝土,裂縫往往呈網(wǎng)狀,裂縫網(wǎng)接近六邊形,在較大的六邊形之間,還可在發(fā)展出小裂縫。 (2) 很多情況下可看到混凝土裂縫處溢出半透明的乳白色或黃褐色膠體,也有茶褐色和黑色膠體,長(zhǎng)時(shí)間干燥后變?yōu)榉蹱钗铮@是混凝土堿含量過高的產(chǎn)物,這些膠體會(huì)對(duì)混凝土中的鋼筋產(chǎn)生腐蝕作用,引起鋼筋銹蝕與凍融循環(huán),破壞混凝土內(nèi)在質(zhì)量。 (3)混凝土工程堿含量過高導(dǎo)致混凝土工程產(chǎn)生整體變形,移位等病像,如有些長(zhǎng)度大的結(jié)構(gòu)物的伸縮縫被頂實(shí)甚至膨脹,有的橋梁支點(diǎn)因膨脹增長(zhǎng)而錯(cuò)位,有的橫向結(jié)構(gòu)在兩端限制的條件下因膨脹而產(chǎn)生彎曲,扭動(dòng)等現(xiàn)象。 某橋梁堿含量過高破壞圖 控制混凝土堿含量是防止堿集料反應(yīng)的有效措施。堿集料反應(yīng)有3個(gè)不可或缺的條件:① 混凝土中堿含量過高?;炷翂A含量越高,發(fā)生堿集料反應(yīng)的可能性越大。②所用集料內(nèi)含活性物質(zhì)。一些有代表性的活性集料發(fā)生堿集料反應(yīng)的危險(xiǎn)性最大。③ 必須有水份存在。這是發(fā)生堿集料反應(yīng)的必要條件之一。干燥條件下, 混凝土幾乎不發(fā)生堿集料反應(yīng)。處于高濕度環(huán)境下的混凝土發(fā)生堿集料反應(yīng)的速度較大。 2.混凝土工程堿含量控制措施 西寧南繞城十一標(biāo)工地試驗(yàn)室根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》jtg/t50-2011中對(duì)混凝土堿含量的規(guī)定(每立方米混凝土的總堿含量,對(duì)一般橋涵不宜大于3.0kg/m3,對(duì)特大橋、大橋和重要橋梁不宜大于1.8 kg/m3)結(jié)合工程實(shí)際情況,嚴(yán)格控制混凝土總堿含量,確保了混凝土工程的內(nèi)在質(zhì)量。 c50普通砼配合比及各種原材料堿含量匯總和計(jì)算如下表: 材料名稱 水泥 砂 碎石 水 減水劑 每方材料用量(kg) 465 711 1161 152 5.12 材料堿含量(%) 0.56 / / / 3.6 計(jì)算材料堿含量(kg) 2.604 / / / 0.1843 總堿量(kg) 2.788 規(guī)范規(guī)定值(kg/m3) <3kg/m3 結(jié)論 合格 在不考慮水和集料含堿的條件下,根據(jù)以上計(jì)算得知c50用于橋梁混凝土總堿含量2.788 kg/m3小于3 kg/m3要求,其中水泥提供2.604 kg/m3,其余主要由外加劑提供,同樣原理計(jì)算該工程的其他混凝土配合比的堿含量也同樣合格。本工程均使用低活性骨料,以降低混凝土中堿含量指標(biāo),使之不發(fā)生或少發(fā)生堿集料反應(yīng),從而確?;炷凉こ痰馁|(zhì)量。堿含量被稱作混凝土癌癥,一旦發(fā)生就難以控制,嚴(yán)重影響混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。因此,需要預(yù)先防止發(fā)生。防止的方法主要從五個(gè)方面著手: (1)使用非活性骨料??蓪?duì)骨料專門進(jìn)行堿活性測(cè)試,或根據(jù)以往的調(diào)查結(jié)果選用骨料。集料中活性集料的百分比越大, 發(fā)生堿集料反應(yīng)的破壞也越大。當(dāng)使用活性集料時(shí), 堿含量與堿集料反應(yīng)的速度呈大致的線性關(guān)系, 比如堿含量越高, 越易發(fā)生堿集料反應(yīng)。 (2)控制混凝土的總含堿量低于3.0kg/m³。堿的來(lái)源包括水泥、外加劑、拌合水和骨料,其中水泥和外加劑是主要來(lái)源。 (3)采用低堿水泥或降低水泥用量??蓳椒勖夯一虻V粉等材料,取代一部分水泥,降低混凝土堿含量,增加混凝土的和易性,降低成本。 (4)水灰比。水灰比越大, 混凝土內(nèi)部孔隙率也越大, 堿在水溶液中的遷移速度也增大, 所以如果具備堿集料反應(yīng)發(fā)生的條件時(shí), 其反應(yīng)速度也加快。減小水灰比可以大幅度降低混凝土滲透性, 從而降低混凝土的滲水性, 因而發(fā)生堿集料反應(yīng)的可能性也必然會(huì)減小。 (5)隔絕水和濕空氣的來(lái)源。如果擔(dān)心混凝土工程發(fā)生堿骨料反應(yīng)的部位能有效地隔絕水和空氣的來(lái)源,也可以取得緩和堿骨料反應(yīng)對(duì)工程損害的效果。 通過以上五種方法盡量預(yù)防堿骨料反應(yīng)和控制混凝土中總堿含量,保證工程質(zhì)量。 3.結(jié)語(yǔ)與建議 在施工中通過對(duì)混凝土配合比的計(jì)算,使得混凝土中總堿含量得到控制,從而減少了混凝土的開裂破壞因素,提高了混凝土的有效壽命。同時(shí)在施工中還需制定詳細(xì)的施工工藝,加強(qiáng)管理,嚴(yán)格按規(guī)范要求進(jìn)行。 (1)對(duì)重要工程和特殊工程結(jié)構(gòu),當(dāng)采用非活性骨料時(shí)可以不限制混凝土堿含量;當(dāng)采用活性骨料時(shí)應(yīng)嚴(yán)格限制堿含量,采用低堿原材料,或采用可靠的抑制措施。 (2)對(duì)處于干燥環(huán)境中的重要工程結(jié)構(gòu)和一般結(jié)構(gòu)可不限制混凝土的堿含量。 (3)由于集料的差異,用一個(gè)指標(biāo)簡(jiǎn)單的控制混凝土堿含量的做法是不行的,需要把混凝土堿含量的限度與集料的性能結(jié)合起來(lái),這是一個(gè)十分重要的發(fā)展趨勢(shì)。 總之,堿-骨料反應(yīng)是可以預(yù)防的。對(duì)于重要、重大工程等,往往還得多種措施同時(shí)采用,確?;炷凉こ痰馁|(zhì)量,為進(jìn)一步提高工程建設(shè)質(zhì)量,還需所有路橋事業(yè)工作者共同努力。- 1關(guān)于舉辦施工企業(yè)資質(zhì)升級(jí)、增項(xiàng)受理、標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整與工法編寫申報(bào)講座的預(yù)備通知
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