專業(yè)攪拌站廠家解析堿-骨料反應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，我們有高技術的科研團隊，技術工程師指出：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)生緩慢的化學反應，所生成的物質吸收水分后不斷膨脹，其結果導致混凝土發(fā)生裂紋、崩裂和強度降低，嚴重時會導致混凝土破壞，這種現(xiàn)象稱之為堿-骨料反應。堿-骨料反應是導致混凝土耐久性下降的主要原因之一。

堿-骨料反應可分為三種：
1、堿-硅酸反應：巖石中有蛋白石、黑硅石、方石英等硅酸類活性礦物，反應發(fā)生在堿與微晶氧化硅之間，起反應產物為硅膠體，這種硅膠體遇水膨脹，產生很大的膨脹壓力，能引起混凝土開裂。是堿-骨料反應中最常見的一類。
2、堿-硅酸鹽反應：黏土質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，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：白云石質石灰?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，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以下者稱細骨料。
凡事能與水泥中的堿起化學反應，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《預防混凝土工程堿-骨料反應技術管理規(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)生混凝土中反應交替膨脹，因此不會造成破壞。在受雨水和滲水影響時，反應膠體因吸水而不斷膨脹，最終導致混凝土開裂和破壞。
環(huán)境溫度對堿-骨料反應有影響，在常溫下，隨著溫度升高，膨脹量增大，導致混凝土疏松、微裂，從而加劇堿-骨料反應。在采用蒸汽養(yǎng)護等快速硬化時，則易使混凝土內部結構造成破壞，導致混凝土疏松、微裂，從而加速堿-骨料反應的發(fā)展。
結構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。
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，應處于潮濕環(huán)境，則應考慮混凝土堿含量和骨料活性問題。
通過試驗檢驗骨料是否有堿活性，檢驗采用巖相分析和化學方法。首先采用巖相法檢驗活性骨料的品種、類型和數(shù)量，若含有活性二氧化硅時應采用化學方法和砂漿長度法進行檢驗。一般地說，隨著活性骨料的增加，混凝土的堿-骨料反應膨脹量增加。
3、混凝土中含堿量較大
混凝土中的堿來自于各個組成成分：水泥、骨料、水、化學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。國內外經驗表明，總堿量在0.6%以上的水泥容易引起堿-骨料反應，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，其反應生成物為吸水膨脹的巖石或礦物。
此外，經研究發(fā)現(xiàn)，促凝劑、冬季施工中的抗凍劑和早強劑凡有較多的堿金屬鹽類，對堿-骨料反應有促進作用，因為在使用時要考慮這一點。

由于堿-骨料反應非常復雜，有些問題至今認識不足，尚缺乏定量研究，因此實際施工中應以預防為主。
針對堿-骨料反應的特點，常用的抑制堿-骨料反應方法有：
1、盡量避免使用活性骨料，非用不可時，應該采用低堿水泥，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粉狀摻合料可使堿-骨料反應引起的膨脹減小或消除。使用摻合料是防治堿-骨料反應的最實用和經濟有效的途徑。已有報告指出，幾乎任何火山灰質礦粉當用量足夠時，都能阻止由于堿-骨料反應引起的膨脹，當火山灰用量太小時反而會增加對堿-骨料反應的不利影響。有研究發(fā)現(xiàn)，礦渣水泥應該是抑制堿-骨料反應的有效方式之一。
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保護層厚度及密度，使水分難以進入混凝土內部，也是有效避免堿-骨料反應的措施。加入引氣劑能使混凝土產生均勻的細小孔隙，可減小混凝土膨脹量。有實驗證明，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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