堿活性骨料對(duì)混凝土質(zhì)量的影響及控制方法

1、堿活性骨料對(duì)混凝土質(zhì)量的影響及控制方法摘要：在選擇骨料的時(shí)候必須要對(duì)其堿活性進(jìn)行測(cè)定，以此來(lái)保證混凝土的耐 久性，而在很多情況下不可避免的會(huì)有活性骨料的存在，所以就需要采取一定的 措施來(lái)抑制堿骨料反應(yīng)。關(guān)鍵詞：堿活性骨料；混凝土質(zhì)量；影響；控制方法引言非活性的骨料不會(huì)導(dǎo)致堿骨料反應(yīng)，而如果是活性骨料或者其中有部分骨料 是活性的，則極有可能導(dǎo)致堿骨料反應(yīng)的出現(xiàn)，混凝土從而會(huì)出現(xiàn)不均勻開(kāi)裂、 膨脹。一、堿活性骨料對(duì)混凝土質(zhì)量的影響在一般情況下，水工混凝土的強(qiáng)度都不太高，基本上混凝土都是以90天齡期 作為強(qiáng)度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，而普通混凝土基本上都是28天齡期強(qiáng)度，所以在強(qiáng)度方面， 水工混凝土與普通混凝土是有

2、很大區(qū)別。在混凝土發(fā)生反應(yīng)時(shí)，骨料與堿接觸， 骨料會(huì)產(chǎn)生膨脹，而硬化的水泥石則對(duì)骨料有一個(gè)約束，制約骨料的膨脹，同時(shí) 硬化水泥石也會(huì)受到拉應(yīng)力的作用，如果拉應(yīng)力過(guò)強(qiáng)，超過(guò)水泥石硬度，就會(huì)引 發(fā)水泥石的開(kāi)裂。水泥石強(qiáng)度低，抗拉性能就越差，受骨料的膨脹影響就越大， 很容易導(dǎo)致開(kāi)裂。而水工混凝土的強(qiáng)度要遠(yuǎn)低于普通混凝土的強(qiáng)度，對(duì)于抵抗堿 骨料的反應(yīng)膨脹能力較弱。在施工中，常常通過(guò)降低膠凝材料用量來(lái)達(dá)到控溫防 裂的目的，因?yàn)榻档湍z凝材料用量可以減少混凝土的產(chǎn)熱量，使水化熱升溫降低。 膠凝材料的使用，一方面為堿骨料提供堿，另一方面硬化水泥石作為連續(xù)相對(duì)堿 骨料反應(yīng)膨脹起到約束作用。現(xiàn)在多數(shù)水泥在生產(chǎn)過(guò)程

3、中都采用了窯外分解技術(shù)， 水泥的堿含量普遍提高，在混凝土總堿含量中膠凝材料所提供的堿量對(duì)于反應(yīng)有 很大的影響，所以水工混凝土的膠凝材料用量遠(yuǎn)低于普通混凝土的用量。二、堿活性的檢驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)1、巖相法它是通過(guò)肉眼和顯微鏡觀察新鮮巖石斷口來(lái)鑒定骨料的種類和成分，以此來(lái) 判斷其是否存在堿活性，但其缺點(diǎn)是得不到活性組分含量與膨脹率的定量關(guān)系。2、化學(xué)法它是在規(guī)定條件下，測(cè)定堿溶液和骨料反應(yīng)溶出的二氧化硅濃度及堿度降低 值，借以判斷骨料在使用高堿水泥的混凝土中是否產(chǎn)生危害性的反應(yīng)。該方法不 適用于含碳酸鹽的骨料。不能鑒定由于微晶石英或變形石英所導(dǎo)致的眾多慢性膨 脹骨料。骨料堿活性判定標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)試驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)

4、Rc （堿度降低值）70而Sc （濾液中 的二氧化硅濃度）Rc或RcV70而Sc35+Rc/2中的任何一種，該試樣就被評(píng) 為具有潛在有害反應(yīng)。3、砂漿長(zhǎng)度法通過(guò)測(cè)定水泥砂漿試件的長(zhǎng)度變化，以鑒定水泥中的堿與活性骨料間的反應(yīng) 所引起的膨脹是否具有潛在危害。適用于堿骨料反應(yīng)較快的堿-硅酸鹽反應(yīng)和堿- 硅酸反應(yīng)，不適用于堿-碳酸鹽反應(yīng)。骨料堿活性判定標(biāo)準(zhǔn)：對(duì)于砂樣：當(dāng)砂漿半年的膨脹率超過(guò)0.10%，或三個(gè) 月的膨脹率超過(guò)0.05%時(shí)，即被評(píng)為具有危害性的活性骨料。反之，如低于上述 數(shù)值，則被評(píng)為非活性骨料。對(duì)于石料：當(dāng)砂漿半年膨脹率低于0.10%，或三個(gè) 月的膨脹率低于0.05%時(shí)，即被評(píng)為非活性骨

5、料。反之，如超過(guò)上述數(shù)值，則被 評(píng)為具有危害性的活性骨料。4、碳酸鹽骨料堿活性檢驗(yàn)在規(guī)定條件下測(cè)量碳酸鹽骨料試件在堿溶液中的長(zhǎng)度變化，以鑒定其作為混 凝土骨料是否具有堿活性。該方法適用于碳酸鹽巖石的研究與料場(chǎng)初選，但是試 驗(yàn)齡期較長(zhǎng)，約需要12周。骨料堿活性判定標(biāo)準(zhǔn)：浸泡84天試件膨脹率在0.10%以上時(shí)，該巖樣應(yīng)評(píng)為 具有危害性。不宜作為混凝土骨料。必要時(shí)應(yīng)以混凝土試驗(yàn)結(jié)果作出最后評(píng)定。5、砂漿棒快速法砂漿棒快速法是同時(shí)被美國(guó)和加拿大定為標(biāo)準(zhǔn)的方法（ASTM C1260-94和 CSAA23.2-25A），該方法能在16天內(nèi)檢測(cè)出骨料在砂漿中的潛在有害的堿-硅酸 反應(yīng)，尤其適合于檢驗(yàn)反應(yīng)緩慢

6、或只在后期才產(chǎn)生膨脹的骨料。被認(rèn)為是比較精 確可靠的，但它的問(wèn)題是過(guò)于嚴(yán)格。砂漿棒快速法評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)為砂漿試件14d的膨脹率小于0.1%，則骨料為非活性骨料；砂漿試件 14d的膨脹率大于0.2%，則骨料為具有潛在危害性反應(yīng)的活性骨料；砂漿試件 14d的膨脹率在0.1%至0.2%之間的，對(duì)這種骨料應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)記錄、巖相分析、或 開(kāi)展其他的輔助試驗(yàn)、試件觀測(cè)的時(shí)間延至28d后的測(cè)試結(jié)果來(lái)進(jìn)行綜合評(píng)定。6、混凝土棱柱體試驗(yàn)法混凝土棱柱體法是評(píng)定混凝土試件在升溫及潮濕條件養(yǎng)護(hù)下，水泥中的堿與 骨料反應(yīng)所引起的膨脹是否具有潛在危害。適用于堿-硅酸反應(yīng)和堿-碳酸鹽反應(yīng)， 試驗(yàn)周期較長(zhǎng)，需要一年。骨料堿活性判定標(biāo)

7、準(zhǔn)：當(dāng)試件一年的膨脹率不小于0.04%時(shí)，則判定為具有 危害性反應(yīng)的活性骨料；膨脹率小于0.04%時(shí)，則判定為非活性骨料。三、堿活性骨料對(duì)混凝土質(zhì)量影響的控制方法混凝土中的堿含量主要來(lái)自混凝土中的水泥，降低混凝土中的可溶性堿的含 量主要是降低混凝土中的水泥用量或降低混凝土用水泥的堿含量，可以采取以下 措施：1、采用低堿水泥，直接降低水泥中的堿含量。水泥中堿的存在是堿硅酸鹽反應(yīng)發(fā)生的必要條件。對(duì)同種骨料來(lái)說(shuō)，隨著水 泥中堿含量的增加堿硅酸鹽反應(yīng)膨脹增大。對(duì)于任何一種活性骨料其都有相應(yīng)的 發(fā)生堿硅酸鹽反應(yīng)的最低堿含量與之對(duì)應(yīng)，這里所說(shuō)的最低堿含量就稱為活性骨 料的閾值。閾值與骨料的活性成反比，即閾

8、值越大，骨料的堿活性越弱。所以在 選擇水泥時(shí)，為防止堿硅酸鹽反應(yīng)，所選擇的水泥堿含量必須控制在閾值以下。 在實(shí)際的選擇過(guò)程中，水泥堿含量控制原理是：當(dāng)水泥堿含量（以Na2Oeq Na2O+0.658K2O計(jì)）低于一定值，通常認(rèn)為3 kg / m3，所形成的混凝土孔溶液中 K+、Na+裂破壞。在早期發(fā)生堿硅酸鹽反應(yīng)破壞嚴(yán)重的國(guó)家，如美國(guó)、英國(guó)、日 本、新西蘭等曾廣泛使用堿含量低于0.6%的水泥以降低混凝土中的堿含量，有 效的緩解了堿硅酸鹽反應(yīng)發(fā)生的現(xiàn)象。但是，近年來(lái)由于追求混凝土高強(qiáng)度，單 位混凝士水泥用量增加和多種早強(qiáng)外加劑（大部分含堿）使用，限制混凝土堿含 量愈加困難。對(duì)存在外部堿源的混凝土

9、工程，如海工混凝土、暴露于鹽堿地和使 用去冰鹽的混凝土工程，即使堿含量較低也不能抑制堿硅酸鹽反應(yīng)的發(fā)生。2、摻用粉煤灰降低混凝土總堿含量摻某些活性混合材可緩解、抑制混凝土的堿骨料反應(yīng)。外摻粉煤灰也很有效、 經(jīng)試驗(yàn)，即使含堿量高的粉煤灰、如果取代20%的水泥，也可有效地抑制堿骨料 反應(yīng)。根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，粉煤灰采購(gòu)困難，成本較高，通過(guò)骨料的堿活性試驗(yàn)， 具有潛在危害性反應(yīng)的活性骨料，為了有效控制混凝土總堿含量摻用了粉煤灰， 經(jīng)摻用不摻用的試驗(yàn)論證，進(jìn)行了混凝土總堿含量對(duì)比。3、嚴(yán)格控制外加劑帶入混凝土中的堿含量摻加高性能減水劑，降低混凝土的單方用水量，可以在保證混凝土其他性能 的情況下降低混凝土

10、的單方水泥用量，起到降低混凝土中堿含量的作用。高效減 水劑化學(xué)性能別于普通減水劑，本產(chǎn)品屬于萘系減水劑，主要成分：低分子量的 聚合物、高分子量的聚合物、硫酸鹽、其他成分，緩凝高效減水劑為外加劑另一 品種，制備時(shí)在高效減水劑加入適量緩凝成分。萘系減水劑是在高溫下將熔融的 萘用濃硫酸磺化，磺化劑一般為Na2HSO3和Na2SO3，生產(chǎn)中帶入了 Na離子成 分。結(jié)語(yǔ)隨著我國(guó)基礎(chǔ)工程建設(shè)水平的發(fā)展，對(duì)混凝土耐久性的要求越來(lái)越高。作為 混凝土的癌癥”，堿骨料反應(yīng)發(fā)生的時(shí)間周期比較長(zhǎng)，一旦發(fā)生堿骨料反應(yīng)，修 補(bǔ)的難度很大，對(duì)混凝土工程的安全會(huì)帶來(lái)相當(dāng)大的麻煩。本文對(duì)堿骨料反應(yīng)的 認(rèn)識(shí)不斷深入，采取有效的技術(shù)措施來(lái)阻止堿骨料反應(yīng)發(fā)生的三個(gè)必備條件中的 任何