抑制骨料碱活性试验研究

骨料碱活性试验分析及抑制效果李杭/中国水利水电第十六工程局有限公司【摘要】碱骨料反应是影响混凝土耐久性的重要因素之一。

碱.活性骨料在一定条件下会与混凝土中的水泥、外加剂等材料中的碱性物质发生化学反应，导致混凝土结构膨胀、开裂甚至破坏。

本文结合闽清水口电站坝下工程和永泰抽水蓄能电站工程实例，简述碱骨料反应机理、试验方法以及采用品质不同的粉煤灰对骨料碱活性的抑制效果。

【关键词】骨料碱活性碱骨料反应反应机理试验方法抑制措施1引言碱骨料反应是混凝土中的碱与骨料中的碱活性组分在特定条件下发生化学反应，吸水膨胀并导致混凝土开裂破坏，混凝土中的碱一般由水泥、掺合料、外加剂带入和外界环境侵入的。

发生碱骨料反应需要具备三个必需条件：混凝土中碱的存在、骨料中存在碱活性物质和水分环境。

碱骨料反应分为碱硅酸反应和碱碳酸盐反应。

碱骨料反应是影响混凝土耐久性的重要因素之一。

选择无碱活性骨料是预防混凝土碱骨料反应的关键。

但若无其他料源可选，则应分清骨料碱活性类型，若是碱-碳酸活性，则该料源应坚决摒弃；若是碱硅酸活性，则应采取措施加以抑制，合格后方可用于混凝土。

2碱骨料反应及抑制机理2.1碱骨料反应机理碱骨料反应分为碱硅酸反应和碱碳酸盐反应。

碱硅酸反应是混凝土中的碱和骨料含有的活性二氧化硅矿物发生的化学反应吸水膨胀，并在混凝土内部产生较大的膨胀压和渗透压，导致混凝土开裂破坏。

其反应式为Na*(K*)+SiO2+OH-—Na(K)—Si—H(凝胶)碱碳酸盐反应是指混凝土中的碱与骨料中的某些碳酸盐矿物发生化学反应。

吸水膨胀导致混凝土破坏。

碱碳酸盐反应产生的膨胀裂纹特征与碱硅酸反应基本一致，普遍呈现花纹形或地图形，但是在混凝土内部以及骨料反应边界等处不存在凝胶.而是碳酸钙和氢氧化钙。

其反应式为(1)CaMg(CO3)2+2R0H Mg(OH)2+ CaCO3+R2CO3(2)R2CO3+Ca(OH)2^=2ROH+CaCO32.2碱骨料反应抑制机理(1)粉煤灰溶出碱含量相对较少，部分替代水泥后将会稀释混凝土中的碱含量。

《河南水利与南水北调》2023年第7期试验与研究基于混凝土骨料碱活性试验研究樊强（新疆水利水电勘测设计研究院有限责任公司，新疆昌吉831100）摘要：对混凝土骨料中的碱活性矿物是否存在，进行了检测试验，通过采取岩相法与砂浆棒快速法来对合格的粗细骨料进行分析。

结果表明：骨料母岩由粉晶微晶灰岩、弱蚀变沉凝灰岩以及碎裂巨晶灰岩等组成，骨料中均有碱活性矿物成分；通过观察水泥与骨料成型的砂浆棒28d膨胀率，粗骨料的膨胀率为0.32%，比0.20%高，该细骨料的膨胀率为0.26%，比0.20%高，说明该粗骨料以及细骨料均是活性骨料；粗骨料与细骨料掺入15%粉煤灰之后，试件28d的膨胀率分别为0.137%与0.127%，均比0.10%大，对于碱骨料反应不能有效地进行抑制。

该组粗骨料与细骨料掺入20%粉煤灰之后，试件28d的膨胀率分别为0.095%与0.077%，均比0.10%小，对于碱骨料反应能有效地进行抑制。

该组粗骨料与细骨料掺入25%粉煤灰之后，试件28d的膨胀率分别为0.046%与0.035%，均比0.10%小，对于碱骨料反应能有效地进行抑制。

由此在粗骨料以及细骨料作为混凝土骨料时，建议掺入不低于20%的粉煤灰来对混凝土碱-骨料反应进行抑制。

关键词：混凝土；粗骨料；细骨料；岩相法；砂浆棒快速法；骨料碱活性中图分类号：TV41文献标识码：A文章编号：1673-8853（2023）07-0109-02Experimental Study Based on Alkali Reactivity of Concrete AggregateFAN Qiang（Xinjiang Water Resources and Hydropower Survey,Design and Research Institute CO.LTD.,Changji831100,China）Abstract：The existence of alkali-activated mineral in concrete aggregates is tested.The qualified coarse and fine aggregates are analyzed by using petrographic method and mortar bar rapid method.The results show the following three points.Firstly,the aggregate parent rock is composed of microcrystalline limestone,weakly altered sedimentary tuff and cataclastic megacrystalline limestone.There are alkali-activated mineral components in the aggregate.Secondly,by observing the28-day expansion rate of the mortar bar formed by cement and aggregate,the expansion rate of the coarse aggregate is0.32%,higher than0.2%.The expansion rate of the fine aggregate is0.26%,higher than0.2%.These data indicating that the coarse aggregate and fine aggregate are both active aggregates. Thirdly,after adding15%fly ash into the coarse aggregate and fine aggregate,the expansion rate of the specimen after28days is 0.137%and0.127%,respectively.Both of them are higher than0.1%,which can not effectively inhibit the alkali aggregate reaction. After adding20%fly ash into the coarse aggregate and fine aggregate of this group,the expansion rate of the test piece after28-day is 0.095%and0.077%,respectively.Both of them are smaller than0.1%,which can effectively inhibit the alkali aggregate reaction.After adding25%fly ash into the coarse aggregate and fine aggregate of this group,the expansion rate of the test piece after28-day is 0.046%and0.035%,respectively.Both of them are smaller than0.1%,which can effectively inhibit the alkali aggregate reaction. Therefore,when coarse aggregate and fine aggregate are used as concrete aggregate,it is recommended to add no less than20%fly ash to inhibit the alkali-aggregate reaction of concrete.Key words：concrete;coarse aggregate;fine aggregate;Lithofacies Method;Accelerating Mortar-bar Method;aggregate alkali activity1工程概况以某水库为例，该水库最大坝高为129.90m，正常蓄水位为2311m，水库总库容为1.38亿m2，是灌溉、发电以及防洪综合利用的水库。

石英砂岩碱骨料反应抑制措施的试验研究李鹏翔;王黎;彭尚仕【摘要】The content of SiO2 in Quartz sandstone is high, and is usually in the form of silica cementing, which has the poten-tial of alkali-aggregate reaction. In order to study the danger of alkali-aggregate reaction of quartz sandstone aggregate adopted by a hydropower project and findthe countermeasures, we conducted test on the inhibiting effectiveness of alkali-aggregate reac-tion of the quartz sandstone using accelerated mortar bar method, concrete prism method and mortar bar length method. The re-sults showed that by taking prevention measures such as adopting low-alkali cement(alkali content less than 0. 60%), adding to least 30% offly ash and controlling the total alkali content of concrete strictly, thealkali-aggregate reaction of the quartz sand-stone can be effectively inhibited and the durability of the concrete can be guaranteed.%石英砂岩中二氧化硅含量高，一般为硅质胶结，具有潜在危害性反应的碱活性。

抑制骨料碱活性试验研究摘要碱-骨料反应是影响混凝土耐久性的主要因素之一。

研究了两种火山岩微粉掺合料对抑制碱骨料反应的影响。

结果表明，Ⅰ级火山岩微粉掺量在40%时,28 d砂浆试件膨胀率为0.087%，对骨料的碱-骨料反应危害抑制效果是为有效的。

关键词骨料碱活性火山岩微粉1.引言混凝土碱骨料反应(Alkali-aggregate reaction, AAR)是指骨料中特定内部成分在一定条件下与混凝土中的水泥、外加剂、掺合剂等中的碱物质进一步发生化学反应，导致混凝土结构产生膨胀、开裂甚至破坏的现象，严重的会使混凝土结构崩溃，是影响混凝土耐久性的重要因素之一;混凝土碱骨料反应根据反应机制可分为碱-硅酸盐反应和碱-碳酸盐反应。

其发生所具备的三个条件为：1.骨料为活性骨料；2.原材料及周围环境中有碱存在；3.潮湿的环境。

当环境和骨料没办法选择时，我们只有采取一定的措施阻止其发生或将其危害程度降到最低，或通过控制水泥、掺合料等原材料的碱含量来预防，或通过掺入一些对碱活性有抑制作用的掺合料。

本次研究主要针对固滴水电站拟选用的人工砂骨料，该骨料经砂浆棒快速法检验后评定为活性骨料（ASR），通过不同掺量的两种火山岩微粉与该工程所采用水泥分别进行抑制试验。

试验按照《水工混凝土砂石骨料试验规程》“DL/T5151-2014”进行[1]。

2.研究方法2.1原材料分析骨料采用固滴电站使用的人工砂骨料，掺合料采用四川省炉霍县华康水泥有限责任公司生产的Ⅰ级、Ⅱ级火山岩微粉，水泥采用四川省盐源县金冠水泥有限公司生产的“金冠”P.O42.5R水泥。

Ⅰ级、Ⅱ级火山岩微粉技术指标见表1。

2.2试验方法按照《水工混凝土砂石骨料试验规程》 (DL/T5151-2014)碱骨料反应抑制措施有效性试验的方法进行火山灰微粉抑制骨料碱-硅酸反应试验。

试验用水泥的碱含量为0.77%,通过外加浓度为10%的NaOH溶液,使试验所用水泥碱含量达到0.90%±0.10%。

混凝土用骨料碱活性试验报告一、引言混凝土中使用的骨料对于混凝土的性能有重要影响。

其中，碱活性是混凝土中最常见的问题之一、碱活性主要指骨料中的一些胶凝材料在水、氢氧化钠等碱性介质中起到胶凝作用，从而导致混凝土的体积稳定性下降。

本试验旨在评估混凝土用骨料的碱活性。

二、试验方法1.试验材料及设备本试验使用的材料有：混凝土用骨料、氢氧化钠溶液、试验容器等。

试验设备有：天平、电子天平、天平杯、搅拌器、试验台等。

2.试验流程（1）准备试验样品：将骨料经过筛分，按照一定比例混合，并加入适量的水进行湿润处理。

（2）准备好试验容器，并将试验样品平均放置在容器中。

（3）制备氢氧化钠溶液：将1L蒸馏水加入试验容器中，然后加入适量的氢氧化钠固体，搅拌均匀。

（4）将制备好的氢氧化钠溶液缓慢倒入试验容器中，直至覆盖试验样品。

（5）试验完成后，观察试验样品的变化情况，并记录图像和数据。

3.试验参数本试验主要关注以下几个参数：试验时间、试验样品变化情况及剥离强度。

三、试验结果与分析1.试验结果通过对试验样品进行观察和数据记录，得到了以下结果：（1）试验时间：试验时间为10天。

（2）试验样品变化情况：在试验过程中观察到试验样品中的胶凝材料开始起胶，并导致试验样品出现体积膨胀和破裂的现象。

（3）剥离强度：试验结束后，对试验样品进行剥离实验，得到了剥离强度数据。

2.结果分析根据试验结果分析，可以得出以下结论：（1）试验样品中的骨料具有一定的碱活性。

（2）试验样品的体积稳定性下降，这可能会影响混凝土的使用寿命和结构安全。

（3）通过剥离强度数据可以得到骨料与混凝土黏结强度的变化情况，进一步评估骨料的碱活性及对混凝土强度的影响。

四、结论本试验结果表明，混凝土用骨料具有一定的碱活性，可能会影响混凝土的体积稳定性和强度特性。

在使用混凝土用骨料时，需要注意选择合适的骨料，以减少碱活性对混凝土性能的不利影响。

同时，还需加强混凝土材料与骨料之间的黏结强度，提高混凝土结构的耐久性和安全性。