碱骨料反应

混凝土中碱-骨料反应的影响因素一、前言混凝土作为一种重要的建筑材料，在建筑、道路、桥梁等领域有着广泛的应用。

但是，随着时间的推移，混凝土中会出现一些问题，如开裂、变形、强度降低等。

其中，碱-骨料反应是导致混凝土损坏的重要原因之一。

本文将介绍混凝土中碱-骨料反应的影响因素。

二、碱-骨料反应的定义碱-骨料反应是指混凝土中碱性成分与骨料中的硅酸盐反应，产生一种氢氧化物胶凝物，称为“碱骨料胶凝物”。

这种反应会导致混凝土体积膨胀，引起混凝土的裂缝、变形、强度降低等问题。

三、影响碱-骨料反应的因素1. 混凝土中碱性成分的含量混凝土中的碱性成分包括水泥、矿物掺合料和外加剂等。

当混凝土中碱性成分的含量较高时，会导致碱-骨料反应的发生。

因此，在混凝土的配合设计时，需要控制碱性成分的含量，以防止碱-骨料反应的发生。

2. 骨料的性质骨料的性质也是影响碱-骨料反应的因素之一。

骨料中主要含有硅酸盐矿物，如长石、石英等。

当骨料中硅酸盐矿物的含量较高时，容易发生碱-骨料反应。

因此，在混凝土的配合设计时，需要选择低碱性的骨料，以减轻碱-骨料反应的影响。

3. 混凝土中水分的含量混凝土中水分的含量也会影响碱-骨料反应的发生。

水分过多会导致混凝土中的碱性成分溶解，这样会加速碱-骨料反应的发生。

因此，在混凝土施工过程中，需要控制混凝土中水分的含量，以减轻碱-骨料反应的影响。

4. 环境温度和湿度环境温度和湿度也会影响碱-骨料反应的发生。

当环境温度较高、湿度较大时，会加速碱-骨料反应的发生。

因此，在混凝土施工过程中，需要注意环境温度和湿度的控制，以减轻碱-骨料反应的影响。

5. 混凝土的龄期和养护条件混凝土的龄期和养护条件也会影响碱-骨料反应的发生。

当混凝土中的龄期较长、养护条件较差时，会加速碱-骨料反应的发生。

因此，在混凝土的施工过程中，需要注意混凝土的龄期和养护条件的控制，以减轻碱-骨料反应的影响。

四、总结碱-骨料反应是导致混凝土损坏的重要原因之一。

混凝土碱骨料反应的简介、成因、危害以及预防措施等相【优秀】(文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用,可编辑推荐下载）混凝土碱骨料反应的简介、成因、危害以及预防措施等相关研究2021年4月23日目录目录 (4)一混凝土碱骨料反应简介 (5)1、专业术语解释 (5)2、混凝土碱骨料反应简介及其破坏特征 (6)3、混凝土的碱骨料反应条件及一般抑制措施 (6)二混凝土碱骨料反应的成因 (7)1、混凝土碱骨料反应的类型及其反应机理 (7)2、影响混凝土碱骨料反应的因素 (9)三混凝土碱骨料反应的危害 (13)四混凝土碱骨料反映的预防控制措施 (15)1、控制水泥含碱量 (15)2、限制混凝土碱含量 (15)3、采用非活性骨料 (15)4、掺入矿物掺合料 (16)5、避免潮湿 (16)6、掺用引气剂 (16)7、掺用低碱外加剂 (16)8、掺用低碱粉煤灰 (17)9、其它措施 (17)一混凝土碱骨料反应简介1、专业术语解释1.1碱：氧化钠和氧化钾。

1.2碱活性骨料碱活性骨料一般分为两种类型。

一种为含有非晶体或结晶不完整的二氧化硅的骨料，称为碱－硅酸反应活性骨料。

另一种为含有具有特定结构构造的微晶白云石骨料，称为碱－碳酸盐反应活性骨料。

1.3碱骨料反应混凝土碱骨料反应（AAR）是指混凝土中的碱与骨料中能与碱反应的活性成分在混凝土硬化后吸水逐渐发生膨胀性化学反应，导致混凝土工程产生开裂破坏的现象。

依碱活性骨料类型不同分碱－硅酸反应（ASR）和碱－碳酸盐反应（ACR）两类。

1.4水泥的碱含量水泥的碱含量是指水泥中所含氧化钠和氧化钾的质量百分率，以当量氧化钠表示。

当量氧化钠含量为氧化钠含量与0.658倍的氧化钾含量之和。

1.5掺合料的有效碱含量掺合料的有效碱含量是指掺入混凝土中的掺合料中能与碱活性骨料反应的碱含量，以当量氧化钠表示。

1.6混凝土的总碱量混凝土的总碱量是指混凝土中水泥、掺合料、外加剂等原材料含碱质量的总和，以当量氧化钠表示，单位为kg/m³。

碱骨料反应碱骨料反应（Alkali-Aggregate Reaction，简称AAR）是指混凝土中的碱性细孔溶液与骨料中的活性矿物之间的化学反应。

该反应会引起混凝土的不均匀膨胀，导致其开裂破坏。

混凝土碱骨料反应一旦发生，目前的技术水平尚无法根治，因此又俗称“混凝土癌症”。

自从1940年美国T．E．Stanton提出此问题以来，已经历半个多世纪，现已被世界许多国家认为是造成混凝土工程破坏的重要原因之一。

混凝土大坝因碱骨料反应破坏的工程实例有巴西的Moxoto坝、法国的Chambon坝、挪威的Sa-heim坝等，其他行业亦有碱骨料反应破坏的实例。

碱骨料反应导致的破坏不仅每次修补或加固费用巨大，而且建筑物还会继续发生破坏。

因此，碱骨料反应问题逐渐引起了世界各国的重视。

我国水利水电行业很早就重视碱骨料反应的预防工作，1953年修建佛子岭水库时，就开始开展混凝土碱活性方面的试验。

此后，明文规定凡水利工程混凝土所用骨料，必须根据碱活性检验及论证资料，采用对工程无害的骨料。

碱活性试验是骨料料源选择阶段必须开展的试验之一，骨料碱活性程度及其能否被有效抑制也是判定料源是否可行的关键技术指标之一。

一、反应机理碱骨料反应的实质是液相中的碱与固态活性骨料之间的一种复相反应。

混凝土中发生碱骨料反应必须具备以下三个条件：碱性离子（主要指K20、Na20）含量达到或超过一定水平、存在活性骨料并超过一定的数量、要有水分，如果没有水分，反应就会减弱或完全停止。

其中碱主要来源于水泥、外加剂等。

目前有不少学者对某些类型的骨料在长龄期时释放出的碱进行了研究，发现这种作用尽管很难估计，但也不可忽视。

碱骨料反应通常可分为碱硅酸反应（Alkali-Silica Reaction，简称ASR）和碱碳酸盐反应(Alkali-Carbonate Reaction，简称ACR)两类。

其中碱硅酸反应式为：2NaOH+Si02 +nH20→Na20·Si02·nH20（碱硅酸凝胶）。

碱骨料反应1.碱骨料反应碱骨料反应也叫碱硅反应，是指混凝土中的碱性物质与骨料中的活性成分发生化学反应,引起混凝土内部自膨胀应力而开裂的现象.碱骨料反应给混凝土工程带来的危害是相当严重的.因碱骨料反应时间较为缓慢,短则几年,长则几十年才能被发现.2.碱骨料反应发生的条件发生碱骨料反应需要具有三个条件:首先是混凝土的原材料水泥、混合材、外加剂和水中含碱量高；第二是骨料中有相当数量的活性成分；第三是潮湿环境，有充分的水分或湿空气供应。

3. 混凝土碱骨料反应的机理水泥中95 %以上的主要成分是CaO , SiO2 ,Al2O3 ,Fe2O3 ,另外少量的其他氧化物MgO ,SO3 ,K2O ,Na2O 等,这些氧化物主要是生产过程中反应不够充分而残留在水泥中的,其成分与含量跟水泥生产的原材料和工艺水平有关. Na2O 水化后生成NaOH ,K2O 水化后生成KOH. 碱骨料反应通常可分为碱硅酸反应、碱碳酸盐反应、碱硅酸盐反应3 种类型. 1、碱硅酸反应是水泥中的碱与骨料中的活性氧化硅成分反应产生碱硅酸盐凝胶或称碱硅凝胶，碱硅凝胶固体体积大于反应前的体积，而且有强烈的吸水性，吸水后膨胀引起混凝土内部膨胀应力，而且碱硅凝胶吸水后进一步促进碱骨料反应的发展、使混凝土内部膨胀应力增大，导致混凝土开裂。

发展严重的会使混凝土结构崩溃。

2、碱碳酸盐反应（Alkali-Carbonate Reaction，ACR）1955年加拿大金斯敦城人行路面发生大面积开裂，怀疑是碱骨料反应，用ASTM标准的砂浆棒法和化学法试验，属于非活性骨料。

后经研究，斯文森于1957年提出一种与碱硅酸反应不同的碱骨料反应——碱碳酸盐反应。

一般的碳酸岩、石灰石和白云石是非活性的，只有象加拿大金斯敦这种泥质石灰质白云石，才发生碱碳酸盐反应。

碱碳酸盐反应的机理与碱碳酸反应完全不同，在泥质石灰质白云石中含粘土和方解石较多，碱与这种碳酸钙镁的反应时，将其中白云石(MgCO3)转化为水镁石Mg(OH)2，水镁石晶体排列的压力和粘土吸水膨胀，引起混凝土内部应力，导致混凝土开裂。

碱骨料反应1、什么是碱骨料反应（简称AAR）碱骨料反应是指混凝土原材料中的水泥、骨料、外加剂、混合料和拌合水中的碱性物质（Na2O或K2O）与骨料中碱活性矿物成分发生化学反应，生成膨胀物质（或吸水膨胀物质），从而使混凝土在浇筑成型若干年后，膨胀开裂，导致混凝土破坏的现象。

被称为混凝土的癌症。

2、碱骨料反应的必要条件①水泥及其他原材料（外加剂、掺和料等）的含碱量较高；②活性骨料，骨料中含有一定量活性氧化硅等活性成分；③水或潮湿环境。

3、碱骨料反应的类型①碱硅酸反应（简称ASR）混凝土中碱与骨料中微晶或无定形硅酸发生反应，生成碱硅酸类。

反应式如下：碱硅酸类呈白色凝胶固体，且具有强烈吸水膨胀的特征，最大时体积可最大3倍以上。

这种反应一般发生在骨料与水泥石界面处，混凝土产生不均匀膨胀引起开裂。

碱硅酸反应是碱骨料反应的主要形式，能与碱发生反应的含有活性氧化硅矿物的岩石品种有多种，在火成岩、沉积岩和变质岩中都有存在。

自然界中含有活性氧化硅的矿物可概括为2类：1）含有非晶体SiO2，主要指蛋白石和玻璃质SiO2。

2）具有结晶不完整的SiO2矿物，如隐晶质至微晶质的玉髓、鳞石英、方石英等，酸性或中性玻璃体的隐晶质火山喷出岩，如流纹岩、粗面岩、安山岩及其凝灰岩等。

自然界中结晶完整的石英在地质运动中受压，造成晶格扭曲、错位等，使结晶体外界面增多，也会产生不同程度的碱活性。

②碱碳酸盐反应（简称ACR）混凝土中的碱与具有特定结构的粘土质细粒白云质石灰岩或粘土质细粒白云质骨料发生下列反应，进行所谓的去白云化作用：碱碳酸盐反应的机理与碱硅酸反应不同，其特点是反应快，一般在浇筑后6个月就有膨胀或开裂现象，反应物中很少见凝胶产物，多呈龟裂或开裂。

③碱硅酸盐反应混凝土中的碱与骨料中某些层状结构的硅酸盐发生反应，使层状硅酸盐层间间距增大，骨料发生膨胀，致使砼膨胀开裂，能发生这类反应的岩石有：页状硅酸盐岩石、石英质岩石、混合性硅酸盐岩石等。

碱-骨料反应
碱-骨料反应指水泥、外加剂等砂浆组成物及环境中的碱与骨料中活性矿物在潮湿环境下发生导致开裂破坏的膨胀反应。

碱活性物质是指骨料中的含有的能与水泥凝胶体或环境中的碱性物质发生化学反应，生成膨胀性凝胶体的物质，通常是活性硅酸盐及碳酸盐类物质。

碱-骨料反应一般在骨料与水泥凝胶体的界面进行，反应物堆积在骨料表面，膨胀作用对骨料周围的水泥凝胶体施加压力，破坏骨料与水泥凝胶体之间的界面强度，其结果会导致表面开裂。

碱-骨料反应的类型主要为以下三种
1、碱-硅反应（Alkali-Silica Reaction，简称ASR），是指混凝土中的碱与不定型二氧化硅的反应；
2、碱-硅酸盐反应（Alkali-Silicate Reaction，简称ASR），是指混凝土中的碱与某些硅酸盐矿物的反应。

3、碱-碳酸盐反应（Alkali-Carbonate Reaction，简称ACR），是指混凝土中的碱与某些碳酸盐矿物的反应。

碱-骨料反应时固相与液相之间的反应，起发生具备三个要素：Ⅰ碱活性骨料；Ⅱ有碱存在（K、Na等离子）；Ⅲ水。

骨料的碱活性是否在允许的范围之内，或者是否存在潜在的碱-骨料反应的危害可通过碱-骨料反应试验方式来检验。

经碱-骨料反应试验后，由骨料制备的试件无裂缝、酥裂、胶体外溢等现象，在规定的试验龄期膨胀值应小于0.10%，则可判定为该骨料无潜在的碱-骨料反应危害。

混凝土中的碱-骨料反应原理及防治一、混凝土中的碱-骨料反应原理碱-骨料反应（Alkali-Aggregate Reaction，简称AAR）是混凝土中一种常见的结构性破坏形式，也称碱-石反应（Alkali-Silica Reaction，简称ASR）或碱-玻璃反应（Alkali-Glass Reaction，简称AGR）。

该反应是指混凝土中的碱离子与某些含有反应性成分的骨料发生化学反应，导致混凝土体积膨胀、龟裂、开裂等现象，从而影响混凝土的使用寿命、力学性能和耐久性。

1. 碱-骨料反应的成因混凝土中的碱-骨料反应主要与混凝土内部的碱度、骨料种类、骨料反应性以及环境因素等有关。

（1）碱度混凝土中的碱度主要由水泥中的氢氧化钙（Ca(OH)2）和氢氧化钠（NaOH）等碱性化合物产生。

在水泥的水化反应中，氢氧化钙和氢氧化钠会与水反应生成氢氧化物离子（OH-），促进水泥颗粒的硬化和混凝土的凝固。

但当混凝土中的碱度过高时，会导致碱-骨料反应的发生。

因此，控制混凝土中的碱度是预防碱-骨料反应的关键之一。

（2）骨料种类不同种类的骨料对碱-骨料反应的敏感程度不同。

一些具有反应性的骨料，例如含有硅酸盐和碳酸盐等成分的玄武岩、流纹岩、石英砂等，容易与混凝土中的碱性物质反应，引起混凝土的体积膨胀和开裂。

相反，一些不具有反应性的骨料，例如花岗岩、闪长岩等，能够稳定地存在于混凝土中，不会引起碱-骨料反应。

（3）骨料反应性骨料的反应性是指其与混凝土中的碱性物质发生反应的能力。

一些反应性比较强的骨料，容易与混凝土中的碱性物质发生反应，导致混凝土的体积膨胀和开裂；反之，一些反应性比较弱的骨料，与混凝土中的碱性物质反应较慢，不容易引起碱-骨料反应。

（4）环境因素环境因素包括温度、湿度、氧气、二氧化碳等因素。

温度和湿度对碱-骨料反应的发生和发展具有重要影响。

较高的温度和湿度会促进反应的进行，加快混凝土的体积膨胀和开裂。

而氧气和二氧化碳则能够减缓反应的速度，缓解混凝土的体积膨胀和开裂。