总碱含量对混凝土工程的影响
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浅析碱集料反应对混凝土质量的影响众所周知,混凝土是由多种原材料混合后发生一系列的化学反应而产生的一种多孔、硬度很高的固体。
组成混凝土的主要成分为水泥、石子(也称粗集料、粗骨料)、砂子(也称细集料、细骨料)、水、各种外加剂等。
各种原材料对混凝土的质量都会产生很大的影响,其中碱集料反应是对混凝土质量影响最大的情况之一。
一、碱集料反应概述混凝土碱集料反应是混凝土中水泥、外加剂、掺合料和拌和水中的可溶性碱(钾、纳)溶于混凝土孔隙中,与集料中能与碱反应的活性成分在混凝土硬化后逐渐发生的一种化学反应,反应生成物吸水膨胀,使混凝土产生内应力,导致混凝土开裂和强度降低,严重时会导致混凝土完全破坏。
二、碱集料反应的类型依据参与碱集料反应的岩石种类及反应机理,碱集料反应可分为碱-硅反应、碱-硅酸盐反应及碱-碳酸盐反应三大类。
1、碱-硅反应参与这种反应的有蛋白石、黑硅石、燧石、鳞石英、方石英、玻璃质火山岩、玉髓及微晶或变质石英等。
反应发生于碱与微晶氧化硅之间,其反应产物为硅胶体。
这种硅胶体遇水膨胀,产生很大的膨胀压力,能引起混凝土开裂。
这种膨胀压力取决于集料中活性氧化硅的最不利含量。
对蛋白石来说,该含量为3%-5%,而对活性较差一些的含硅集料,该含量为20%-30%。
2、碱-硅酸盐反应粘土质岩石及千板岩等集料与混凝土中碱性化合物的反应属于碱-硅酸盐反应。
这种反应尽管引起缓慢的体积膨胀,也能导致混凝土开裂,其反应性质与碱-二氧化硅反应相似。
3、碱-碳酸盐反应这是白云质石灰岩集料与混凝土中的碱性化合物发生的反应。
这种反应最早发生于加拿大的一条混凝土路面。
该路面在非常寒冷的季节发生严重龟裂。
经调查发现该路面使用了白云质石灰石骨料。
由此证明,碱-碳酸盐集料反应也引起体积膨胀和混凝土开裂。
三、碱集料反应的机理碱集料反应必须具备如下3个条件,才会对混凝土工程造成损坏。
1、混凝土中必须有相当数量的碱(钾、钠)。
碱的来源可以是配制混凝土时形成的,即水泥、外加剂、掺合料、集料及拌合水中所含的可溶性碱;也可以是混凝土工程建成后从周围环境侵入的碱,如海雾随海风吹来,附着并逐渐渗入沿海附近的混凝土建筑物中;雪季喷洒化雪盐渗入桥梁及下水管道中的碱等。
碱活性骨料对混凝土质量的影响及控制方法摘要:在选择骨料的时候必须要对其碱活性进行测定,以此来保证混凝土的耐久性,而在很多情况下不可避免的会有活性骨料的存在,所以就需要采取一定的措施来抑制碱骨料反应。
关键词:碱活性骨料;混凝土质量;影响;控制方法引言非活性的骨料不会导致碱骨料反应,而如果是活性骨料或者其中有部分骨料是活性的,则极有可能导致碱骨料反应的出现,混凝土从而会出现不均匀开裂、膨胀。
一、碱活性骨料对混凝土质量的影响在一般情况下,水工混凝土的强度都不太高,基本上混凝土都是以90天龄期作为强度设计标准,而普通混凝土基本上都是28天龄期强度,所以在强度方面,水工混凝土与普通混凝土是有很大区别。
在混凝土发生反应时,骨料与碱接触,骨料会产生膨胀,而硬化的水泥石则对骨料有一个约束,制约骨料的膨胀,同时硬化水泥石也会受到拉应力的作用,如果拉应力过强,超过水泥石硬度,就会引发水泥石的开裂。
水泥石强度低,抗拉性能就越差,受骨料的膨胀影响就越大,很容易导致开裂。
而水工混凝土的强度要远低于普通混凝土的强度,对于抵抗碱骨料的反应膨胀能力较弱。
在施工中,常常通过降低胶凝材料用量来达到控温防裂的目的,因为降低胶凝材料用量可以减少混凝土的产热量,使水化热升温降低。
胶凝材料的使用,一方面为碱骨料提供碱,另一方面硬化水泥石作为连续相对碱骨料反应膨胀起到约束作用。
现在多数水泥在生产过程中都采用了窑外分解技术,水泥的碱含量普遍提高,在混凝土总碱含量中胶凝材料所提供的碱量对于反应有很大的影响,所以水工混凝土的胶凝材料用量远低于普通混凝土的用量。
二、碱活性的检验方法和标准1、岩相法它是通过肉眼和显微镜观察新鲜岩石断口来鉴定骨料的种类和成分,以此来判断其是否存在碱活性,但其缺点是得不到活性组分含量与膨胀率的定量关系。
2、化学法它是在规定条件下,测定碱溶液和骨料反应溶出的二氧化硅浓度及碱度降低值,借以判断骨料在使用高碱水泥的混凝土中是否产生危害性的反应。
浅析碱集料反应对混凝土质量的影响众所周知,混凝土是由多种原材料混合后发生一系列的化学反应而产生的一种多孔、硬度很高的固体。
组成混凝土的主要成分为水泥、石子(也称粗集料、粗骨料)、砂子(也称细集料、细骨料)、水、各种外加剂等。
各种原材料对混凝土的质量都会产生很大的影响,其中碱集料反应是对混凝土质量影响最大的情况之一。
一、碱集料反应概述混凝土碱集料反应是混凝土中水泥、外加剂、掺合料和拌和水中的可溶性碱(钾、纳)溶于混凝土孔隙中,与集料中能与碱反应的活性成分在混凝土硬化后逐渐发生的一种化学反应,反应生成物吸水膨胀,使混凝土产生内应力,导致混凝土开裂和强度降低,严重时会导致混凝土完全破坏。
二、碱集料反应的类型依据参与碱集料反应的岩石种类及反应机理,碱集料反应可分为碱-硅反应、碱-硅酸盐反应及碱-碳酸盐反应三大类。
1、碱-硅反应参与这种反应的有蛋白石、黑硅石、燧石、鳞石英、方石英、玻璃质火山岩、玉髓及微晶或变质石英等。
反应发生于碱与微晶氧化硅之间,其反应产物为硅胶体。
这种硅胶体遇水膨胀,产生很大的膨胀压力,能引起混凝土开裂。
这种膨胀压力取决于集料中活性氧化硅的最不利含量。
对蛋白石来说,该含量为3%-5%,而对活性较差一些的含硅集料,该含量为20%-30%。
2、碱-硅酸盐反应粘土质岩石及千板岩等集料与混凝土中碱性化合物的反应属于碱-硅酸盐反应。
这种反应尽管引起缓慢的体积膨胀,也能导致混凝土开裂,其反应性质与碱-二氧化硅反应相似。
3、碱-碳酸盐反应这是白云质石灰岩集料与混凝土中的碱性化合物发生的反应。
这种反应最早发生于加拿大的一条混凝土路面。
该路面在非常寒冷的季节发生严重龟裂。
经调查发现该路面使用了白云质石灰石骨料。
由此证明,碱-碳酸盐集料反应也引起体积膨胀和混凝土开裂。
三、碱集料反应的机理碱集料反应必须具备如下3个条件,才会对混凝土工程造成损坏。
1、混凝土中必须有相当数量的碱(钾、钠)。
碱的来源可以是配制混凝土时形成的,即水泥、外加剂、掺合料、集料及拌合水中所含的可溶性碱;也可以是混凝土工程建成后从周围环境侵入的碱,如海雾随海风吹来,附着并逐渐渗入沿海附近的混凝土建筑物中;雪季喷洒化雪盐渗入桥梁及下水管道中的碱等。
较高碱含量水泥所配制混凝土碱集料反应的预防措施中国混凝土与水泥制品网[2005-4-30]摘要:本文论述了混凝土碱集料反应破坏的原因、机理及影响因素方面的最新研究成果,提出了混凝土发生碱集料反应所必须具备的三个必要条件。
针对我国水泥生产中碱含量不易降低到有关规定的现状,提出了为防止工程中所配制混凝土发生碱集料反应破坏所应采取的几个有效措施。
关键词:水泥碱含量混凝土碱集料反应预防措施一、前言混凝土耐久性的不足和早期劣化现象,严重影响着结构物的安全性和使用寿命。
混凝土早期劣化的原因很多,如荷载超过设计许用承重、化学侵蚀、冻融循环、内部配筋锈蚀和碱集料反应等。
碱集料反应发生在混凝土内部,导致混凝土体积异常膨胀,产生裂缝,更加加剧了其它因素所引起的混凝土劣化过程。
国内外许多著名学者都认为[1-4],尽快弄清混凝土发生碱集料反应破坏的机理,寻求预防和彻底解决碱集料反应破坏的有效方法是当务之急!对于碱集料反应的预防来说,严格控制所使用水泥的碱含量(即Na+和K+含量)是非常重要的,这一点也已在我国有关规范[5,6]中规定。
但是,目前我国水泥碱含量较高的现象普遍存在,且混凝土内部的碱不仅仅只来自于水泥,还有可能来自于含碱外加剂、含盐集料以及渗透进入混凝土内部的外界盐类介质等;混凝土中的胶凝材料除了水泥之外可能还有掺合料,而掺合料的掺加又有助于降低发生碱集料反应的可能性[7]。
笔者认为,就当前混凝土材料的发展和应用水平来说,不具体考虑混凝土的原材料和性质,单纯通过限定水泥碱含量的措施来预防工程中的碱集料反应尚有不妥之处,应当同时提出多种预防措施供实际工程参考。
本文将讨论混凝土碱集料反应的危害、发生机理及控制措施,并重点针对用碱含量相对较高的水泥所配制的混凝土提出预防碱集料反应的有效措施。
二、混凝土碱集料反应的发现与研究进展20世纪30年代,美国西部地区的堤坝、公路、桥梁等混凝土结构发生异常膨胀,产生裂缝,当时,尚未寻找出具体的原因。
浅析碱含量对水泥混凝土的影响及预防发表时间:2018-08-07T11:27:07.737Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第8期作者:赵阳惠[导读] 目前在我省公路建设市场中,桥涵结构物还是以混凝土为主。
云南省公路科学技术研究院工程检测中心云南昆明 650214摘要:目前在我省公路建设市场中,桥涵结构物还是以混凝土为主。
混凝土耐久性不足,严重影响着结构物的安全性和使用寿命。
引起混凝土耐久性不足日渐显现的一个重要原因就是碱-骨料反应所导致开裂。
因此,在现行的(JTG/TF50-2011)《公路桥涵施工技术规范》中不仅对原材料的碱含量有了相关的规定,并对总碱量作出了要求。
本文就碱含量对混凝土的影响进行分析。
关键词:碱含量;水泥混凝土;影响及预防引言如今“十三五”公路发展黄金机遇推动全省公路建设的高速发展,云南处于云贵高原桥隧比相对较高,而桥涵结构物还是以混凝土为主。
而各地集料的品种、矿物组成千变万化,若集料中含有活性碱骨料,再加上发生碱-骨料反应必备的足够湿度,混凝土中的碱会与集料中的活性碱骨料发生化学反应,使混凝土发生不均匀膨胀,产生裂缝,从而缩短混凝土的寿命,危及工程安全,相关的施工技术规范也进行了严格的规定,但在实际施工过程中,仅对集料进行碱活性进行检测,往往忽略外加剂、水泥以及混凝土总碱量的控制。
本文就碱含量对混凝土品质影响及预防进行浅析,供大家探讨。
1碱的来源及对混凝土的危害1.1来源混凝土中的碱主要来自于水泥、骨料、外加剂、掺和料以及环境中的碱,其中骨料是否为碱活性材料最为关键,水泥中的有害成分包括碱含量,而混凝土中的碱主要由水泥的生产原料带入,也是混凝土中碱的主要提供者;环境中碱能补充混凝土自身对碱的消耗,进而促进碱-骨料反应。
1.2碱对混凝土含量的危害水泥中的碱对混凝土结构的影响具有两面性。
(1)首先,是水泥属于偏碱性的材料,碱性成分是保证水泥水化、凝结和硬化的重要条件,使混凝土处于碱度环境下提高混凝土结构的抗碳化性从而防止钢筋的锈蚀。
混凝土碱含量标准混凝土碱含量是指混凝土中碱性物质的含量,包括氢氧化钠、氢氧化钾等。
在混凝土中,碱含量的控制对混凝土的性能和耐久性具有重要影响。
因此,制定和执行混凝土碱含量标准是非常必要的。
首先,混凝土碱含量标准的制定应参考国家相关标准和规范,如《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204-2015)、《混凝土抗碱性检测方法标准》(GB/T 50082-2009)等。
这些标准和规范是保证混凝土工程质量和安全的重要依据,其中包括了对混凝土碱含量的要求和检测方法。
其次,混凝土碱含量标准的制定应考虑混凝土在不同环境条件下的使用情况。
例如,在海洋环境中,由于海水中含有较高的氯离子,混凝土碱含量的要求会更加严格,以保证混凝土的耐久性和抗氯离子侵蚀能力。
因此,混凝土碱含量标准应根据不同环境条件和使用要求进行调整和制定。
另外,混凝土碱含量标准的制定还应考虑到混凝土中使用的原材料和掺合料的碱含量。
在混凝土生产中,水泥、骨料、粉煤灰、矿渣粉等原材料和掺合料中的碱含量都会对混凝土的碱含量产生影响,因此在制定混凝土碱含量标准时,需要对原材料和掺合料的碱含量进行限制和要求,以保证混凝土的整体碱含量符合标准要求。
此外,混凝土碱含量标准的制定还应考虑到混凝土的使用性能和耐久性要求。
不同用途的混凝土,对碱含量的要求也会有所不同。
例如,高强混凝土、耐久性混凝土等特殊混凝土的碱含量标准会更加严格,以保证其使用性能和耐久性。
总的来说,混凝土碱含量标准的制定需要考虑国家标准和规范、环境条件、原材料和掺合料的碱含量、混凝土的使用性能和耐久性要求等多方面因素。
只有制定科学合理的混凝土碱含量标准,才能保证混凝土工程质量和安全,推动混凝土行业的健康发展。
混凝土外加剂中氯离子和总碱量测定能力验证结果分析摘要:随着城市化建设的不断推进,建筑工程行业的发展也十分迅猛,建筑工程的数量不断增加,规模不断扩大,工程质量问题也随之增多。
混凝土施工在建筑施工过程当中,发挥着重要作用。
一旦发生材料质量或者施工技术不达标,则会给整个建筑造成严重影响。
因此需要通过严格的质量检测,提高水泥混凝土的施工质量。
关键词:混凝土外加剂;氯离子;总碱量;测定能力验证;结果分析引言与普通混凝土、沥青、面包砖等路面相比,透水混凝土具有连续的孔隙,具有消除路面积水、减小城市雨季的路面地表径流、降低城市热岛、雨岛效应、降低路面噪声、防滑、美观的功能,是实现“海绵城市”关于雨水“渗、滞、蓄、净、用、排”的重要功能性材料。
目前,国内透水混凝土施工,基本上采用施工现场搅拌、运输、摊铺的施工模式。
为保证透水混凝土的孔隙率,防止浆体下沉,采用低水灰比设计。
这种工艺特点是:拌合料粘度大,施工和易性差,可操作时间短,材料不能进行预拌。
各地区对环保要求越来越高,城区可提供的拌和场地也越来越少,现场搅拌受到了越来越多的限制。
因此,研究出能够预拌的透水混凝土显得尤为重要。
1氯离子、总碱量对混凝土性能质量的影响分析混凝土耐久性影响因素可知,氯离子所致钢筋混凝土锈蚀问题严峻。
氯离子进入混凝土材料的途径,其一,是作为拌合物成分掺入到混凝土当中,其中就包括外加剂中掺加的氯盐物质;其二,环境氯盐通过混凝土裂缝缺陷,渗透到混凝土内部,从而损伤内部钢筋。
钢筋混凝土耐久性,已经成为建筑领域高度关注问题。
随着现代建筑行业的快速发展,再加上氯离子腐蚀环境范围扩大,必须重视氯离子对混凝土、钢筋材料的腐蚀伤害影响。
混凝土中碱含量的超标,产生碱骨料反应,导致混凝土产生裂缝,会破坏混凝土结构,缩短混凝土使用寿命,同时对工程质量影响非常大2混凝土试验检测中常见的问题第一,混凝土试件制做不标准。
在混凝土检验中,要检验配合比和试件,有时会存在试件的尺寸和强度不达标或者在搬运过程中出现损坏的情况,检验人员若不仔细检验,则可能造成隐患。
混凝土的化学成分分析原理一、引言混凝土是一种广泛应用于建筑、桥梁、道路等领域的重要材料,其主要成分为水泥、骨料、砂、水等。
混凝土的化学成分对其性能及耐久性有着重要的影响。
因此,混凝土的化学成分分析是混凝土工程设计、施工及质量检验的重要环节。
二、混凝土化学成分分析方法1. 总硅酸盐含量分析总硅酸盐含量是混凝土中最重要的化学指标之一,其含量直接影响混凝土的强度、耐久性等性能。
总硅酸盐含量分析方法通常采用酸碱滴定法和分光光度法。
其中酸碱滴定法是一种传统的分析方法,其原理是将混凝土样品与酸溶液反应,然后用氢氧化钠溶液滴定至中性,测定滴定所需的氢氧化钠溶液体积,计算出总硅酸盐含量。
分光光度法则是一种现代化的分析方法,其原理是将混凝土样品与氢氟酸溶液反应,然后用UV-Vis分光光度计测定反应液中硅酸盐离子的吸收值,从而计算出总硅酸盐含量。
2. 水泥含量分析水泥是混凝土中的主要成分之一,其含量直接影响混凝土的强度、质量等性能。
水泥含量分析方法通常采用化学分析法和放射性同位素测定法。
其中化学分析法是一种传统的分析方法,其原理是将混凝土样品与酸溶液反应,然后用滴定法或重量法测定反应液中氧化钙含量,从而计算出水泥含量。
放射性同位素测定法则是一种现代化的分析方法,其原理是用放射性同位素标记水泥,然后测定混凝土样品中同位素的放射性计数,从而计算出水泥含量。
3. 氯离子含量分析氯离子是混凝土中的一种有害离子,其含量直接影响混凝土的耐久性。
氯离子含量分析方法通常采用电位滴定法和离子选择电极法。
其中电位滴定法是一种传统的分析方法,其原理是将混凝土样品与水混合,然后用电位滴定法测定反应液中氯离子的含量。
离子选择电极法则是一种现代化的分析方法,其原理是将混凝土样品溶解后,用离子选择电极测定溶液中氯离子的含量。
4. 硫酸盐含量分析硫酸盐是混凝土中的一种有害离子,其含量直接影响混凝土的耐久性。
硫酸盐含量分析方法通常采用酸碱滴定法和电位滴定法。
混凝土碱含量分析与影响因素分析发布时间:2021-05-21T08:06:12.572Z 来源:《房地产世界》2020年19期作者:戴莉[导读] 混凝土作为建筑工程项目中的一种核心原材料,其内总体结构中的碱含量对于工程项目的建设所产生的影响也是相对较大的。
混凝土原材料的各种混合性材料中,水泥是含碱量最为集中的原材料,对于混凝土原材料的应用效果的影响主要体现在应用耐久性方面。
针对混凝土原材料中的水泥材料的碱含量影响进行分析,有利于全面了解碱性物质对施工建设中混凝土原材料的负面影响,从而为找到更好地优化改良方式提供参考。
戴莉镇江市建设工程质量检测中心有限公司江苏镇江 212000摘要:混凝土作为建筑工程项目中的一种核心原材料,其内总体结构中的碱含量对于工程项目的建设所产生的影响也是相对较大的。
混凝土原材料的各种混合性材料中,水泥是含碱量最为集中的原材料,对于混凝土原材料的应用效果的影响主要体现在应用耐久性方面。
针对混凝土原材料中的水泥材料的碱含量影响进行分析,有利于全面了解碱性物质对施工建设中混凝土原材料的负面影响,从而为找到更好地优化改良方式提供参考。
关键词:混凝土;水泥原材料;影响;优化控制引言:混凝土原材料中的碱如果出现含量较高的情况,会直接印象到混凝土的坍落度,这不仅是对混凝土原材料本身质量的显著影响,也会给浇筑施工的开展带来一定的问题和障碍,分析碱对于混凝土原材料应用效果的影响是非常必要的。
一、碱含量控制的重要性碱是存在于混凝土原材料中发挥重要作用的物质,主要包含在水泥材料中。
另外,部分减水剂中也含有碱性物质,这些物质对于混凝土原材料的应用效果会产生不同程度的影响,有效控制原材料中碱性物质的含量具有非常重要的实际意义。
(一)优化混凝土的应用效果作为一种混合型原材料,混凝土材料的实际应用中不同基础原材料的合理配比对于实际应用效果的影响是非常突出的,而集中还有碱性物质的水泥原材料中的配比和质量的稳定性对于混凝土原材料的应用效果会同步产生显著的影响。
混凝土碱含量标准混凝土碱含量标准是指混凝土中碱含量的限制要求,其主要目的是为了保证混凝土的耐久性和使用性能。
混凝土中的碱含量过高会导致混凝土的碱骨架受到侵蚀,从而影响混凝土的使用寿命和性能。
因此,合理控制混凝土中的碱含量对于保证混凝土的质量至关重要。
在混凝土中,碱主要来自水泥和骨料中的含碱物质。
水泥中的氢氧化钙和氢氧化钠是主要的碱性物质,而骨料中的含碱物质主要是含有碳酸盐和硅酸盐的矿物质。
当水泥和骨料中的含碱物质与水发生反应时,就会产生碱激发混凝土中的碱-骨架反应,从而导致混凝土中的碱含量增加。
为了控制混凝土中的碱含量,国家对混凝土中的碱含量进行了严格的限制。
根据《混凝土结构工程技术规范》(GB 50010-2010)的相关规定,混凝土中的碱含量应符合以下要求:1. 氢氧化钠当量含量不得超过2.5kg/m³;2. 氢氧化钙当量含量不得超过3.0kg/m³;3. 碱活性系数不得超过0.6。
在施工过程中,应严格按照以上要求进行混凝土的配制和施工,以确保混凝土中的碱含量符合标准要求。
同时,在选用水泥和骨料时,也应该选择低碱含量的材料,以降低混凝土中的碱含量。
对于已经出现碱-骨架反应的混凝土结构,应该采取相应的修复措施。
修复措施主要包括表面保护、防潮处理、碱性物质中和等方法,以延长混凝土结构的使用寿命。
总之,混凝土碱含量标准的制定和执行对于保证混凝土结构的耐久性和使用性能具有重要意义。
只有严格控制混凝土中的碱含量,才能保证混凝土结构的质量和安全,延长其使用寿命,为人们的生活和工作提供更加可靠的保障。
因此,我们在工程实践中应该严格遵守相关标准要求,切实做好混凝土碱含量的控制和管理工作。
混凝土碱含量国家标准混凝土碱含量是指混凝土中碱性物质的含量,它对混凝土的耐久性和性能有着重要的影响。
因此,制定混凝土碱含量国家标准是非常必要的。
国家标准的制定可以统一行业规范,保障工程质量,促进行业健康发展。
首先,混凝土碱含量国家标准应该明确规定混凝土中允许的碱性物质含量范围。
这个范围的制定需要考虑混凝土在不同环境下的使用情况,以及各种外界因素对混凝土的影响。
标准的制定要充分考虑到实际工程应用中的需求,既要保证混凝土的使用性能,又要防止碱硬化等问题的发生。
其次,国家标准还应该规定混凝土碱含量的检测方法和标准。
混凝土碱含量的检测是非常重要的,它直接关系到混凝土的使用性能和耐久性。
因此,国家标准应该规定一套科学、准确的检测方法,以及合理的检测标准,确保检测结果的准确性和可靠性。
另外,国家标准还应该对混凝土碱含量超标的处理办法进行规定。
一旦混凝土碱含量超标,会对工程质量和使用性能造成严重影响,因此国家标准应该对此进行明确的规定,包括超标原因的分析、处理措施的建议等内容,以保障工程质量和安全。
此外,国家标准还应该对混凝土碱含量的监督管理进行规定。
监督管理是国家标准得以有效实施的重要保障,国家标准应该规定相关部门的监督职责和监督措施,确保标准的执行和实施情况得到有效监督和管理。
总的来说,混凝土碱含量国家标准的制定对于保障混凝土工程质量、促进行业健康发展具有重要意义。
国家标准的制定要充分考虑到实际工程应用的需求,确保标准的科学性和可操作性,同时还要加强对标准的监督管理,确保标准得到有效执行。
只有这样,才能更好地保障混凝土工程质量,推动混凝土行业的健康发展。
混凝土碱含量分析与影响因素分析发布时间:2021-05-25T07:59:11.748Z 来源:《防护工程》2021年4期作者:潘海霞[导读] 碱骨料反应是混凝土常见破坏形式之一,会造成混凝土的开裂及整体破坏。
梧州市建筑设计院广西梧州 543002摘要:碱骨料反应是混凝土常见破坏形式之一,会造成混凝土的开裂及整体破坏。
其中混凝土孔隙溶液中的有效碱含量才是造成碱骨料反应的有效成分已经成为共识。
关键词:混凝土应;碱含量;分析引言混凝土集料中某些活性矿物(活性氧化硅、活性氧化铝等)与混凝土微孔中的碱溶液产生化学反应,生成碱-硅酸凝胶、碱-碳酸凝胶吸水产生膨胀压力,使混凝土发生开裂、强度降低,严重时会导致混凝土破坏,这种现象称为碱集料发应。
1混凝土的碱含量混凝土碱含量分为总碱含量、有效碱和无效碱。
目前,研究学者普遍认为,参与碱骨料反应的仅是能溶于混凝土孔隙溶液中的那一部分液相碱,称为有效碱,也称可溶性碱,是以离子形式存在的;而结合C-S-H凝胶等存在于固相中的碱不参与碱骨料反应,称为无效碱。
有效碱和无效碱共同组成混凝土总碱含量,即各组分的酸溶碱总和。
只有有效碱与具有碱活性的骨料反应生成碱硅酸凝胶体,碱硅酸凝胶体吸水后体积膨胀,造成混凝土的破坏。
要确保混凝土碱含量在安全限值内,主要是测定混凝土中的可溶性碱。
2混凝土碱含量检测 2.1主要设备及试剂材料AP1200型火焰光度计;振荡器;低温电加热板;1000ml、500ml、100ml容量瓶;氯化钾、氯化钠基准试剂;分析纯氢氟酸、盐酸、硫酸、氨水、碳酸铵、甲基红;从四个不同构件取出的直径和高度均为100mm芯样,每组3个,共4组。
2.2试样制备首先将混凝土试件破碎,剔除石子。
之后将试样缩分至100g,研磨至全部通过0.08mm筛,并用磁铁吸出试样中的金属铁屑。
最后将试样置于105℃~110℃烘箱中烘干2h,取出放入干燥器中冷却至室温备用。
2.3试验过程称取0.2g试样(m29),精确至0.0001g,置于铂皿(或聚四氟乙烯器皿)中(本实验采用聚四氟乙烯器皿),加入少量的水润湿,加入5ml~7ml氢氟酸和15~20滴硫酸(1+1),放入通风橱内的电热板上低温加热,近干时摇动铂皿以防溅失,待氢氟酸驱尽后逐渐升高温度,继续加热至三氧化硫白烟冒尽,取下冷却。
水泥碱含量作业指导书引言概述:水泥碱含量是指水泥中碱金属氧化物(主要是钠氧化物和钾氧化物)的含量。
水泥碱含量的高低直接影响着混凝土的性能和耐久性。
为了保证混凝土的质量和使用寿命,需要制定水泥碱含量作业指导书,明确水泥碱含量的标准和检测方法,以及相应的控制措施。
一、水泥碱含量的标准1.1 碱含量的定义和分类:水泥碱含量是指水泥中碱金属氧化物的含量,通常以钠氧化物(Na2O)和钾氧化物(K2O)的质量百分比表示。
根据碱含量的不同,水泥可以分为高碱水泥、中碱水泥和低碱水泥。
1.2 碱含量的标准:根据国家标准和行业规范,不同类型的混凝土工程对水泥碱含量有不同的要求。
一般来说,高碱含量的水泥适用于非混凝土工程,如砌筑墙体等;中碱含量的水泥适用于一般混凝土工程;低碱含量的水泥适用于对碱活性敏感的混凝土工程,如大坝、桥梁等。
1.3 碱含量的检测方法:目前常用的水泥碱含量检测方法有化学分析法和仪器分析法。
化学分析法主要是通过酸溶解水泥样品,然后用酸碱滴定法测定溶液中的碱含量;仪器分析法主要是利用X射线荧光光谱仪或原子吸收光谱仪等仪器对水泥样品进行分析。
二、水泥碱含量的控制措施2.1 选择合适的水泥:根据工程的要求和环境条件,选择合适的水泥类型和品牌,以控制碱含量在合理范围内。
在高碱活性敏感的工程中,应选择低碱含量的水泥。
2.2 控制原材料的碱含量:水泥的碱含量主要来自原材料,特别是熟料中的碱金属氧化物。
通过控制原材料的选择和配比,可以有效控制水泥的碱含量。
例如,减少熟料中碱金属氧化物的含量,可以采用低碱熟料或添加碱金属氧化物吸附剂等方法。
2.3 严格控制生产工艺:生产过程中的温度、时间和气氛等因素对水泥碱含量有一定的影响。
通过优化生产工艺,控制熟料的煅烧温度和时间,以及气氛的调节,可以降低水泥的碱含量。
三、水泥碱含量的影响因素3.1 原材料的碱含量:原材料中碱金属氧化物的含量是影响水泥碱含量的主要因素。
不同的原材料和配比会导致水泥碱含量的差异。
浅析碱对混凝土结构的影响摘要:影响混凝土结构的碱主要来至三个方面——水泥、掺和料或混合材、化学外加剂及拌合水。
水泥中的碱主要由水泥等生产原材料带入,生产水泥的粘土带入量较大,除外由掺和料与外加剂带进混凝土的碱含量也不可忽视。
碱对混凝土结构影响具有两面性:一方面它是水泥中水化加速剂,水化产物的稳定剂及掺合料的激发剂,能够提高混凝土结构的抗冻性、耐磨性、抗碳化从而阻止钢筋锈蚀等性能;另一方面,在有碱活性集料及水的条件下,碱会引发碱—集料反应,从而引起混凝土膨胀开裂或钢筋的脆性断裂等。
关键词:碱;混凝土结构;影响1、碱在混凝土结构中的积极作用1.1加快水泥水化速度,增加混凝土早期强度在水泥水化阶段,形成铝酸钙水化产物,并在碱性介质中稳定存在,加速该水化产物的迅速形成,同时能够激发掺合料活性,高硫高碱环境条件下,加快其玻璃体网络结构解体,迅速形成大量的C-H-S及钙钒石,使水泥浆体的大部分碱形成水化硫铝酸钙,该类水化胶凝矿物是水泥混凝土早期强度的贡献者。
因此,一定的碱度能提高了水泥的水化反应速率,是促凝剂、早强剂、抗冻剂等外加剂的理论基础。
1.2稳定水泥水化产物,保护后期混凝土强度在混凝土水化体系中,碱是水泥水化产物的稳定剂,水泥的碱度很高,其PH值始终为13.5左右,水泥中的四大矿物的水化生成物、水化硅酸钙、水化铝酸钙、水化铁铝酸钙等只在较高碱度的环境中才能保持长期稳定。
当水泥及其掺合料的碱度降低到pH值12以下时,水泥水化产物会发生了晶形转变或衰变分解:水化硅酸钙的三维空间立体晶格网络会崩解为二维柱状晶体,长柱状水化铝酸钙晶格会分解为碎块状的立方晶格,长柱状高硫型水化硫铝酸会分解为立方状低硫型水化硫铝酸钙,最终将导致混凝土或混凝土后期强度的严重倒缩。
1.3护筋作用混凝土在水化作用时,水泥中氯化钙生成氢氧化钙,使pH值一般可达到12.5~13.5,钢筋在这样的高碱环境中,表面容易生成一层致密氧化膜,即为钝化膜,它能够将钢筋和外部环境隔离开来,阻止钢筋的锈蚀,钝化膜在高碱环境中具有相当的稳定性。
水泥碱含量标准水泥是建筑材料中的重要组成部分,它的质量直接影响着建筑物的稳定性和耐久性。
其中,水泥中的碱含量是一个重要的指标,对于水泥的质量和使用范围有着重要的影响。
因此,制定水泥碱含量标准是非常必要的。
首先,水泥中的碱含量会直接影响混凝土的性能。
过高的碱含量会导致混凝土的碱骨料反应,产生碱聚集物,从而导致混凝土的膨胀和开裂,影响混凝土的使用寿命。
因此,制定合理的水泥碱含量标准,可以有效地控制混凝土的碱骨料反应,保证混凝土的使用性能。
其次,水泥碱含量标准对于水泥产品的质量监管具有重要意义。
通过制定统一的水泥碱含量标准,可以规范水泥生产企业的生产行为,保证水泥产品的质量稳定。
这不仅有利于保障建筑工程的质量,也有利于维护水泥行业的良好形象,促进行业的健康发展。
另外,水泥碱含量标准还对于环境保护具有积极的意义。
过高的碱含量会导致水泥生产过程中的废气和废水污染,对环境造成不良影响。
因此,通过严格控制水泥碱含量,可以减少水泥生产过程中的环境污染,保护周围环境的生态平衡。
总的来说,水泥碱含量标准的制定对于保障建筑工程质量、规范水泥生产企业行为、保护环境等方面都具有重要的意义。
因此,相关部门应该根据国家标准和行业实际情况,及时修订和完善水泥碱含量标准,以确保水泥产品的质量和安全使用。
在实际操作中,水泥生产企业也应该严格遵守水泥碱含量标准,加强生产过程中的质量控制,确保产品的质量稳定。
同时,建筑工程施工单位在选用水泥产品时,也应该严格按照标准要求进行选材,确保建筑工程的质量和安全。
综上所述,水泥碱含量标准的制定对于建筑工程、水泥生产企业和环境保护都具有重要的意义。
只有通过制定合理的标准,加强质量监管和生产控制,才能保障水泥产品的质量和安全使用,促进建筑行业的健康发展。
混凝土碱含量标准混凝土碱含量标准是指混凝土中碱含量的限制要求。
混凝土碱含量的标准制定是为了保证混凝土的使用性能和耐久性能,防止碱骨料反应引起的混凝土开裂和破坏。
混凝土碱含量标准的制定对于保障工程质量、延长混凝土结构的使用寿命具有重要意义。
混凝土碱含量标准的制定是基于混凝土中碱骨料反应的危害性和影响程度,结合工程实际和科学研究成果,经过专家论证和实际验证而确定的。
混凝土碱含量标准的制定需要考虑到地区气候、原材料来源、工程用途等因素,因此在不同地区和不同工程中可能存在一定差异。
根据我国现行的《混凝土结构工程质量验收标准》,混凝土碱含量标准主要包括两个方面,一是对混凝土中碱含量的限制值,二是对碱活性试验的要求。
混凝土中碱含量的限制值通常以碱活性试验中的碱活性指数表示,不同等级的混凝土在不同工程中对碱活性指数的要求也有所不同。
在混凝土碱含量标准的制定和执行过程中,需要重视以下几个方面的工作,一是对原材料的严格控制,包括对水泥、骨料等原材料的选择和检测;二是对混凝土配合比的合理设计,通过控制水灰比、选用合适的掺合料等措施来降低混凝土的碱含量;三是对施工工艺的管理,包括搅拌、浇筑、养护等环节的控制,确保混凝土的质量稳定。
总的来说,混凝土碱含量标准的制定和执行是保证混凝土结构工程质量的重要手段之一。
只有严格执行标准要求,加强对原材料、配合比和施工工艺的管理,才能有效地预防混凝土中碱骨料反应的发生,提高混凝土结构的耐久性能,确保工程质量和安全。
因此,在工程实践中,我们需要充分认识混凝土碱含量标准的重要性,加强对标准内容的理解和执行,不断总结经验,提高管理水平,从而更好地保障混凝土结构工程的质量和安全。
希望通过本文对混凝土碱含量标准的介绍,能够增强大家对混凝土碱含量标准的认识,提高对混凝土结构工程质量的重视程度,推动我国混凝土结构工程的可持续发展。
混凝土碱含量标准混凝土是建筑工程中常用的材料,它的质量直接关系到工程的安全和稳定。
而混凝土中的碱含量是一个关键指标,它对混凝土的性能和耐久性有着重要影响。
因此,对混凝土中的碱含量进行标准化是非常必要的。
首先,我们需要了解什么是混凝土中的碱含量。
混凝土中的碱含量主要指的是混凝土中水溶性碱金属氧化物的含量。
这些碱金属氧化物主要来自于水泥和骨料中的天然氧化物,如钠、钾等。
适量的碱含量可以促进水泥的水化反应,但过高的碱含量则会导致混凝土的碱骨料反应,从而影响混凝土的使用性能和耐久性。
针对混凝土中的碱含量,国家标准对其进行了规定。
根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2015)的相关要求,混凝土中的碱含量应符合以下标准,钠氧化物当量百分数不得超过0.6%,水溶性氧化物当量百分数不得超过1.2%。
这些标准的制定是为了保证混凝土的使用性能和耐久性,防止碱骨料反应对混凝土结构的损害。
在实际工程中,如何控制混凝土中的碱含量成为了一个重要的问题。
首先,我们可以通过选择合适的水泥和骨料来控制碱含量。
合格的水泥和骨料应符合国家标准,其碱含量应在规定范围内。
其次,施工过程中要严格控制混凝土的配合比和养护条件,避免出现过高的碱含量。
此外,对于一些特殊要求的工程,还可以采用掺加剂等措施来控制混凝土中的碱含量。
总的来说,混凝土中的碱含量标准是保障混凝土工程质量和安全的重要依据。
只有严格按照国家标准进行控制和检测,才能保证混凝土的使用性能和耐久性,确保工程的安全可靠。
因此,在混凝土工程中,我们应该高度重视混凝土中的碱含量标准,严格执行相关要求,确保工程质量达到标准要求。
通过以上的介绍,相信大家对混凝土碱含量标准有了更深入的了解。
在实际工程中,我们应该认真对待这一问题,严格按照国家标准进行控制和检测,做好混凝土工程质量的保障工作。
只有这样,才能确保混凝土工程的安全可靠,为人们的生活和财产安全提供保障。
混凝土碱含量限值标准
混凝土碱含量是指混凝土中碱金属氧化物的含量,主要包括钠氧化物和钾氧化物。
混凝土中的碱含量过高会引起混凝土的碱骨料反应,从而导致混凝土的体积膨胀和开裂,严重影响混凝土的使用性能和耐久性。
因此,制定和实施混凝土碱含量限值标准对于保障混凝土工程质量和安全具有重要意义。
目前,国内外对混凝土碱含量限值标准的制定主要参考了以下几个方面的因素:
一、混凝土用途。
根据混凝土的不同用途,其对碱含量的要求也有所不同。
例如,对于一般建筑
混凝土,其碱含量限值一般为2.5%;而对于水利水电工程中的混凝土,其碱含量
限值则要求更为严格,一般在1%以下。
二、环境条件。
混凝土所处的环境条件也会对其碱含量限值标准产生影响。
如在盐碱地区,由
于土壤中含有较高的盐碱成分,对混凝土的碱含量限值标准会有更为严格的要求。
三、原材料选择。
混凝土中使用的骨料和水泥等原材料的选择也会对碱含量限值标准产生影响。
一般来说,选用碱性较低的骨料和水泥可以有效降低混凝土的碱含量。
四、工程经验。
制定混凝土碱含量限值标准还需要考虑工程实际经验,根据历史工程的成功和
失败案例,总结经验教训,不断完善和调整碱含量限值标准,以确保混凝土工程的质量和安全。
总的来说,混凝土碱含量限值标准的制定需要综合考虑混凝土用途、环境条件、原材料选择和工程经验等多方面因素,以确保混凝土的使用性能和耐久性。
未来,
随着混凝土技术的不断发展和完善,混凝土碱含量限值标准也将不断进行调整和完善,以适应不同工程的需求。
总碱含量对混凝土工程的影响
客户服务室:张向文(2009年7月发表于山东交通学院学报)
摘要:目前公路桥涵混凝土工程中,对原材料的碱含量和碱骨料反应要求严格了,对于总碱含量的控制要求也越来越严格,本文就针对混凝土中总碱含量展开分析。
关键词:碱骨料反应、总碱含量、碱活性、反应行为、超细粉等
The total alkali content of the concrete works
Abstract: The concrete highway bridge project, the raw material of alkali and alkali aggregate reaction has been demanding for total control of the alkali more and more strict on this article for the total alkali content in concrete to analyze.
Key words: alkali aggregate reaction, with a total alkali, alkali-active response, ultra-fine powder
1.前言
目前除了一些特殊厂房等采用钢结构,其他结构物还是以混凝土为主要原材料。
现在工程中的混凝土结构还存在很多问题,其中碱骨料反应的控制就是一项,且该项所导致后期开裂的严重后果已逐渐被人们所认识,虽然在一切公路桥涵工程中均对混凝土的原材料碱含量和碱骨料反应等进行了试验,但是在实际中碱骨料反应行为的影响还是没有得到具体的落实。
引起混凝土破坏的内因是碱骨料反应(AAR),造成的破坏范围大,损坏重,开裂后将诱发其他诸多破坏因素,且难以阻止其继续发展,因而有人把碱骨料反应称为混凝土的癌症。
混凝土中的碱类和集料的活性物质发生化学反应,使混凝土发生不均匀膨胀,产生裂缝,并有强度和弹性模量的下降等不良现象,从而缩短混凝土的寿命,危及工程安全。
本文就混凝土总碱含量在不考虑外界环境的影响因素通过物理、力学和化学的角度分析并实例说明工程中混凝土的碱含量超标问题,最后提出预防和控制措施。
2.碱骨料反应原理及具体要求
2.1从化学因素分析:活性骨料、碱和水进行化学反应,在混凝土内骨料与水泥石的界面上生成硅酸盐凝胶,此胶体状从周围介质中吸水膨胀(体积可增大3倍),在混凝土内部产生较大的膨胀压和渗透压(可达3-4兆Mpa),致使混凝土发生裂缝和破坏。
反映方程式为:
SiO2+2ROH+nH2O→R2SiO3(n+1)H2O (R为Na或K)
2.2碱与某些层状硅酸盐集料,与水泥水化生成ROH相作用后,使层状硅酸盐层距离由10(埃)增大到12(埃),集料发生膨胀,造成开裂,由于岩石结构、种类和质量因素,膨胀发生慢,但后果较为严重。
2.3用细观力学的方法分析,硬化水泥石是基体相,当骨料与碱发生反应时,骨料产生膨胀,而硬化水泥石则约束骨料的膨胀,与此同时,硬化水泥石将受到一个拉应力,当这个拉应力超过硬化水泥石的抗拉强度时,将发生开裂,由此得出以下判据:
(εp-εm)/[1+E p(1/ k2-1)/E m]<R1
式中:εp为粒子相(骨料)的自由膨胀;εm为基体相的自由膨胀;E p为离子相的弹性模量;E m为基体相的弹性模量;k为粒子相体积因子(V p1/3),V p为粒子相体积分数;R1为基体相的抗拉强度。
2.4碱骨料反应的三个条件:
a.活性骨料的存在
b.混凝土中含有一定数量的碱
c.混凝土中含有足够的水分
2.5从碱骨料反应角度讲,混凝土中的胶凝材料有着两方面的作用:一是为碱骨料反应提供碱;二是硬化水泥石作为连续相对碱骨料反应膨胀起约束作用。
胶凝材料所提供的碱是混凝土碱含量的主要来源,但是胶凝材料也不允许少,胶凝材料越少,约束力越弱,混凝土的膨胀将越大,就越容易开裂。
2.6在碱骨料反应过程中水的作用:一是碱离子化的基础;二是运输碱的载体;三是碱骨料反应膨胀的源泉。
2.7碱能促进水泥混凝土的收缩开裂,从保证混凝土的耐久性和体积稳定性看,限制外加剂含碱量是控制混凝土总碱量的重要手段之一。
4)每方混凝土总碱含量为:
2.72+0.169+0.789=
3.678 kg
在不考虑水和集料含碱的条件下,根据以上计算得知C50用于大桥混凝土总碱含量3.68kg/m3大于
1.80kg/m3,严重超标,其中水泥提供
2.72kg/m3,其余主要由外加剂提供,同样原理计算该工程的其他混凝土配合比的碱含量也同样超标。
目前,在工程中虽均使用非活性骨料,但是在混凝土中引起破坏的主要是碱硅反应。
粗细骨料的主要成分是SiO2,随时可能引起破坏,应引起注意。
在此情况下,分情况讨论:一是混凝土总碱含量超标,但使用了非活性骨料,不引起任何碱骨料反应,但碱能促进水泥混凝土的收缩开裂,应慎重使用。
二是混凝土总碱含量超标,但在骨料中可能引起碱骨料反映就应采取措施,否则不予使用。
4.工程中碱骨料反应引起混凝土破坏实例
马颊河桥柱与桩间混凝土破坏图某桥梁和某试件的破坏图5.预防和控制措施
5.1采用无碱活性的骨料;
5.2采用低碱水泥或降低水泥用量;
5.3减少外加剂中的碱含量;
5.4掺粉煤灰和矿粉等材料,取代一部分水泥,增加混凝土的和易性,降低成本;
5.5采用超细粉取代10%-15%水泥用量,最大取代20%水泥用量,形成密实混凝土结构,同时可以取消外加剂从而降低成本。
5.6外涂防腐涂料,使混凝土具有良好的耐碱性、附着力和抗渗透性,减少混凝土的破坏,防止钢筋的锈蚀,如果在担心混凝土工程发生碱骨料反应的部位能有效地隔绝水和空气的来源,也可以取得缓和碱骨料反应对工程损害的效果。
5.7加强施工和养护的控制,遵守施工规程,保证混凝土的密度。
通过以上七种方法尽量预防碱骨料反应和控制混凝土中总碱含量,保证工程质量,仅供在实际工程工作中参考选择。
参考文献:
[1]Hobbs D W,Gutteridge W A.Particle Size of Aggregate and Its Influence upon the Expansion Caused by the Alkali Silica Reaction[J].Magazine of Concrete Research,1979,31,109:235-242.
[2]Tan Mingshu,Han Sufen,Zhen Shihua.A Rapid Method for Identification of Alkali Reactivity of Aggregate[J].Cement and Concrete Research,1983,13(3):417-422.
[3]Zhang Chengzhi,Wang Aiqin,Tang Mingshu,Wu Binqing,Zhang Ningsheng.Influence of hte Size and the Size Grading of Aggregate on ASR Expansion[J].Cement and Concrete Research,1999,29:1393-1396.
[4]张承志.集料碱活性的评定与混合材抑制碱骨料反应膨胀有效性的评定[D].南京,南京化工大学,1996年6月.
[5]唐明述.加拿大公路桥梁和大坝的考察报告[J].南京化工学院学报,1987,(2):124-128
[6]吴中伟高性能混凝土及其矿物细掺料《建筑技术》1999年第3期
[7]廉慧珍路新赢我国混凝土工程发展中的几个问题《建筑技术》2000年第1期
作者简介:张向文,男,1981年生,工程师,毕业于山东交通学院土木工程系交通土建试验与检测技术专业,现任职于山东广信工程试验检测有限公司,主要从事材料检测,公路、铁路、桥梁、隧道、建筑等施工和现场检测工作。