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多元化矿物掺合料对混凝土碱硅酸反应抑制效果研究冯长伟杨文杰韩振东吴琼(昆山市建设工程质量检测中心，江苏昆山215337)[摘要] 进行了粉煤灰、矿粉和硅灰单掺、双掺及三掺对混凝土碱硅酸反应的抑制效果研究，分别采用快速砂浆棒法和小砂浆棒快速法对三掺砂浆配合比进行了对比验证试验。
试验结果表明，单掺15%-50%粉煤灰或者矿粉对混凝土碱硅酸反应具有明显抑制效果，抑制率在32.9%和55.2%之间，掺量越高，抑制效果越好。
总掺量为30%-50%的双掺或三掺矿物掺合料对ASR抑制效果也很明显，抑制率在19.0%和66.7%之间，且三掺抑制效果略好于单掺和双掺。
快速砂浆棒法与小砂浆棒快速法试验结果具有较好的一致性。
[关键词]矿物掺合料；碱硅酸反应；膨胀；抑制Study on The Effect for Suppressing Concrete ASR by Mixed Mineral Admixture FENG Chang-wei Y ANG Wen-jie HAN Zhen-dong WU Qiong (Kunshan Constuction Engineering Quality Testing Center,Kunshan 215337,China) Abstract：The research on the effect of suppressing concrete ASR by single-doped, double mixed and three doped mineral admixture such as fly, slag and silica fume has been studied,both Mortar bar rapid method and Small mortar Rod have been applied in the three doped experiments for contrast and authentication. It was shown that the addition of 15%-50% fly or slag was beneficial for suppressing concrete ASR ,the rate of inhibition efficiency was ranging from 32.9% to 55.2%,the more the dosage, the better the inhibition efficiency. It was also beneficial for suppressing concrete ASR by double mixed or three doped mineral admixture which total ash was between 30% and 50%, the rate of inhibition efficiency was ranging from 19.0% to 66.7%, and the suppressing effect by three doped admixture was slightly better than that by single-doped and double mixed admixture. The result by Small mortar Rod was good consistent with that by Mortar bar rapid method.Key words：Mineral admixture;ASR;Expansion;Suppressing1 前言碱集料反应(Alkali-aggregate reaction, AAR)是影响混凝土耐久性下降的重要原因之一。
抑制集料碱活性效能试验1 目的与适用范围1.1 评定矿物混合料对高碱硅酸盐水泥与高活性集料(硬质玻璃)间反应引起过量膨胀的抑制效能，以高活性的硬质玻璃砂与高碱硅酸盐水泥制成的砂浆标准试件，与掺有抑制材料的砂浆对比试件进行同一龄期膨胀率的比较，衡量材料的抑制效能。
1.2 当有的活性集料危害性不能及时作出定论时也可用这种方法检定水泥砂浆试件的膨胀率，差别是否合乎安全的要求，用以选择合适的水泥品种、混合材及外加剂。
2 仪具与材料2.1 标准筛：按细集料(砂)筛分试验规定选用。
2.2 拌和锅、铲、量筒、秒表、跳桌等。
2.3 馒刀及截面为14mm*13mm，长120mm~150mm的硬木捣棒。
2.4 试模和测头(埋钉)：金属试模，规格为25.4mm*25.4mm*285mm。
试模两端正中有小孔，以便测头在此固定埋砂浆。
测头以不锈金属制成。
2.5 养护筒：用耐腐材料(塑料)制成，应不漏水，不透气，加盖后放在养护室中能确保筒内空气相对湿度为95%以上，筒内没有试件架，架下盛有水，试件垂直立于架上并不与水接触。
2.6 测长仪：测量范围275mm~300m，精密度0.01mm。
2.7 储存室(箱)的温度为28±2摄氏度。
3 试验步骤3.1 水泥标准试件。
衡量材料抑制效能试验用的高碱硅酸盐水泥，含碱量约1.0%(以氧化钠计)或14d膨胀率不低于0.1%的其它硅酸盐水泥；膨胀率差别试验用的低碱硅酸盐水泥，含碱量小于0.6%(以氧化钠计)或先用14天膨胀率不超过0.02%的其它硅酸盐水泥。
对比试件。
为了衡量混合材料的抑制效能，对比试件用的水泥与标准试件用的高碱水泥相同。
混合材的掺量按绝对体积计为25%；其余75%为高碱水泥，为了判别外加剂的抑制效能，可用与标准试件相同的高碱水泥，对于具体工程，可用工程所用水泥进行膨胀率判定试验。
3.2 集料硬质玻璃。
用耐热玻璃破碎而成，级配如表1。
注：经破碎分级后的硬质玻璃砂需冲洗干净，存放于干燥器中备用。
青岛海湾大桥青岛端接线工程第二合同段高性能混凝土施工质量保证措施编制：审核:审批：中铁二局股份有限公司青岛海湾大桥青岛端接线工程第二合同段项目经理部二○○九年十二月目录一、关键技术和施工措施 (1)二、高性能混凝土原材料保证 (2)三、高性能混凝土技术要求 (5)四、高性能混凝土配合比试验 (6)五、高性能混凝土拌合 (8)六、高性能混凝土运输 (10)七、高性能混凝土浇筑 (11)八、高性能混凝土养护 (13)九、高性能混凝土拆模 (15)十、高性能混凝土质量控制 (17)十一、高性能混凝土裂缝控制措施 (20)高性能混凝土施工质量保证措施为了建设一流的桥梁,保证混凝土结构的使用寿命，在施工过程中必须把满足混凝土结构的耐久性指标要求及工艺要求作为混凝土施工控制的重点.一、关键技术和施工措施高性能混凝土具有高耐久性、高工作性及高尺寸稳定性，其关键的技术和施工措施为：1．采用低水化热和低碱含量的水泥，避免使用早强水泥和高C3A含量的水泥。
2．采用球形粒形、吸水率低、空隙率小的洁净骨料，严格控制骨料的针片状颗粒含量和空隙率，采用二级配碎石。
3．掺用优质的粉煤灰、磨细矿碴粉等矿物掺和料。
4．采用具有高效减水、适量引气、能细化混凝土孔结构、能明显改善或提高混凝土耐久性能的专用复合外加剂，尽量降低拌合水用量。
5．严格控制混凝土的最大水胶比、最小水泥用量和最大胶凝材料用量,尽可能减少混凝土胶凝材料中的水泥用量。
6．严格控制混凝土拌合物的入模温度、入模含气量和泌水率。
7．严格控制混凝土的搅拌、运输、浇筑和振捣作业程序，强化混凝土的保湿保温养护过程,混凝土养护期间实行温度监控。
8．通过施工前对原材料品质和配合比混凝土耐久性进行检- 1 -验，施工过程对原材料品质和混凝土耐久性进行批量抽检，施工后对实体混凝土的表观质量进行检查，实现对混凝土施工全过程的质量监控，从而确保混凝土的长期耐久性能.二、高性能混凝土原材料保证1．水泥水泥采用品质稳定、强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,其品质应符合GB175—1999的有关规定.水泥的比表面积不宜超过350m2/kg，碱含量不应超过0.60%，游离氧化钙含量不应超过1。
第23卷 第4期2001年8月重庆建筑大学学报Journal of Chongqing J ianzh u Univ ersityVol.23 No.4Aug.2001文章编号:1006-7329(2001)04-0097-07碱集料反应及其预防措施吴岳新1, 杨长辉2(1.湖南省岳阳市路桥公司,湖南岳阳 414100;2.重庆大学B区 材料系,重庆 400045)摘要:论述了碱集料反应的特点及其对混凝土工程的危害,概述了国内外有关碱集料反应的标准及试验方法,分析了预防碱集料反应的主要技术措施,并结合重庆地区资源和环境条件,提出了预防碱集料反应的建议。
关键词:碱集料反应;膨胀;矿物掺合料;抑制中图分类号:T U528.1文献标识码:A1 碱集料反应及其危害碱集料反应(Alkali-Ag grega te Reactio n,简称AAR)是指混凝土中的碱(K2O、Na2O)与活性集料之间发生的化学反应。
碱集料反应包括两种主要类型:碱硅酸反应(Alkali-Silica Reaction,简称ASR)和碱碳酸反应(Alkali-Carbona te Reaction,简称ACR),其中,碱硅酸反应较为普遍,因而也是研究最多的碱集料反应类型(本文除特别说明外主要讨论碱硅酸反应)。
与混凝土中胶凝材料的水化反应过程不同,碱集料反应的结果不是提高和改善混凝土的结构,而是在混凝土中产生膨胀应力,至一定程度后引起混凝土开裂或混凝土结构破坏。
碱集料反应是混凝土的重要耐久性指标之一,由于具有反应过程缓慢、影响因素十分复杂、引起混凝土开裂的时间难预测且一旦发生破坏几乎无法修补等特点,素有混凝土“癌症”之称。
早期发现的碱集料反应膨胀破坏主要集中在水工工程中,但随着时间的推移,碱集料反应破坏逐渐扩展到了混凝土路面、桥梁、隧道涵洞、铁路轨枕、机场跑道等工程领域,日本、美国、南非、加拿大、英国等尤其突出,造成了巨大的经济损失。
活性SiO 2、Al 2O 3在抑制碱硅酸反映中的作用摘 要本文对粉煤灰抑制碱硅酸反映的机理进行了探讨，基于其主要成份SiO 2与Al 2O 3别离考察了硅、铝离子团的作用。
将粉煤灰中的硅、铝等组分用活性单组分水玻璃、石英玻璃、氢氧化铝来代替，避开粉煤灰其它复杂成份的干扰，主要采取调整SiO 2、Al 2O 3掺量，以考察它们对试块的膨胀的抑制情形。
结果表明：活性单组分的硅、铝物质在等当量SiO 2、Al 2O 3情形下，一样能够有效延缓乃至抑制碱集料反映。
抑制效果随掺量的增加而愈明显。
石英玻璃中的硅离子团和粉煤灰、水玻璃中的硅离子团对碱集料反映的作用大不相同。
石英玻璃在低掺量时会加重膨胀，但随着掺量的增大，膨胀会减小。
在这里，它作为一种活性集料，其最大量危险值在20%至40%之间。
关键词：碱硅酸反映 粉煤灰 二氧化硅 氧化铝 石英玻璃The influence on the inhibition of ASR of the reactive silicon dioxide and the alumina in the mineral admixtureAbstractIn the text, the mechanism of the inhibition of the alkali-silica reaction by the fly ash was studied. Basing on its main constituents, the SiO2 and Al2O3 we investigated the performance of the silicon ion and the aluminum ion respectively. In order to avoid the influence of other constitutes, the reactive water glass, quartz glass and the aluminium hydroxide were substituted for the constituents－the silicon, the aluminum in the fly ash. Adjusting their content, we can study the influence of the SiO2 and the Al2O3on the expansion of the mortars.The results showed that the reactive pure substances of silicon and aluminum can stave and even inhibit the alkali-silica reaction, if the corresponding contents of SiO2 and Al2O3 are the same. And the higher the content is, the better the inhibition works. In the inhibition of the alkali-silica reaction, the silicon ion group of quartz glass is different from those of fly ash and water glass. When its content is low, quartz glass will aggravate the expansion. However, the higher the content is, the smaller the dilatation will be. Here, as a reactive aggregate, the quartz glass has a maximum content, which is between 20% and 40%.Key Words: alkali-silica reaction; fly ash; silicon dioxide; alumina; quartz glass目 录摘 要 .................................................................................................................................................................................... I Abstract .. (II)第一章 文献综述 .............................................................................................................................................. 0 前言 .. 0碱集料反映概述 (2)碱集料反映概念 (2)碱集料反映的分类 (2)碱集料反映的影响因素 (4)碱集料反映的破坏特征 (4)碱集料反映的预防办法 (5)混合材抑制ASR 的探讨 (6)混合材系统抑制AAR 的概况 (6)抑制效果的影响因素 (7)混合材抑制机理的探讨 (7)粉煤灰对ASR 的抑制 (8)研究意义 (9)第二章 实验部份 (10)原材料 (10)实验参数[29] (11)仪器设备 (11)实验预备 (11)NaOH M ＝NR 8062)5.133.05.1(⨯+- (2-1)......................................................................... 12 实验方式 (12)实验步骤[30] (12)成型 (12)预养护和脱模 (12)测定初长 (13)长度测定 (13)实验现象记录 (13)结果计算 (13)第三章 数据处置与分析 (14)粉煤灰的抑制情形 (14)掺加粉煤灰的膨胀情形 (14)粉煤灰的抑制情形分析 (15)硅离子的抑制情形 .............................................. 15 等当量SiO 2的膨胀情形 ................................................................................................................... 15 不同SiO 2掺量的膨胀情形 (16)有无非活性集料的膨胀情形 (17)有无活性集料的膨胀情形 (18)硅离子的抑制情形分析 (19)铝离子的抑制情形 (20)等当量Al2O3的膨胀情形 (20)不同掺量Al3O2的膨胀情形 (21)铝离子的抑制情形分析 (22)硅铝离子的比较 (22)与粉煤灰组等当量的比较 (22)掺量同为20％时的比较 (23)硅铝离子的比较分析 (24)小结 (24)结论与展望 (26)参考文献 (27)致谢 (29)第一章文献综述前言水泥混凝土是现今用量最大，利用最为普遍的一种建筑材料，它在国民经济中起着举足轻重的作用。
天然火山灰抑制碱硅酸反应的研究作者：樊春喜宋美丽来源：《科技资讯》 2013年第30期樊春喜宋美丽(葛洲坝集团试验检测有限公司湖北宜昌 443002)摘要:选用某工程附件两处天然火山灰料,经过研磨加工后进行不同掺量抑制骨料碱活性效能试验研究。
试验结果表明,抑制骨料碱活性效能跟天然火山灰掺量有关,掺量越高,抑制效能越好;并且当掺量高于35%时,天然火山灰能有效抑制混凝土中活性骨料的碱硅酸反应。
关键词:天然火山灰抑制碱硅酸反应掺量中图分类号:TU528.01 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)10(c)-0040-02在非洲和一些工业不发达的国家,粉煤灰、矿渣和硅粉等一些人工火山灰质掺合料产量非常小或国内根本不生产,而在工程中的混凝土又不得不使用一些活性骨料,如果长距离运输或进口能抑制碱硅酸反应的掺合料不仅会增加工程成本,也会带来居多不确定因素,因此,寻找一种价格低廉,有一定活性并且能抑制碱硅酸反应的掺合料显得尤为重要。
根据国内外一些文献和资料,大多数天然火山灰中含有无定型的活性SiO2和Al2O3,活性比较高,可以直接开发利用作为混凝土掺合料,并且在世界各地分布较为广泛。
因此,本文选用某国外工程附近两处天然火山灰料作为抑制骨料碱活性效能的研究试验,并通过调整天然火山灰掺量对骨料碱活性效能进行研究试验。
1 试验原材料1.1 水泥选用国外某工程的普通硅酸盐水泥,该水泥的碱含量为0.61%。
水泥物理性能检测成果见表1、化学性能检测成果见表2。
1.2 天然火山灰选用国外某工程附件两处天然火山灰毛料,研磨加工成火山灰质材料微粉,其物理性能见表3,化学成分见表4。
2 活性骨料试验选用某工程砂岩骨料,采用岩相法和砂浆棒快速法对其碱活性进行检验。
通过砂浆棒快速法检测,其14d的砂浆膨胀率为0.16%,大于0.1%小于0.2%,又通过岩相法检测骨料含有7.0%的燧石、2.0%的片状火山岩和5.0%的硅质粘土岩,因此,判定骨料具有潜在的碱硅酸反应,其岩相分析结果见表5。
混合材抑制碱-硅酸反应(ASR)的新机理
魏风艳
【期刊名称】《粉煤灰》
【年(卷),期】2006(018)002
【摘要】目前研究表明混合材对碱一硅酸反应(ASR)有很好的抑制作用,但对混合材抑制ASR机理的认识需进一步完善.本文采用TEM/EDS、FT-IR和29Si MAS NMR等现代测试方法对不同粉煤灰掺量的水泥基材料主要水化产物C-S-H凝胶化学组成和结构进行研究,指出了低Ca/Si比的C-S-H凝胶在抑制ASR中的重要作用(能够结合孔溶液中的碱,减少可发生ASR的有效碱量),并分析了低Ca/Si比的C-S-H凝胶的持碱机制,对混合材抑制ASR的机理有了新的认识,完善了混合材抑制ASR的机理.研究结果不仅对于建立比较完整的碱一集料反应预防理论是十分必要的,而且对于抑制和防止碱集料反应具有一定的指导意义.
【总页数】3页(P17-19)
【作者】魏风艳
【作者单位】上海嘉华混凝土有限公司,上海,200031
【正文语种】中文
【中图分类】TU528.01
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5.粉煤灰和抛光渣抑制碱硅酸反应及其机理研究 [J], 胡明玉;陈露璐;郑江;魏丽丽因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
2混凝土技术2.1高耐久性混凝土高耐久性混凝土是通过对原材料的质量控制和生产工艺的优化，并采用优质矿物微细粉和高效减水剂作为必要组分来生产的具有良好施工性能，满足结构所要求的各项力学性能，耐久性非常优良的混凝土。
1.主要技术内容(1)原材料和配合比的要求1)水胶比（W/B ）≤0.38。
2)水泥必须采用符合现行国家标准规定的水泥，如硅酸盐水泥，普硅硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥，不得选用立窑水泥。
3)粗骨料的压碎指标值≤10％，D max ≤25mm，采用15～25mm 和5～15mm 二级配合，饱和吸水率＜2.0％,且无碱活性。
4)采用优质矿物微细粉和高效减水剂是高耐久性混凝土的特点。
矿物微细粉宜采用硅粉、粉煤灰、磨细矿渣及天然沸石粉等，所用的矿物微细粉应符合国家有关标准，且宜达到优品级。
矿物微细粉等量取代水泥的最大量一般为，硅粉≤10％，粉煤灰≤30％，矿渣≤50％，天然沸石粉≤10％，复合微细粉≤50％。
5)配合比设计强度应符合以下公式：σ645.1,,+k cu o cu f f ＞式中：o cu f ,——混凝土配置强度（MPa ）；k cu f ,——混凝土强度标准值（MPa ）；σ——强度标准差，无统计数据时，商品混凝土可取5.5～6.5MPa 。
(2)耐久性设计的要求1)处于常规环境的混凝土结构，满足所处的环境条件下服役年限提出的要求。
如抗碳化耐久性要求B W /≤%3.3883.5⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯t a C 式中：W/B ——水胶比；C ——钢筋保护层厚度（cm ）；a ——碳化区分系数，室内1.7，室外1.0；t ——结构设计使用年限。
2)对于处于严酷环境的混凝土结构的耐久性，应根据工程所处环境条件，应按《混凝土结构耐久性设计规范》GB50467进行耐久性设计，考虑的环境劣化因素有:①抗冻害耐久性要求：a ）根据不同冻害地区确定最大水胶比；b ）不同冻害地区的耐久性指数k ；c ）受除冰盐冻融循环作用时，应满足单位剥蚀量的要求；d ）处于有冻害环境的,必须掺入引气剂，引气量应达到4％～5％。
