碱集料反应

因此世界各国都是在配制混凝土时采取措施，使混凝土工程 不具备碱骨料反应的条件。主要有以下几种措施。 1、控制水泥含碱量自1941年美国提出水泥含量低于0.6%氧 气化钠当量（即Na2O+0.658K2O）为预防发生碱骨料反应 的安全界限以来，虽然对有些地区的骨料在水泥含量低于 0.4%时仍可发生碱骨料反应对工程的损害，但在一般情况下， 水泥含量低于0.6%作为预防碱骨料反应的安全界限已为世界 多数国家所接受，已有二十多个国家将此安全界限列入国家 标准或规范。许多国家如新西兰、英国、日本等国内大部分 水泥厂均生产含碱量低于0.6%的水泥。加拿大铁路局则规定， 不讼是否使用活性骨料，铁路工程混凝土一律使用含碱量低 于0.6%的低碱水泥。
• 那么，惰性石英砂随龄期延长持续膨胀，表现出“活性
3 快速碱——集料反应测试方法
• 图中球状反应产物进行能谱分析，其主要组成为：
Na2O＝30.74％， SiO2＝53.66％，硅酸钠凝胶。该处 离试件表面较近，扩散进来的NaOH和石英反应造成了 这种现象，这就解释了试件长龄期时膨胀的原因——时 间不易过长。
• >0.2%危险
• 介于两者之间——潜在活性，建议成型混凝土试件实测 • 担心：高温、强碱有无问题？是否影响测试结果？ • 水化14天时试件断面SEM照片见图
3 快速碱——集料反应测试方法
3 快速碱——集料反应测试方法
• 以上结果使我们认识到在80℃、1M NaOH溶液中养护
的试件水化产物并 未与常温情况有显著差异， 的原因? 用扫描电镜分析膨胀的标准砂试件。
3 快速碱——集料反应测试方法
•
我国情况：行业标准JGJ52－92，93中膨胀测长法 仍是基于ASTM C227的40℃砂浆棒法；二是中国工程 建设标准化协会 规定的CES 48∶93中采用的是150℃ 压蒸法。前者需半年时间才能出结果；后者虽仅需一天， 但由于高温高压改变了水泥水化条件，其结果如何与实 际情况作比较仍存在争论。

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。

混凝土碱集料反应的预防措施郭彦录当水泥混凝土中的碱含量较高时，集料可能与碱发生有害反应，集料中的非晶质二氧化硅（SiO2）和水泥混凝土中碱性氧化物（Ｋ２Ｏ，Na2O）含量较高，在潮湿的环境中，SiO2或K2O水解后生成的NaOH、KOH即可与集料中的二氧化硅发生化学反应，在集料表面生成硅酸凝胶体，这种胶体物质，遇水后体积膨胀，就会引起混凝土结构的破坏，这种现象称为碱－硅酸集料反应，一般来说，这种膨胀作用表现为混凝土路面出现龟裂和纵向开裂。

碱集料反应的检验方法有两种，１、岩相法：可能发生有害反应的材料主要为各种形式的二氧化硅，如蛋白石、玉髓、鳞石英、方石英；在流紋岩或英安岩中也存在中性重酸性的火山玻璃，当以上材料的含量超１％或更少时即可能发生碱集料反应。

２、砂桨长度法：如果用高碱硅酸盐水泥制成的砂浆长度膨胀率３个月小于０.０5%，即可判定其为非活性集料，超出此值时应再通过混凝土试验结果判定。

碱集料反应的预防措施；１、应首先选好料源，当料源存在碱集料成份时应避开它，也可无反应集料与反应性材料相互掺配以达到缓解的目的，还可用重液浮选，摇晃、破碎和提升、顺流等方法除去那些容重明显不同的反应性集料，因为反应性材料的容重都很轻。

２、加入火山灰类材料，在混凝土混合料中，掺入某些水硬材料如粉煤灰、矿渣、硅灰，这些材料的优点是它们具有火山灰特性，掺配粉煤灰时，应选低碱粉煤灰，同时，注意掺配量，剂量过高或过低都有可能发生碱集料反应，一般来说，粉煤灰的最佳剂量应占胶结性材料的２５％左右。

掺入磨细的粒状高炉矿渣时要先做试验，其剂量根据试验确定，大约在２０％左右。

硅灰对碱集料反应有很好的抑制作用，但来源有限，一般掺配量在５％－１５％之间合适。

３、采用低碱水泥，目前常用的硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的碱性较高，为了避免碱集料反应可用碱含量（以NaOH）不大于0.6%的低碱水泥，也可有用普通硅酸盐水泥与火山灰硅酸盐水泥掺配使用。

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。