有害骨料对混凝土质量的影响
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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。
不同粒径骨料对混凝土性能的影响混凝土是一种非常常见的建筑材料,其性能直接关系到建筑物的质量和使用寿命。
在混凝土中,骨料是其主要组成部分之一,它的粒径大小对混凝土的性能有着重要的影响。
本文将探讨不同粒径骨料对混凝土性能的影响,并从力学性能、流动性和耐久性三个方面进行分析。
一、力学性能1.强度混凝土的强度是评价混凝土质量的重要指标之一。
研究表明,骨料的粒径大小与混凝土的强度密切相关。
通常情况下,较大粒径的骨料可以提高混凝土的强度。
这是因为较大的粒径骨料可以增加混凝土的骨架结构,减小浆体间的接触面积并提高内聚力。
另外,较大粒径骨料还可以提高混凝土的抗压强度和抗拉强度。
2.抗裂性混凝土的抗裂性能直接影响到结构的安全性和使用寿命。
适量添加粒径较小的骨料可以提高混凝土的抗裂性能。
这是因为较小粒径的骨料可以填充混凝土内部的细微裂缝,增加混凝土的内聚力和抗裂能力。
但是,如果骨料的粒径过小,可能会导致混凝土的流动性变差,影响施工质量。
二、流动性1.工作性能骨料的粒径大小对混凝土的工作性能有着重要影响。
较大粒径的骨料会使混凝土的流动性变差,增加浆体与骨料之间的摩擦力,使得混凝土更加粘稠,难以施工和振捣。
而较小粒径的骨料则可以提高混凝土的可塑性和流动性,使得混凝土易于施工和脱模。
2.密实性混凝土的密实性对于结构的耐久性和强度有着重要影响。
研究发现,较大粒径的骨料可以提高混凝土的密实性。
这是因为较大粒径的骨料可以充填混凝土内部的空隙,增加混凝土的密实程度。
而较小粒径的骨料则容易形成过于密实的结构,导致混凝土的流动性下降。
三、耐久性1.抗渗性混凝土的抗渗性是指其抵抗水分、气体和溶质渗透的能力。
较大粒径的骨料可以减少混凝土内部的孔隙和裂缝,提高混凝土的抗渗性。
而较小粒径的骨料则容易形成细密的孔隙结构,降低混凝土的抗渗性。
2.耐久性混凝土的耐久性主要包括抗冻融性、抗硫酸盐腐蚀性和抗氯离子渗透性等。
一般来说,较大粒径的骨料可以提高混凝土的耐久性,减少冻融循环和腐蚀的损害。
粗骨料品质对混凝土性能的影响(一)粗骨料级配对混凝土性能的影响石料级配是指各级粒径颗粒的分配比例。
级配对于混凝土的和易性、强度、抗渗性、抗冻性以及经济性等都有一定的影响,因此水工混凝土的石子最佳级配是通过不同粒径、不同比例组合,采用振实密度法找出最大振实密度,使其组合的粗骨料孔隙最小。
使用级配良好的粗骨料,可以配出水泥用量较低、各种性能较好的混凝土。
粗骨料的粒径越大,需要湿润的比表面积越小。
因此,大体积混凝土应尽量采用较大粒径的石子,这样可降低砂率、混凝土用水量与水泥用量,提高混凝土强度,减少混凝土温升及干缩裂缝。
(二)粗骨料饱和面干吸水率及表观密度对混凝土性能的影响石料的表观密度取决于石质、矿物成分,风化程度及空隙率。
一般来说,密度小的骨料结构疏松、多孔,空隙率和吸水率大,配制的混凝土强度较低,特别是粗骨料外部孔隙对吸水率影响更大,对混凝土抗渗性、抗冻性、化学稳定性和抗磨性等都将产生一定的不利影响。
(三)粗骨料含泥量及泥块含量对混凝土性能的影响《建设用卵石、碎石》(GB/T 14685- 2012)对含泥量的定义是,卵石、碎石中粒径小于75 um的颗粒含量。
《水工混凝土试验规程》(SL352- 2006 )对含泥量的定义是石料中小于0. 08 mm的黏土、淤泥及细屑的总含量。
《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准(附条文说明)》(JGJ 52- 2006 )对含泥量的定义是,粒径小于0.08 mm的细物粒含量。
其比表面积大吸水性大体积不稳定,吸水湿润时影胀,干燥时收缩;黏土含量多对混凝土强度.干缩、徐变、抗渗、抗冻融及抗磨损等均产生不良影响。
含泥状态不同,影响也有差异,其类型有以下三种: (1)包裹型含泥一石子所含泥粒一般成浆状黏结或包裹于石子表面,直接影响石子与水泥石的黏结,从而降低混凝土的强度等性能。
(2)松散型含泥一石子中均匀分布的泥粒,在配制低胶材混凝土或砂子细度偏粗时,可以起到改善混凝土拌和物的和易性与提高混凝土密实性的作用,但含泥量达到5%时,混凝土强度有所降低,特别是R2300以上混凝土,当含泥量超过7%时,强度可降低.30%以上。
细骨料对混凝土和易性的影响细骨料是混凝土的主要组分,约占混凝土体积总量的30%~40%,其性质的好坏将直接影响到新拌混凝土和硬化后混凝土的性能,如和易性、强度、耐久性等。
随着聚羧酸减水剂的广泛使用,细骨料与其适应性好坏同样影响到新拌混凝土和硬化后混凝土的性能,成为业内人士关注的焦点之一。
已有文献介绍,聚羧酸减水剂对混凝土中砂子含泥量十分敏感,既能影响混凝土的坍落度及坍落度损失,在砂子含泥量超过3%时还会对强度产生不利影响。
事实上,除了砂子含泥量之外,砂子的其他性质也将对聚羧酸减水剂的适应性产生影响,进而影响混凝土的各项指标。
实验实例选用两组胶凝材料及两种砂子进行试验,其中1号砂是由于不合格而被施工方否定掉的砂子,2号砂是施工最终选用的砂子。
本实验中为了对比细骨料对混凝土所产生的影响,特选用这两种砂子做了一个对比分析。
试验中发现,采用2号砂子拌制的混凝土没有出现分层、离析,也没有出现泌水现场,黏聚性和保水性较好;而采用1号砂子拌制的混凝土出现了泌水现象,和易性欠佳。
使用同一种砂子,选取不同组胶凝材料时,混凝土的和易性基本一致,说明该工程现场使用的胶凝材料对混凝土和易性无不良影响。
而在胶凝材料相同,砂子不同时,均需增加50%的减水剂,且W-1尚需多加2kg水才能勉强达到施工要求。
此外,由表2还可以看出,1号砂子比2号砂子拌制的混凝土含气量高,含气量偏高将会影响混凝土的后期强度。
原因分析影响混凝土和易性的因素很多,如单位用水量、水泥品种、水泥与外加剂的适应性、骨料性质、水泥浆的数量、水泥浆的稠度、砂率,以及环境条件(如温度、湿度等)、搅拌工艺、放置时间等。
我们根据以往的经验认为,在配合比一定的混凝土设计中,对混凝土和易性影响最大的是胶凝材料和外加剂,尤其是近年来外加剂的广泛使用所引起的胶凝材料水泥适应性问题层出不穷。
但事实证明,细骨料的性质,以及细骨料与外加剂的适应性对混凝土的和易性也有很大的影响,有时能直接决定拌制的混凝土和易性的好坏。
简述粗骨料对混凝土性能的影响作者:周伟来源:《建筑与装饰》2020年第16期摘要粗骨料是混凝土的主要成分,在混凝土中起着重要的作用。
本文主要测试粗骨料对吸水率,孔隙率,颗粒形状,强度等的影响,以研究其对混凝土性能的影响,以改善建筑工程中混凝土的机械性能和耐久性。
关键词粗骨料;吸水率;针片状含量;混凝土性能混凝土是一种多相复合材料系统。
其组成和结构的变化与宏观力学性能密切相关。
同时,作为混凝土成分之一的粗骨料通常约占总体积的50%至70%。
它起着填充和刚性骨架的作用,因此对混凝土非常重要。
硬化混凝土的强度与三个角度有关,即水泥石,粗骨料的强度以及粗骨料与水泥石基质之间的过渡范围。
过去,用于水凝胶的相对较大的中低强度混凝土通常具有超过混凝土强度的粗骨料强度,并且水泥石和过渡带被用作影响强度提高的关键部分。
因此,长期以来,人们只关注如何调整水泥的水化过程,加入混凝土添加剂和矿物添加剂以改善过渡带和水泥石结构,目的是增加混凝土的强度。
越多越好,但是没有考虑粗糙集的功能。
1 测试与分析1.1 粗骨料吸水率对混凝土性能的影响在混凝土搅拌过程中,粗骨料的吸水率直接影响混凝土的耗水量。
吸水率高的碎石可以直接吸收部分混合水,从而减少混凝土的坍落度并影响整体透明度。
吸水率通常也对混凝土的机械性能有一定影响。
在该试验中,在水灰比为0.5,单位耗水量为180kg/m3的条件下,测试了不同吸水率的碎石对混凝土流动性和强度的影响。
试验结果列于表1。
从试验中可以看出,同等级碎石的吸水率在2.0%以内,对混凝土的流动性和强度影响很小。
碎石吸水率≥3.0%时,混凝土的坍落度/膨胀率明显降低,损耗迅速,混凝土的抗压强度也明显降低。
S5和S6大约需要10分钟。
混凝土的流动性很小,不能用于泵送施工。
因此,为了防止吸水率大的混凝土坍落度的迅速损失,可以平稳地泵送。
混合前可以加湿或者吸水率低。
取得良好效果的措施[1]。
1.2 粗骨料空隙率对混凝土性能的影响粗骨料主要使用颚式破碎机生产。
建筑施工中混凝土质量影响因素与控制【摘要】在建筑施工中,混凝土的质量影响着整个建筑工程的质量。
因此,在建筑施工过程中必须高度重视混凝土的施工质量,从分析混凝土强度的主要影响因素出发,论述了建筑施工中混凝土的质量控制措施。
【关键词】工程建设;混凝土;质量控制1 引言随着我国经济的不断发展,国家基础建设不断加强,随着而来出现了许多建筑结构物的质量问题。
作为一种优良的建筑材料,混凝土在建筑工程中发挥着越来越重要的作用,其质量控制是建筑结构物施工中的关键技术之一。
混凝土质量的优劣,对于建筑结构物的安全存在很大的影响,因此在建筑施工过程中必须高度重视混凝土的施工质量。
2 混凝土强度的主要影响因素为了实现对建筑施工中的混凝土质量进行有效控制,首先必须了解影响混凝土强度的主要因素,从而分析得出相关的质量控制措施。
2.1 水泥强度和水灰比抗压强度是影响混凝土质量的关键因素,从其计算公式可以看出,混凝土抗压强度是与混凝土所用的水泥强度相关。
由计算公式可知,水灰比相等的情况下,高标号水泥所制出的混凝土强度高于低标号水泥所制出的混凝土。
除此之外,混凝土强度也与水灰比相关,当水泥标号相同时,水灰比越大,所配制的混凝土强度越高;水灰比越小,所配制的混凝土强度越小。
由此可见,影响混凝土强度的主要因素是水泥强度和水灰比。
作为混凝土质量的关键,控制好混凝土强度,最重要就是要控制好水泥和水灰比两个关键因素。
此外,也有其他不可忽视的因素影响着混凝土的强度。
2.2 混凝土骨料混凝土粗骨料对其强度也是存在一定影响的。
当粗骨料强度等同时,由于碎石表面比卵石表面更为粗糙,导致碎石与水泥砂浆的粘结程度更高,因此当采用的水灰比和水泥强度相等时,碎石配制的混凝土比卵石配制的混凝土强度更高。
对于粗骨料的粒径,一般控制在3.2cm左右。
细骨料品种比起粗骨料对于混凝土强度的影响较小,但是细骨料质量对于混凝土质量也是存在一定影响的。
3 混凝土质量控制措施3.1 原材料控制普通混凝土是由水泥、水、细骨料、化学外加剂、矿物质混合材料,按比例配合,经过均匀拌制,振捣密实成型及养护硬化而成的人工石材。
骨料粒形对混凝土性能的影响目前对于骨料粒形对混凝土性能影响的研究基本集中在粗骨料针片状颗粒含量对混凝土和易性、强度以及耐久性的影响,而对于细骨料粒形对混凝土影响研究较少。
宋伟等研究了粗骨料针片状颗粒含量对混凝土性能的影响,研究发现当含量超过10%时,片状颗粒对混凝土强度影响增大,抗折弹性模量降低明显,抗压弹模变化不大;混凝土工作性则变差。
此结果对细骨料片状颗粒对混凝土的影响有所启示。
张显军研究认为粗骨料针片状含量最好不大于10%~15%。
他还研究了针片状颗粒对高性能混凝土的影响,其对抗压强度影响不大;但很容易导致混凝土离析、泌水。
黄晓峰研究了粗骨料形状对混凝土的影响,发现粗骨料越接近球形,对混凝土抗压强度和弹性模量增长越有利;粗骨料形状对混凝土氯离子扩散影响很大,其随粗骨料短长轴比的增加而降低。
张燕研究认为随针片状颗粒含量的增加,混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度有下降趋势。
严琳研究了粗骨料颗粒形状对自密实混凝土性能的影响,认为当骨料针片状含量越小时,自密实混凝土拌合物黏度越小,流动性越好。
毛军等研究了骨料粒形对混凝土性能的影响,结果发现:(1)随着骨料中针、片状颗粒含量的增加,骨料的压碎值呈线性增大,当针、片状颗粒含量为20%时,骨料的压碎值达到最大,这也就解释了针片状颗粒对骨料强度的影响。
(2)片状颗粒对混凝土工作性和力学性能的影响程度要高于针状颗粒。
(3)随着针、片状颗粒含量的增加,当针片状含量超过15%时,混凝土拉弯强度和抗渗性明显下降。
张书亮研究了骨料针片状含量及粒径对混凝土性能影响,试验结果表明:(1)针片状颗粒含量和粒径的增大可以降低混凝土坍落度,片状颗粒的影响比针状颗粒的影响更加明显。
(2)针片状颗粒对混凝土抗压强度影响较小,但对抗弯拉强度影响较大。
(3)针片状颗粒使得混凝土的渗水高度增加,抗渗性下降。
这与毛军得出的结论相似。
(4)针片状颗粒含量的增加提高了混凝土的干缩率,当针片状含量为15%~25%时,混凝土28d干缩率提高1.6~2.6倍。
有害骨料对混凝土强度的影响 某些成分的骨料在水的影响下,可以和水发生化学反应,使混凝土的化学成分及物理力学性质发生变化,而降低强度,使混凝土遭到破坏,这种骨料称为有害骨料。 有害骨料与水泥的反应大致可分为以下几种: 一、碱硅反应 1、反应现象 碱骨料反应是混凝土原材料中的水泥、外加剂、混合材和水中的碱(Na2O或K2O)与骨料中的活性成分反应,在混凝土浇筑成型后逐渐反应,形成了碱的硅酸盐凝胶,反应生成物吸水膨胀使混凝土产生内部应力,膨胀开裂、导致混凝土失去设计性能。由于活性骨料经搅拌后大体上呈均匀分布。所以一旦发生碱骨料反应、混凝土内各部分均产生膨胀应力,将混凝土自身胀裂、发展严重的只能拆除,无法补救,因而被称为混凝土的癌症。 2、反应机理 在最近40年期间,观察到了骨料和周围水泥净浆之间的一些有害化学反应。最普通的反应是骨料的活性硅成分和水泥中碱之间的反应。二氧化硅的活性形式是蛋白石(无定形),玉髓(隐晶纤维),和鳞石英(结晶)。这些活性材料存在于:蛋白石或玉髓、燧石、硅质石灰石、流纹石和安山凝灰岩与千纹岩中。 活性二氧化硅的特点是所有的硅氧四面体呈任意网状结构,实际的内表面积很大,碱离子较易将其中起联结作用的硅氧键破坏使其解体,胶溶成硅胶或依下式反应成硅酸盐凝胶: 活性SiO2+2mNaOH(KOH)→mNa2O(K2O)·SiO2·nH2O 对膨胀的解释可粗分为两种理论:其一认为碱骨料反应是由水泥中的碱(Na2O和K2O)形成的碱性氢氧化物对骨料中的硅质矿物间的反应开始的,由于形成了碱-硅凝胶,骨料界面发生蚀变。这种胶体是“无限膨胀型”的,它在吸水后有增加体积的趋向。由于此胶体受到周围水泥净浆的约束,结果产生内压,最后导致水泥浆的膨胀、开裂和破坏(突然爆裂)。由此看来膨胀是由于渗透而产生的液压引起的,但碱硅反应的固态产物的膨胀压也会引起膨胀。因此,可以说坚硬骨料颗粒的膨胀对混凝土是有害的,某些较软的凝胶体是由于后来被水浸出并沉积在由于骨料膨胀而产生的裂缝中。硅质颗粒的大小影响着反应的速度,细颗粒(20~30微米)在一两个月之内便会产生膨胀,只有比较大的颗粒要在几年之后才产生膨胀。 另一种湿渗透压理论,是指包围活性集料的水泥浆体起着半透膜的作用,使反应产物的硅酸根离子难以通过,但允许水和碱的氢氧化物扩散进来,从而认为渗透压是造成膨胀的主要原因。 3、影响因素 通常认为,只有在水泥中的总碱量较高,同时骨料中又含有活性二氧化硅的情况下,才会发生上述有害反应。 3.1碱含量 由于碱的数量仅取决于水泥的用量。它们在骨料反应表面的浓度将由此表明的大小来决定。可能发生水泥膨胀反应的水泥最小含碱量是0.6%。Na2O当量可根据熟料实际的K2O含量乘以0.658加上其实际的Na2O含量而计算得到。但在特殊情况下,甚至具有低含碱量的水泥也会引起膨胀,在约束条件下,用给定活性骨料配制的混凝土,当水泥含碱量愈高时,其膨胀就愈大。在水泥组分一定时,细度愈大,混凝土膨胀愈大。 3.2活性骨料 活性骨料的粒径及其含量对膨胀的大小也有较大的影响,已经发现在混合物中加入细粉状的二氧化硅,可使由碱骨料反应引起的膨胀减少或消除。这种看来似乎矛盾的说法可从下面得到解释:在低二氧化硅含量范围内,对于给定的碱量条件下,二氧化硅数量愈大,膨胀也增加,但在二氧化硅含量较高时,情况正好相反;活性骨料的表面积越大,单位面积上有效碱量越少,因而可能生成的碱-硅凝胶量也越少。另一方面,由于氢氧化钙的迁移率非常低,仅骨料表面附近的氢氧化钙可参加反应,这样每单位面积上氢氧化钙的量与骨料总表面积的大小无关。因此,表面积增加,使在骨料界面处溶液的氢氧化钙与碱的比值也增加。在这种情况下,便形成一种无害的(非膨胀的)碱性硅酸钙产物。 对于给定的活性骨料,有一个能导致最大膨胀量的所谓“最危险”含量。对于蛋白石,“最危险”含量可低至3~5%;而对于活性较低的骨料,“最危险”含量可能为10%或20%,甚至高达100%。也就是说,在活性颗粒较少的情况下,随着含量的增加,碱的硅酸盐凝胶数量越多,膨胀越大。但当超过“最危险”含量以后,情况正好相反:活性颗粒越多,单位面积上所能作用的有效碱相应减少,膨胀率变小。因此,掺加足够数量的活性二氧化硅细粉或火山灰、粉煤灰等,可有效抑制碱骨料反应的膨胀效果。 同样的原因,将细的硅质材料加到粗的活性颗粒中尽管仍会和混凝土发生反应,但会使膨胀减小,这些火山灰掺和料的确对减少粗骨料颗粒的侵蚀是有效的。 3.3水分和温度 碱骨料反应通常进行得很慢,所引起的破坏往往经过若干年后才会明显出现。水分存在是碱骨料反应得必要条件,混凝土的渗透性对碱骨料反应有很大的影响。在干湿交替的情况下,反应得到加速。提高温度将使反应加速,至少在10~38℃的范围内是这样的,由此可见,各种物理和化学因素使碱骨料反应问题变得非常复杂。特别是胶体由于吸水而改变它的组成,并产生相当大的压力,使在某些场合下,发生从有限面积上扩散出胶体来。需要注意的是在水泥水化过程中,大量的碱集中在水相中。因此PH值增大,所有二氧化硅材料都变成可溶性的。 4、骨料活性测试 虽然我们可以预测到某一材料会产生混凝土骨料反应,但一般仍不能根据已知的反应材料的数量来估计其有害影响。因为骨料的实际反应度(活性)受颗粒大小和孔隙率的影响,因这些参数将影响到能够发生反应的面积大小。尽管我们知道某些骨料具有活性的趋向,但还没有一个简单的方法确定是否一种给定骨料会和水泥中的碱反应而产生过大的膨胀。目前测定骨料潜在反应可能性的方法有许多种,国内通常采用的方法是测定骨料物理活性的砂浆棒试验法,将可疑骨料进行破碎并配制成规定的级配,用以制作特殊的水泥砂浆棒,使用的水泥含碱当量不小于0.6%,试棒在38℃的水中养护,在此温度下要比高于或低于此温度时具有较快的膨胀速度和较高的膨胀量。此反应也因高的水灰比而加快。某些学者曾经提出一些更好一些的方法,如试棒在3个月龄期时的膨胀率超过了0.05%或在3个月后的膨胀率大于0.1%,则认为此骨料是有害的。但在对骨料的有害性作出判断需要相当长的时间,另一方面,很快作出的化学试验结果常常不能令人信服。同样,尽管岩相分析对鉴别矿物组成是可信的,但也不能证实某一给定矿物一定会产生异常膨胀。因此,仍有待研制一种快速和令人确信的骨料活性的试验方法。目前最好是同时采用几种现有试验方法。 二、碱-碳酸盐反应 1、反应现象 另一种类型的有害骨料反应是某些白云质石灰岩骨料和水泥中碱的反应。在潮湿条件下发生的混凝土的膨胀同碱-硅反应情况相似。一般情况是,围绕着活性颗粒形成2毫米以下的反应区域。裂纹在这些区域内发展,并且产生一个裂纹网和使得骨料和水泥净浆之间粘结力下降。 2、反应机理 这类反应的岩石仅限于细粒状的泥质白云灰岩,其组成在方解石和白云石之间,膨胀大的岩石常含有40~60%的白云石以及5~20%包括伊利石及其类似的粘土等酸不溶物。反应机理也尚未彻底了解。一种观点认为:当有碱存在时发生如下去白云石化反应: CaCO3·MgCO3+2NaOH=CaCO3+Mg(OH)2+Na2CO3 生成具有膨胀性Mg(OH)2,从而造成破坏,同时,由于Ca(OH)2的存在,还会发生如下使碱重生成的反应: Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH 这样就使上述的去白云石化反应继续进行,如此反复循环,有可能造成严重危害。 另一种观点认为骨料的膨胀反应似乎与粘土的存在有关,由于去白云化反应使白云石晶体中粘土质包裹物暴露出来,从而使粘土吸水膨胀或通过粘土膜产生的渗透压引起混凝土的破坏,这种观点认为去白云化反应仅仅是为了提供进入粘土的水的通道的需要,把碱-碳酸盐反应膨胀归功于去白云反应暴露出来的干燥粘土吸水产生的肿胀力。 南京化工学院唐明述教授对我国碱-碳酸盐反应膨胀机理进行了长期的研究。首先,对四个使用白云质岩石作粗集料且在1-3年内发生开裂破坏的混凝土工程进行了调查,收集了其中三个工程的混凝土岩芯和七种用于该四个工程的岩石样品。借助于X-射线(XRD)、化学分析、岩相和电子探针(EPMA)等仪器研究了岩石样品的组成和结构,结果表明,所收集的岩石分属微白云质灰岩、白云质灰岩、微泥质白云岩和纯微晶白云岩,岩石中白云石晶体尺寸约为5-50μm。岩石柱在碱溶液中浸泡时能产生膨胀,部分岩石还发生开裂破坏。在混凝土中,岩石膨胀甚至开裂,并使得混凝土产生开裂破坏。岩石的这种膨胀来自于其中的去白云化反应。工程混凝土岩芯的岩相检验发现,混凝土中裂纹大都起始于集料,且一些裂纹由白云质集料一直贯穿到砂浆,这表明混凝土遭受到碱-碳酸盐反应破坏。唐明述认为白云石与碱的去白云化反应生成水镁石、方解石和CO32-离子。在混凝土或水泥压实体中,反应生成的CO32-离子会与水泥中水化生成的羟钙石反应生成方解石,并再生成OH-离子,这有助于去白云化反应的继续进行。去白云化反应生成的水镁石和方解石颗粒细小,多数小于1μm,且颗粒间存有较多的空间。白云岩粉料的去白云化反应使水泥压实体发生膨胀和开裂;几乎不含粘土的纯微晶白云岩和白云质灰岩在碱溶液或水泥混凝土中的去白云化反应也使岩石发生膨胀,甚至开裂破坏。这表明去白云化反应本身是一膨胀性的反应。由于细小的方解石和水镁石颗粒间有大量的空隙存在,反应生成的产物层的体积(包括水镁石、方解石和空隙)大于被作用掉的白云石的体积。水镁石和方解石的受限生长将引起结晶压力,这种来源于去白云化反应自