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碱-骨料反应试验

碱-骨料反应试验
碱-骨料反应试验

碱-骨料反应试验3D动画补充材料

本动画配套《普通混凝土长期性能和耐久性性能试验方法标准》GB/T50082-2009中“碱—骨料反应试验”。碱—骨料反应试验方法主要参考加拿大《Test Method for Potential Expansive of Cement-Aggregate Combination(Concrete Prism Expansion Method)》CAN/CSA-A23.2-14A:2004方法编写而成。也参考了欧洲材料与试验联合会(RILEM)下属的碱—骨料反应与预防委员会(TC 191 ARP)提出的混凝土棱柱体试验法(AAR-3),适用于检测骨料的碱活性。本方法适用于检验混凝土试件在温度38℃及潮湿条件养护下,混凝土中的碱与骨料反应所引起的膨胀是否具有潜在危害。适用于碱—硅酸反应和碱—碳酸盐反应。一试验主要器材列表

1.混凝土搅拌机(图示:双卧轴混凝土试验用搅拌机)

2.混凝土振动台

3.碱-骨料反应养护箱及试件盒

4.试件养护盒

5.测长仪

6.标准杆

7.试件测头

8.其他器材

掺量设备

方孔筛

二试验试件制作要求

1.应按照下列规定准备原材料和设计配合比。

应使用硅酸盐水泥,水泥含碱量宜为(0.9±0.1)%(以Na2O当量计,即Na2O+0.658K2O)。可通过外加浓度为10%的NaOH溶液,使试验用水泥含碱量达

到1.25%。

当试验用来评价细骨料的活性,应采用非活性的粗骨料,粗骨料的非活性也应通过试验确定,试验用细骨料细度模数宜为(2.7±0.2)。当试验用来评价粗骨料的

活性,应用非活性的细骨料,细骨料的非活性也应通过试验确定。当工程用的骨

料为同一品种的材料,应用该粗、细骨料来评价活性。试验用粗骨料应由三种级

配:(20~16)mm、(16~10)mm和(10~5)mm,各取1/3等量混合。

每立方米混凝土水泥用量应为(420±10)kg。水灰比应为0.42~0.45。粗骨料与细骨料的质量比应为6∶4。试验中除可外加NaOH外,不得再使用其他的外加

剂。

2.应按下列规定制作试件。

成型前24h,应将试验所用所有原材料放入(20±5)℃的成型室。

混凝土搅拌宜采用机械拌和。

混凝土应一次装入试模,应用捣棒和抹刀捣实,然后应在振动台上振动30s或直至表面泛浆为止。

试件成型后应带模一起送入(20±2)℃、相对湿度在95%以上的标准养护室中,应在混凝土初凝前(1~2)h,对试件沿模口抹平并应编号

三试验步骤

试验步骤请观看试验动画。

四数据处理

试件的膨胀率应按下式计算:

1002×???=o o t t L L L ε 式中:t ε——试件在t 天龄期的膨胀率(%),精确至0.001;

t L ——试件在t 天龄期的长度(mm )

; o L ——试件的基准长度(mm );

?——测头的长度(mm )

; 每组应以3个试件测值的算术平均值作为某一龄期膨胀率的测定值

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骨料碱活性检验化学法

040-骨料碱活性检验(化学法) (4)研磨设备:小型破碎机和粉磨机,能把骨料粉碎成粒径0.16~0.315mm; (5)筛:孔径分别为0.16、0.315mm; (6)天平:称量100(或200)g,感量0.1mg; (7)恒温水浴:能在24h内保持80±1℃; (8)高温炉:最高温度1000℃。 2.试剂:均为分析纯。 三、试验步骤 1.配制1.000N氢氧化钠溶液:称取40g分析纯氢氧化钠,溶于1000mL新煮沸并经冷却的蒸馏水中摇匀,贮于装有钠石灰干燥管的聚乙烯瓶中。配制后的氢氧化钠溶液应用邻苯二钾酸氢钾标定,准至0.001N。 2.准备试样:取有代表性的骨料样品约500g,用破碎机及粉磨机破碎后,在0.16和0.315mm的筛子上过筛,弃去通过0.16mm的颗粒。留在0.315mm筛上的颗粒需反复破碎,直到全部通过0.315mm筛为止。然后用磁铁吸除破碎样品时带入的铁屑。为了保证小于0.16mm的颗粒全部弃除,应将样品放在0.16mm的筛上,先用自来水冲洗,再用蒸馏水冲洗。一次冲洗的样品不多于

100g,洗涤过的样品,放在105±5℃烘箱中烘20±4h,冷却后,再用0.16mm筛筛去细屑,制成试样。称取备好的试样25±0.05g三份,按下述步骤进行测试。 3.将试样放入反应器中,用移液管加入25mL经标定的氢氧化钠溶液。另取2~3个反应器不放样品,加入同样的氢氧化钠溶液作为空白试验。 4.将反应器的盖子盖上(带橡皮垫圈),轻轻旋转摇动反应器,以排出粘附在试样上的空气,然后加夹具密封反应器。 5.将反应器放在80±1℃的恒温水浴中24h,然后取出,将其放在流动的自来水中冷却15±2min,立即开盖,用瓷质古氏湿润过滤(坩埚内应放一块大小与坩埚相吻合的快速滤纸)。过滤时,将坩埚放在带有橡皮坩埚套的巴氏漏斗上,巴氏漏斗装在抽滤瓶上。抽滤瓶中放一支容量35~50mL的干燥试管,用以收集滤波。 注:为避免氢氧化钠溶液与玻璃器皿发生反应,影响试验的精度,建议采用塑料漏斗和塑料试管,或在玻璃漏斗和试管上涂一层石蜡。 6.开动抽气系统,将少量溶液倾入坩埚中润湿滤纸,使之紧贴在坩蜗底部,然后继续倾入溶液,不要搅动反应器内的残渣。待溶液全部倾出后,停止抽气,用不锈钢或塑料小勺将残渣移入批捐中并压实,然后再抽气。调节气压在380mm水银柱,直至每10秒钟滤出溶液一滴为止。 注:同一组试样及空白试验的过滤条件都应当相同。 7.过滤完毕,立即将滤液摇匀,用移液管吸取10mL滤液移入200mL容量瓶中,稀释至刻度,摇匀,以备测定溶解的二氧化硅含量和碱度降低值用。 注:此稀释液应在4h内进行分析,否则应移入清洁、干燥的聚乙烯容器中密封保存。 8.测定可溶性二氧化硅的含量(S C)。可在重量法、容量法或比色法中任选一种方法来测定。

混凝土碱骨料反应问题及预防措施

混凝土碱骨料反应问题及预防措施 由于我国过去水泥含碱量一般不高,加以自50年代起30余年来一直生产高混合材水泥,例如在七十年代曾大量生产使用的矿渣400号水泥,其中矿渣含量高达 60-70%,有这么多的活性混合材,即使某厂水泥熟料当时含碱量稍高,砂石中有相当数量的活性成分,由于活性混合材可以起到消化缓解碱的作用,因而在八十年代以前我国一般土建工程尚未见碱骨料反应对工程损害的报告,以致许多设计、施工工程技术人员对碱骨料反应问题还比较生疏,有必要作一些基本情况的介绍。 一、什么是水泥混凝土的碱骨料反应 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若干年(数年至二、三十年)逐渐反应,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,将混凝土自身膨胀,发展严重的只能拆除,无法补救,因而被称为混凝土的癌症。 二、碱骨料反应的分类和机理 1、碱硅酸反应 1940年美国加利福尼亚州公路局的斯坦敦,首先发现碱骨料反应,引起世界混凝土工程界的重视,这种反应就是碱酸反应。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,碱硅凝胶固相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进展,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。 能与碱发生反应的活性氧化硅矿物有蛋白石,玉髓、鳞石英、方英石、火山玻璃及结晶有缺欠的石英以及微晶、隐晶石英等,而这些活性矿物广泛存在于多种岩石中,因而迄今为止,世界各国发生的碱骨料反应绝大多数为碱硅酸反应。 2、碱碳酸盐反应 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,用美国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,只有象加大金斯敦这种泥质石灰质白云石,才发生碱碳酸盐反应。

碱骨料反应

混凝土碱骨料反应(Alkali-aggregate reaction, AAR)是指骨料中特定内部成分在一定条件下与混凝土中的水泥、外加剂、掺合剂等中的碱物质进一步发生化学反应,导致混凝土结构产生膨胀、开裂甚至破坏的现象,严重的会使混凝土结构崩溃,是影响混凝土耐久性的重要因素之一;混凝土碱骨料反应根据反应机制可分为碱硅酸盐反应和碱碳酸盐反应。 发生条件 (1) 混凝土中碱含量:过量的Na2O(Na2O+0.66K2O) 来自水泥、外加剂、掺合料、骨料、拌合水等组分及周围环境。 低碱水泥:钠、钾含量小于0.6%的水泥称为低碱水泥。 发生碱骨料反应的碱含量范围:高活性的硅质骨料(如蛋白石),大于2.1kg/m3;中等活性的硅质骨料,大于3.0kg/m3;碱—碳酸盐反应活性骨料,大于1.0kg/m3。 (2) 碱活性骨料 含活性二氧化硅的岩石分布很广,碱—碳酸盐反应活性的只有黏土质白云石质石灰石。充分掌握骨科碱活性的情况,建立碱活性骨料分布图。 (3) 潮湿环境 现有的现场资料充分证明,绝大部分混凝土构筑物在季节性气候变化的暴露条件下,其内部的相对湿度足以维持膨胀性AAR,因此在沙漠地带的大多数公路、大坝以及干燥气候条件下

的桥面和柱也可能保持内部湿度而断续发生膨胀反应。同时,在控制环境条件下,室内的大型混凝土构件也能长期维持适当的相对湿度。因此虽然水是碱-骨料反应发生的必要条件之一,但是并没有好的方法预防这一点。 影响因素 1)混凝土碱含量 碱含量越高,碱骨料反应膨胀开裂越严重;硅质集料的活性越高,其“安全总碱含量”越低。 2)活性骨料含量与尺寸:每种活性骨料都存在一个最不利掺量范围,这与混凝土中活性SiO2/碱含量有关 3)矿物掺合料:可有效抑制碱骨料反应对混凝土的破坏。 4)环境温度与湿度:高温、高湿环境对碱骨料反应有明显加速作用。 5)其它因素: 掺入引气剂,可在一定程度上减小碱骨料反应膨胀; 骨料颗粒级配的影响:对于不同的活性二氧化硅含量,存在一个不同的最不利颗粒尺寸,此时的膨胀压力最大。 受力状态:受外约束力作用越大,膨胀开裂越小。 预防措施 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

碱-骨料反应试验

碱-骨料反应试验3D动画补充材料 本动画配套《普通混凝土长期性能和耐久性性能试验方法标准》GB/T50082-2009中“碱—骨料反应试验”。碱—骨料反应试验方法主要参考加拿大《Test Method for Potential Expansive of Cement-Aggregate Combination(Concrete Prism Expansion Method)》CAN/CSA-A23.2-14A:2004方法编写而成。也参考了欧洲材料与试验联合会(RILEM)下属的碱—骨料反应与预防委员会(TC 191 ARP)提出的混凝土棱柱体试验法(AAR-3),适用于检测骨料的碱活性。本方法适用于检验混凝土试件在温度38℃及潮湿条件养护下,混凝土中的碱与骨料反应所引起的膨胀是否具有潜在危害。适用于碱—硅酸反应和碱—碳酸盐反应。一试验主要器材列表 1.混凝土搅拌机(图示:双卧轴混凝土试验用搅拌机) 2.混凝土振动台

3.碱-骨料反应养护箱及试件盒 4.试件养护盒

5.测长仪 6.标准杆

7.试件测头 8.其他器材 掺量设备 方孔筛 二试验试件制作要求

1.应按照下列规定准备原材料和设计配合比。 应使用硅酸盐水泥,水泥含碱量宜为(0.9±0.1)%(以Na2O当量计,即Na2O+0.658K2O)。可通过外加浓度为10%的NaOH溶液,使试验用水泥含碱量达 到1.25%。 当试验用来评价细骨料的活性,应采用非活性的粗骨料,粗骨料的非活性也应通过试验确定,试验用细骨料细度模数宜为(2.7±0.2)。当试验用来评价粗骨料的 活性,应用非活性的细骨料,细骨料的非活性也应通过试验确定。当工程用的骨 料为同一品种的材料,应用该粗、细骨料来评价活性。试验用粗骨料应由三种级 配:(20~16)mm、(16~10)mm和(10~5)mm,各取1/3等量混合。 每立方米混凝土水泥用量应为(420±10)kg。水灰比应为0.42~0.45。粗骨料与细骨料的质量比应为6∶4。试验中除可外加NaOH外,不得再使用其他的外加 剂。 2.应按下列规定制作试件。 成型前24h,应将试验所用所有原材料放入(20±5)℃的成型室。 混凝土搅拌宜采用机械拌和。 混凝土应一次装入试模,应用捣棒和抹刀捣实,然后应在振动台上振动30s或直至表面泛浆为止。 试件成型后应带模一起送入(20±2)℃、相对湿度在95%以上的标准养护室中,应在混凝土初凝前(1~2)h,对试件沿模口抹平并应编号 三试验步骤 试验步骤请观看试验动画。 四数据处理 试件的膨胀率应按下式计算:

碱骨料反应

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)。碱硅酸凝胶吸水膨胀,体积可以增大3倍,在混凝土中产生膨胀压力和渗透压力,使混凝土开裂破坏。碱硅酸反应的特点是:①混凝土表面产生杂乱无章的网状裂缝;②破坏处的骨料周围出现反应环和反应边;③在裂缝及其附近的孔隙中,有硅酸钠(钾)凝胶,当其失水后可硬化或粉化。 碱碳酸盐反应在1951年由加拿大的Swenson提出,其对应的岩石比较特殊,现在也以加拿大的Kingston黏土质白云岩为典型,其他地区报道较少,对反应机理认识也还不清楚。目前通常认为碱碳酸盐反应是水泥中的碱与某些碳酸盐骨料,如白云石发生反应引起膨胀,使混凝土开裂破坏。上述脱白云石化循环反应式为 CaMg(CO3)2+2ROH→Mg(OH)2+CaCO3+R2CO3 R2CO3 +Ca(OH)2→2ROH+CaCO3 式中:Mg(OH)2:为水镁石,R代表碱(K或Na)。经计算

水工混凝土的碱骨料反应问题

水工混凝土的碱骨料反应问题 水工混凝土的碱骨料反应问题 摘要:建筑工程中的水工混凝土施工主要存在的问题有裂缝、 冲磨、冻胀、碳化、空蚀、溶蚀、侵蚀和碱骨料反应等,这些问题很大程度上影响建筑工程的质量,增加工程在使用过程中的费用,造成经济损失,甚至严重影响建筑结构的正常使用,影响安全和效益,更甚者可能导致社会问题。本文通过全面的比较水工混凝土与普通混凝土差异,对这些差异在碱骨料反应方面所引起的不同行为进行了系统的分析。由此发现,碱骨料反应发生的时时候水工混凝土比普通混凝土具有更大危险。同时,本文也对碱骨料反应破坏的反应条件及其行为的影响因素做了详细探究。旨在提高施工人员对水工混凝土碱骨料的反应问题的认识水平。 关键词:水工混凝土;碱骨料反应;研究;差异;表现行为 Abstract: the construction of the main problems existing in the construction of hydraulic concrete cracks, anti-abrasion, frost heave, carbide, cavitation erosion, corrosion, erosion and alkali aggregate reaction etc., these problems largely affects the quality of the construction projects, increase the engineering cost in the process of using, causing economic losses, and even seriously affect the normal use of building structure, affect the safety and efficiency, moreover can lead to social problems. In this article, through comprehensive comparison of hydraulic concrete and ordinary concrete differences, such differences caused by different behavior in the alkali aggregate reaction system is analyzed. , alkali aggregate reaction occurred during time of hydraulic concrete with a bigger danger than ordinary concrete. At the same time, also damage to alkali aggregate reaction in this paper the influence factors of reaction conditions and its

碱骨料反应

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、

砂的碱活性试验

砂的碱活性试验(快速法) 本方法适用于在1mol/L氢氧化钠溶液中浸泡试样14d以检验圭质骨料与混凝土中的碱产生潜在反应的危害性,不适用于碱碳酸盐反应活性骨料检验。 快速法碱活性试验应采用下列仪器设备: 1.烘箱——温度控制范围为(105±5)℃ 2.天平——称量1000g,感量1g 3.试验筛——筛孔公称直径为5.00mm、2.50mm、1.25mm、630цm、315цm、160цm的方孔筛各一只 4.测长仪——测量范围280~300mm.,精度0.01mm 5.水泥胶砂搅拌机——应符合现行行业标准《行星式水泥胶砂搅拌机》JC/T681的规定 6.恒温养护箱或水浴——温度控制范围为(80±2)± 7.养护箱——由耐碱耐高温的材料制成,不漏水,密封,防止容器内湿度下降,筒的容积可以保证试件全部浸没在水 中。筒内试件架,试件垂直于试件架放置 8.试模——金属试模,尺寸为25m m×25mm×280mm。试模两端正中有小孔,装有不锈钢测头 9.镘刀、捣棒、量筒、干燥器等 试件的制作应符合下列规定: 1. 2.水泥应采用符合现行国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175要求的普通硅酸盐水泥。水泥与砂的质量 比为1:2.25,水灰比为0.47.试件规格25mm×25mm×280mm,每组三条,称取水泥440g,砂990g 3.成型前24h,将试验所用材料(水泥、砂、拌合用水等)放入(20±2)℃的恒温室中。 4.将称好的水泥与砂倒入搅拌锅,应按现行国家标准《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》GB/T17671的规定进行搅 拌。 5.搅拌完成后,将砂浆分两层装入试模内,每层捣40次,测头周围应填实,浇捣完毕后用镘刀刮除多余砂浆,抹平 表面,并标明测定方向及编号。 快速法试验应按下列步骤进行: 1.将试件成型完毕后带模放入标准养护室,养护(24±4)h后脱模 2.脱模后,将试件浸泡在装有自来水的养护筒中,并将养护筒放入温度(80±2)℃的烘箱或水浴箱中养护24h同种 骨料制成的试件放在同一个养护筒中。 3.然后将养护筒逐个取出。每次从养护筒中取出一个试件用抹布擦干表面,立即用测长仪测时间的基长(Lo)每个 试件至少重复测试两次,取差值在仪器精度范围内的两个读书的平均值作为长度测定值(精确至0.02mm)每次每个试件的测量方向应一致,待测的试件需用湿布覆盖,防止水分蒸发,从取出试件擦干到读数完成应在(15±5)s 内结束,读数后的试件应用湿布覆盖。全部试件测完基准长度后,把试件放入装有浓度为1mol/L氢氧化钠溶液的养护筒中,并确保试件被完全浸泡,溶液温度应保持在(80±2)℃,将养护筒放回烘箱或水箱中。 4.自测定基准长度之日起,第3d、7d、10d、14d再分别测其长度(Lt).测长方法与测基长方法相同。每次测量完毕 后,应将试件调头放入原养护筒,盖好筒盖,放回(80±2)℃的烘箱或水浴箱中,继续养护到下一个测试龄期,操作时防止氢氧化钠溶液溢溅,避免烧伤皮肤。 5.在测量时应观察试件的变形,裂缝,渗出物等,特别应观察有无胶体物质,并作详细记录。 事件中的膨胀率应按下式计算,精确至0.01%: ε1=L t-L o/ L o-2△×100% 式中ε1——试件在t天龄期的膨胀率(%) L t——试件在t天龄期的长度(mm) L o———试件的基长(mm) △———测头长度(mm) 以三个试件膨胀率的平均值作为某一龄期膨胀率的测定值,任一试件膨胀率与平均值应符合下列规定: 1.当平均值小于或等于0.05%时,其差值均应小于0.01% 2.当平均值大于0.05%时,单个测值与平均值的差值应小于平均值的20% 3.当三个试件的膨胀率均大于0.10%时,无精度要求;

最新040-骨料碱活性检验化学法

040-骨料碱活性检验 化学法

040-骨料碱活性检验(化学法) (4)研磨设备:小型破碎机和粉磨机,能把骨料粉碎成粒径0.16~0.315mm; (5)筛:孔径分别为0.16、0.315mm; (6)天平:称量100(或200)g,感量0.1mg; (7)恒温水浴:能在24h内保持80±1℃; (8)高温炉:最高温度1000℃。 2.试剂:均为分析纯。 三、试验步骤 1.配制1.000N氢氧化钠溶液:称取40g分析纯氢氧化钠,溶于1000mL新煮沸并经冷却的蒸馏水中摇匀,贮于装有钠石灰干燥管的聚乙烯瓶中。配制后的氢氧化钠溶液应用邻苯二钾酸氢钾标定,准至0.001N。 2.准备试样:取有代表性的骨料样品约500g,用破碎机及粉磨机破碎后,在0.16和0.315mm的筛子上过筛,弃去通过0.16mm的颗粒。留在0.315mm筛上的颗粒需反复破碎,直到全部通过0.315mm筛为止。然后用磁铁吸除破碎样品时带入的铁屑。为了保证小于0.16mm的颗粒全部弃除,应将样品放在0.16mm

的筛上,先用自来水冲洗,再用蒸馏水冲洗。一次冲洗的样品不多于100g,洗涤过的样品,放在105±5℃烘箱中烘20±4h,冷却后,再用0.16mm筛筛去细屑,制成试样。称取备好的试样25±0.05g三份,按下述步骤进行测试。 3.将试样放入反应器中,用移液管加入25mL经标定的氢氧化钠溶液。另取2~3个反应器不放样品,加入同样的氢氧化钠溶液作为空白试验。 4.将反应器的盖子盖上(带橡皮垫圈),轻轻旋转摇动反应器,以排出粘附在试样上的空气,然后加夹具密封反应器。 5.将反应器放在80±1℃的恒温水浴中24h,然后取出,将其放在流动的自来水中冷却15±2min,立即开盖,用瓷质古氏湿润过滤(坩埚内应放一块大小与坩埚相吻合的快速滤纸)。过滤时,将坩埚放在带有橡皮坩埚套的巴氏漏斗上,巴氏漏斗装在抽滤瓶上。抽滤瓶中放一支容量35~50mL的干燥试管,用以收集滤波。 注:为避免氢氧化钠溶液与玻璃器皿发生反应,影响试验的精度,建议采用塑料漏斗和塑料试管,或在玻璃漏斗和试管上涂一层石蜡。 6.开动抽气系统,将少量溶液倾入坩埚中润湿滤纸,使之紧贴在坩蜗底部,然后继续倾入溶液,不要搅动反应器内的残渣。待溶液全部倾出后,停止抽气,用不锈钢或塑料小勺将残渣移入批捐中并压实,然后再抽气。调节气压在380mm水银柱,直至每10秒钟滤出溶液一滴为止。 注:同一组试样及空白试验的过滤条件都应当相同。 7.过滤完毕,立即将滤液摇匀,用移液管吸取10mL滤液移入200mL容量瓶中,稀释至刻度,摇匀,以备测定溶解的二氧化硅含量和碱度降低值用。 注:此稀释液应在4h内进行分析,否则应移入清洁、干燥的聚乙烯容器中密封保存。 8.测定可溶性二氧化硅的含量(S C)。可在重量法、容量法或比色法中任选一种方法来测定。

混凝土碱骨料反应的机理及预防方法

碱骨料反应的预防方法 发布: 2011-1-13 16:33 | 编辑: 小平 | 【水泥人网】碱骨料反应条件是在混凝土配制时形成的,即配制的混凝土中只有足够的碱和反应性骨料,在混凝土浇筑后就会逐渐反应,在反应产物的数量吸水膨胀和内应力足以使混凝土开裂的时候,工程便开始出现裂缝。这种裂缝和对工程的损害随着碱骨料反应的发展而发展,严重时会使工程崩溃。有人试图用阻挡水分来源的方法控制碱骨料反应的发展,例如笔者见过的日本从大孤到神户的高速公路松原段陆地立交桥,桥墩和梁发生大面积碱骨料反应开裂,日本曾采取将所有裂缝注入环氧树脂,注射后又将整个梁、桥墩表面全用环氧树脂涂层封闭,企图通过阻止水分和湿空气进入的方法控制碱骨料反应的进展,结果仅仅经过一年,又多处开裂。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。 2、控制混凝土中含碱量由于混凝土中碱的来源不仅是从水泥,而且从混合材、外加剂、水,甚至有时从骨料(例如海砂)中来,因此控制混凝土各种原材料总碱量比单纯控制水泥含碱量更重要。对此,南非曾规定每m3混凝土中总碱量不得超过2.1kg,英国提出以每m3混凝土全部原材料总碱量(Na2O当量)不超过3kg,已为许多国家所接受。 3、对骨料选择使用如果混凝土含碱量低于3kg/m3,可以不做骨料活性检验,如果水泥含碱量高或混凝土总碱量高于3kg/m3,则应对骨料进行活性检测,如经检测为活性骨料,则不能使用,或经与非活性骨料按一定比例混合后,经试验对工程无损害时,方可按试验规定的比例混合使用。 4、掺混合材掺某些活性混合材可缓解、抑制混凝土的碱骨料反应。根据各国试验资料,掺s—10%的硅灰可以有效的抑制碱骨料反应,据悉冰岛自1979年以来,一直在生产水泥时掺5—7.5%硅灰,以预防碱骨料反应对工程的损害。另外掺粉煤灰也很有效,粉煤灰的含碱量不同,经试验,即使含碱量高的粉煤灰,如果取代30%的水泥,也可有效地掏碱骨料反应。另外常用的抑制性混合材还有高炉矿渣,但掺量必须大于50%才能有效地抑制碱骨料反应对工程的损害,现大美、英、德诸国对高炉矿渣的推荐掺量均为50%以上。 5、隔绝水和湿空气的来源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。

混凝土碱骨料反应简介

混凝土碱骨料反应简介 碱骨料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. 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。 碱骨料反应的预防方法:碱骨料反应条件是在混凝土配制时形成的,即配制的混凝土中只有足够的碱和反应性骨料,在混凝土浇筑后就会逐渐反应,在反应产物的数量吸水膨胀和内应力足以使混凝土开裂的时候,工程便开始出现裂缝。这种裂缝和对工程的损害随着碱骨料反应的发展而发展,严重时会使工程崩溃。有人试图用阻挡水分来源的方法控制碱骨料反应的发展,例如笔者见过的日本从大孤到神户的高速公路松原段陆地立交桥,桥墩和梁发生大面积碱骨料反应开裂,日本曾采取将所有裂缝注入环氧树脂,注射后又将整个梁、桥墩表面全用环氧树脂涂层封闭,企图通过阻止水分和湿空气进入的方法控制碱骨料反应的进展,结果仅仅经过一年,又多处开裂。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。 2、控制混凝土中含碱量由于混凝土中碱的来源不仅是从水泥,而且从混合材、外加剂、水,甚至有时从骨料(例如海砂)中来,因此控制混凝土各种原材料总碱量比单纯控制水泥含碱量更重要。对此,南非曾规定每m3混凝土中总碱量不得超过2.1kg,英国提出以每m3混凝土全部原材料总碱量(Na2O当量)不超过3kg,已为许多国家所接受。 3、对骨料选择使用如果混凝土含碱量低于3kg/m3,可以不做骨料活性检验,如果水泥含碱量高或混凝土总碱量高于3kg/m3,则应对骨料进行活性检测,如经检测为活性骨料,则不能使用,或经与非活性骨料按一定比例混合后,经试验对工程无损害时,方可按试验规定的比例混合使用。 4、掺混合材掺某些活性混合材可缓解、抑制混凝土的碱骨料反应。根据各国试验资料,掺S——10%的硅灰可以有效的抑制碱骨料反应,据悉冰岛自1979年以来,一直在生产水泥时掺5—7.5%硅灰,

混凝土的碳化及碱—骨料反应

混凝土的碳化与碱—骨料反应 于换小(10级岩土工程) 一、混凝土的碳化 1、混凝土碳化的定义 混凝土的碳化是指混凝土中原呈碱性的勤氢氧化钙在大气中受到二氧化碳和水分的作用逐渐变成呈中性的碳酸钙的过程[1]。 2、混凝土碳化的形成机理 混凝土的基本组成材料为水泥、水、砂和石子,其中的水泥和水发生水化反应,生成的水化物自身具有强度(称为水泥石)。同时将散粒状的砂和石子粘结起来,成为一个坚硬的整体。混凝土的碳化,水泥石中的水化产物与周围环境中的二氧化碳作用,生成碳酸盐或其他的物质的现象。碳化将使混凝土的内部组成及组织发生变化。由于混凝土是一个多孔体,在其内部存在大小不同的毛细管、孔隙、气泡,甚至缺陷等。空气中的二氧化碳首先渗透到混凝土内部充满空气的孔隙和毛细管中,而后溶解于毛细管中的液相,与水泥水化过程中产生的氢氧化钙和硅酸三钙、硅酸二钙等水化产物相互作用,形成碳酸钙。混凝土的碳化是在气相、液相和固相中进行的一个复杂的多相物理化学连续过程[2]。 3、混凝土碳化的影响因素 大气中的混凝土碳化通常是一个缓慢的过程,碳化速度取决于混凝土的渗透性和大气中二氧化碳的浓度。在实际中可以分为混凝土自身相关的内部因素和环境相关的外部因素。混凝土的渗透性取决于混凝土的严密性,而严密性又取决于水泥的品种和用量、集料的品种和级配、水灰比、浇筑和养护的质量等[3]。 内部因素:(1)水泥用量;(2)水泥品种;(3)水灰比;(4)混凝土抗压强度;(5)集料品种和级配;(6)施工质量及养护方法对碳化的影响。 外部因素:(1)光照和温度;(2)相对湿度;(3)二氧化碳的浓度;(4)氯离子浓度的影响。 其他因素:(1)不同应力状态对混凝土碳化的影响;(2)裂缝对混凝土碳化的影响,裂缝处混凝土的碳化速度要大于无裂缝处[2]。 4、混凝土碳化的危害 混凝土碳化对钢筋混凝土结构的耐久性有很大的影响。经过碳化的混凝土,表面强度,密度能有所提高,但由于碳化的混凝土一般在结构表面,深度不大。混凝土碳化后会产生体积收缩。当收缩应力超过混凝土表面抗拉强度时,会在表面产生裂缝。潮湿空气进入裂缝,使裂缝处的混凝土碳化收缩,继而使裂缝向混凝土内部发展。当裂缝穿透混凝土保护层到达钢筋时,混凝土失去对钢筋的保护作用,钢筋开始生锈。钢筋锈蚀后,锈蚀产生的体积开始膨胀,从而对周围的混凝土产生膨胀应力,锈蚀越严重,铁锈越多,膨胀力越大,最后导致

碱骨料反应计算

限值砼含碱量、防止砼发生碱----骨料反应破坏砼 1砼碱含量是指砼中等当量氧化钠的含量,以kg//m3计,砼中原材料的碱含量是指原材料中等当量氧化钠的含量,以重量百分率计。等当量氧化钠含量是指氧化钠与0.658倍的氧化钾之和。 2、砼骨料具有碱----硅酸反应活性或碱-----碳酸盐反应活性时称为骨料碱活性。当环境干燥时碱------硅酸反应或碱---碳酸盐反应,一般不产生破坏性膨胀,砼处于潮湿环境时可能遭受碱---硅酸反应或碱---碳酸盐反应破坏。如果有大量碱从环境中渗入砼,则含活性骨料的混凝土不可避免的会因碱――硅酸反应或碱—碳酸盐反应而开裂破坏。 不同的工程结构破坏后造成的损失及危害不同,在目前,因条件限制可对工程结构区别对待,对造价较低的一般工程结构,可考虑适当放宽碱含量限值,对于不允许发生膨胀、开裂的特殊工程结构,砼含碱量的限值应更严,以防万一发生碱――硅酸反应或碱---碳酸盐反应。 注:1碱----硅酸反应:是指水泥中或其他来源的碱与骨料中活性氧化硅发生化学反应并导致砂浆或砼产生异常膨胀。 2碱----碳酸盐反应:是指水泥中或其他来源的碱与活性白云质骨料中白云石晶体发生化学反应并导致砂浆或砼产生异常膨胀。 3、砼碱含量的计算方法 (1)水泥 水泥的碱含量是以水泥出厂合格证平均碱含量计,每立方米砼水泥用量以实际用量计,水泥提供的碱可按下式计算:

A c=W c K c(Kg/m3) 式中:W c-----水泥用量(Kg/m3) K c-----水泥平均含碱量(%) (2)化学外加剂 在化学外加剂的掺量以水泥重量的百分比表示时,外加剂引入砼的碱可按下式计算: A ca=aW c W a K ca(Kg/m3) 式中:a-----将钠或钾盐的重量折算成等当量氧化钠重量的系数。 W a-----外加剂掺量(%) K ca-----外加剂中钠(钾)盐含量(%) W c-----水泥用量(Kg/m3) 常用钠或钾盐的重量折算等当量Na2O重量系数 (3)掺合料 掺合料提供的碱可按下式计算 A ma=βγW c K ma(Kg/m3) 式中:β---掺合料有效碱含量占掺合料碱含量的百分率(%)γ---掺合料对水泥的重量置换率(%) K ma----掺合料碱含量(%) 对于矿渣、粉煤灰和硅灰,β值分别为50%、15%、50% (4)砼

抑制混凝土中的碱骨料反应的方法

抑制混凝土中的碱骨料反应的方法 掺加足量的矿物细掺料。使用矿物细掺料是配制高性能商品混凝土的一个重要手段。其目的是为了抑制商品混凝土中碱骨料反应的危害。吴中伟教授认为,矿物细掺料是高性能商品混凝土的主要组成材料之一,它起着根本改变常规商品混凝土性能的作用。已经有许多研究结果表明,在商品混凝土中掺入足够的含有活性SiO2的矿物细掺料能够使商品混凝土中的碱骨料反应完全得到抑制。常用的矿物细掺料为硅粉、粉煤灰、沸石粉、矿渣粉、磷矿粉等……掺加矿物细掺料还有助于提高商品混凝土的密实性能,增强硬化商品混凝土的抗化学侵蚀性能;水泥的水化是一个由水泥颗粒表面向水泥内部发展的逐步进行的过程,但28天以后,水泥中各种矿物成分的水化程度仅为11%~84%,水泥的实际利用率约为60%~80%。由此可见,在配制高性能商品混凝土时,掺入部分活性矿物细掺料可以促进水泥水化生成物的进一步转化。改善硬化商品混凝土的孔结构,提高商品混凝土的密实性能。 应该注意,矿物细掺料的使用不是简单的对水泥的代替。应该根据具体情况确定矿物细掺料的品种与掺量。研究表明,将两种以上的矿物细掺料复合使用时,其综合效果优于其分别单独使用的总和,这就是所谓的超叠加效应。 对商品混凝土中碱骨料反应的研究结果表明,引起商品混凝土中碱骨料反应的三个主要条件是使用了碱活性骨料、使用了高含碱量的水泥和商品混凝土结构所在处的环境中有水存在。其中结构使用环境中有水存在是发生碱骨料反应的必要条件。碱骨料反应除了可以应用复合使用矿物细掺料的方法加以抑制外,也可以破坏其产生的条件来加以避免。例如,用于室内的不接触水的结构,可以不考虑碱骨料反应的危害;对于用于室外的商品混凝土结构,我们也可以将使用碱活性骨料配制成钢管商品混凝土,由于环境中的水很难渗透进钢管里,因此碱骨料反应就难以发生。含有碱活性成分的骨料也是可以使用的。这就为我们找到了合

集料碱活性检验(砂浆长度法)

集料碱活性检验(砂浆长度法) 1 目的与适用范围 1.1 测定水泥砂浆试件的长度变化,以鉴定水泥中的碱与活性集料间的反应所引直的膨胀是否具有潜在危害。 1.2 用岩相法T0324试验评定集料为碱活性或可疑时宜采用本方法,但不适用于碱碳酸盐反应。 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 镘刀及截面为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*2.5.4mm*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,筒内设有试件架,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~300mm,粗密度0.01mm。 2.7 储存室(箱)的湿度为28±2摄氏度。 3 试验准备 3.1 试样制备 3.1.1 水泥:检定一般集料活性时,应使用含碱量高于0.8%的硅酸盐水泥。对于具体工程,如使用几种水泥,对于含碱量大于0.6%的水泥均应进行试验。 注:水泥含碱量以氧化钠(Na2O)计,氧化钾(K2O)换算为氧化钠时乘以换算系数0.658。 3.1.2 集料:对于砂料使用工程实际采用的或拟用的砂;对于石料应把活性、非活性集料分别破碎成表1所示的级配,并根据岩相检验的结果将活性与非活性集料按比例组合成试验用砂。 砂料级配表表1 3.1.3 砂浆配合比:水泥与砂的重量比为1:2.25。一组3个试件共需水泥400g,砂900g。砂浆用水量按GB2419“水泥胶砂流动度测定方法”选定,但跳桌跳动次数改为10次/6s,以流动度在105mm~120mm为准。3.2 试件制作 3.2.1 成型前24h,将试验所用材料(水泥、砂、拌和用水等)放入20摄氏度±2摄氏度的恒温室中。 3.2.2 砂浆制备:将水倒入拌和锅内,加入水泥拌和30s,再加入砂料的一半拌和30s,最后加入剩余的砂料拌和90s。 3.2.3 砂浆分两层装入试模内,每层捣实20次;浇第一层后安放测头再浇第二层(注意测头周围砂浆应填实),浇捣完毕后用镘刀刮除多余砂浆,抹平表面并编号。 4 试验步骤 4.1 试件成型完毕后,带模放入标准养护室,养护24h±4h后脱模。脱模后立即测量试件的长度。此长度为试件的基准长度。测长应在20±2摄氏度的恒温室中进行。每个试件至少重复测试两次,取差值在仪器精密度范围内的2个读数的值作为长度测定值。待测的试件须用湿布覆盖,以防止水分蒸发。 4.2 测长后将试件放入养护筒中,筒壁衬以吸水纸使筒内空气为水饱和蒸气,盖严筒盖放入38±2摄氏度养护室(箱)里养护(一个筒内的试件品种应相同)。 4.3 测长龄期自测基长后算起分14d、1、2、3、6、9、12个月几个龄期,如有必要还可适当延长,在测长的前一天,应把养护筒从38±2摄氏度的养护室(箱)中取出,放入20±2摄氏度的恒温室。试件的测长方法与测基长时相同,每个龄期测长完毕后,应将试件高头放入养护筒中,盖好筒盖,放回38±2摄氏度的养护室(箱)中继续养护到下一个测试龄期。 4.4 测长时应对试件进行观察,包括试件的变形、裂缝、渗出物,特别要注意有无胶体物质出现,并作详

有害骨料对混凝土质量的影响

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。

混凝土骨料的碱活性及其评价

混凝土骨料的碱活性及其评价(刘莹王学杰) [摘要]骨料碱活性检验的方法较多。判定骨料是否具有潜在活性,大多需要采用几种检验方法相互印证,以提高结论的准确性。本文采用多种方法对实际工程采用的骨料进行检验,通过具体分析,对骨料碱活性进行了评价。 [关键词]碱活性砂浆棒快速法评价 1 前言 所谓碱骨料反应是指混凝土原材料中的水泥、外加剂、掺合料和水中的碱(Na2O+0.658K2O)与骨料中的活性成分逐渐反应,其反应生成物吸水膨胀使混凝土产生内部应力,导致混凝土膨胀开裂损坏。混凝土的碱—骨料反应是混凝土耐久性研究的重要课题之一。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。 鉴定骨料的碱活性和活性程度是预防工程混凝土发生碱骨料反应的重要程序,世界各国都很重视骨料活性的检测。比较常见的、被认为行之有效的检测骨料活性的方法有很多种。骨料是否具有活性的结论,对工程影响很大,因此需要通过专门的试验进行检验。 2 碱骨料反应的分类及检验方法 不同的活性骨料,其破坏机理也不同,一般按与碱反应的岩石类型,可将碱—骨料反应划分为三种类型,即碱-硅酸反应、碱-碳酸盐反应、碱-硅酸盐反应。 碱-硅酸反应(Alkali-Silica Reaction) 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 其反应式可归纳为:2NaOH+SiO2+nH2O→Na2O.SiO2.NH2O 碱硅酸类呈白色凝胶固体,其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。能与碱发生反应的活性氧化硅矿物有蛋白石、玉髓、玛瑙、鳞石英、方英石、火山玻璃及结晶有缺陷的石英以及微晶、隐晶石英等,而这些活性矿物广泛存在于多种岩石中,因而迄今为止世界各国发生的碱骨科反应事例中,绝大多数为碱-硅酸反应。 碱-碳酸盐反应(Alkali-Carbonate Reaction) 一般的碳酸岩、石灰石和白云石是非活性的,只有泥质石灰质白云石,才发生碱-碳酸盐反应。 碱-碳酸盐反应主要是脱(去)白云石反应,即某些特定的微晶白云石和氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)等碱类反应生成氢氧化镁[Mg(OH)2 即水镁石]和碳酸盐等;这些生成物和水泥水化产物氢氧化钙[Ca(OH)2]又起反应,重新生成碱,使脱白云石反应继续下去,直到白云石被完全作用完,或碱的浓度被继续发生的反应降至足够低为止。 碱-硅酸盐反应(Alkali-Silicate Reaction) 碱硅酸盐反应是指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,致使混凝土膨胀开裂。 骨料碱活性的检验方法一般有如下几种:

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