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堿-骨料反應(yīng)對(duì)混凝土的危害及防護(hù)措施

文檔作者：丁可張杉寧文檔來源：江蘇省建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年10月15日
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丁可，張杉寧：堿一骨料反應(yīng)對(duì)混凝土的危害及防護(hù)措施
堿一骨料反應(yīng)對(duì)琨凝土的危客及防護(hù)措袍
丁可，張杉寧
(江蘇省建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限公司，江蘇南京210009)
摘要：堿一骨料反應(yīng)是全球性的混凝土病害，對(duì)結(jié)構(gòu)開裂具有重要影響。文章介紹了這種反應(yīng)的成因及危
害，并提出了在新結(jié)構(gòu)中預(yù)防堿一骨料反應(yīng)的響應(yīng)措施。
關(guān)鍵詞：混凝土；堿一骨料反應(yīng)；防護(hù)措施
Abstract：Alkali——aggregate reaction is a common cause of concrete cracking that results in significant damage
to concrete structures worldwide． This paper explains the mechanisms of alkali-aggregate reaction， its effects
on concrete and methods for preventing deterioration from this cause in new constructions．
Key words：concrete；alkali-aggregate reaction；methods of preventing deterioration
0 引言
混凝土的堿一骨料反應(yīng)，是混凝土在固化以
后，混凝土中的粗骨料夾雜著堿反應(yīng)的活性成分
時(shí)，混凝土所用的水泥又含有過多的可溶性堿
(鉀、鈉)，在骨料表面生成復(fù)雜的凝膠，凝膠不斷
吸水腫脹，混凝土體積膨脹。堿一骨料反應(yīng)是全球
范圍的混凝土病害。近年來隨著我國(guó)混凝土技術(shù)
的發(fā)展，水泥用量的增加，加之部分地區(qū)(如華北、
西北)生成的水泥含堿量偏高，在施工中又使用含
堿的外加劑，使堿一骨料反應(yīng)病害(圖1)給經(jīng)濟(jì)造
成巨大損失。
圖1 堿一骨料反應(yīng)引起的混凝土破壞
1 混凝土堿一骨料反應(yīng)的條件及分類
1．1 堿一骨料反應(yīng)的條件
混凝土工程發(fā)生堿一骨料反演必須具備以下3
個(gè)條件：①混凝土中必須含有過量的可溶性堿(如
Na2o、K2o)；② 混凝土在拌制過程中，骨料中必須
有一定數(shù)量堿活性分子(如非結(jié)晶SiO 、白云石等)
能與可溶性堿發(fā)生吸水膨脹的反應(yīng)：③混凝土中的
凝膠被混凝土所包圍，在遇水或潮濕環(huán)境時(shí)凝膠吸
水膨脹，會(huì)把混凝土脹裂。
1．2 堿一骨料反應(yīng)的類型
依據(jù)參與堿集料反應(yīng)的巖石種類及反應(yīng)機(jī)理，
堿一骨料反應(yīng)可以分為堿一硅反應(yīng)、堿一硅酸鹽反應(yīng)
及堿一碳酸鹽反應(yīng)三大類：
(1)堿一硅反應(yīng)
參與這種反應(yīng)的有蛋白石、黑硅石、燧石、鱗石
英、方石英、玻璃質(zhì)火山巖、變質(zhì)石英等。其反應(yīng)機(jī)
理如下：混凝土中的活性骨料與混凝土中的堿集料
反應(yīng)：
2NaOH+SiO：---~NaO·SiO2·H20
當(dāng)濃度較低時(shí)，不足以引起混凝土的破壞，一
般認(rèn)為當(dāng)含堿量小于0．6％時(shí)，可以不考慮堿一骨料
- 盎材型 -41—．
萬方數(shù)據(jù)
丁可．張杉寧：堿一骨料反應(yīng)對(duì)混凝土的危害及防護(hù)措施
反應(yīng)。
(2)堿一硅酸鹽反應(yīng)
黏土質(zhì)巖石及千板巖等骨料與混凝土中堿性
化合物反應(yīng)屬于堿一硅酸鹽反應(yīng)。這種反應(yīng)引起緩
慢的體積膨脹，也能導(dǎo)致混凝土開裂．其反應(yīng)性質(zhì)
與堿一二氧化碳反應(yīng)相似。
(3)堿一碳酸鹽反應(yīng)
堿一碳酸鹽反應(yīng)引起的混凝土破壞．目前歸結(jié)
為脫白云石和白云石質(zhì)石灰?guī)r骨料引起的體積膨
脹。主要化學(xué)反應(yīng)如下：
CaMg(CO3)2+2NaOH--~Mg(OH)2+CaCO3+Na2CO3
這類反應(yīng)不是發(fā)生在顆粒與水泥漿的表面．而是發(fā)
生在集料顆粒的內(nèi)部。這種水鎂石Mg(OH)：晶體
排列的壓力導(dǎo)致粘土吸水腫脹，引起內(nèi)部應(yīng)力，導(dǎo)
致混凝土開裂。
2 防止堿一骨料反應(yīng)的措施
(1)采用低堿水泥，降低混凝土細(xì)孔溶液的堿
度
水泥的含堿量是影響堿集料反應(yīng)的重要因素
之一。為了防止堿一骨料反應(yīng)堆水泥。應(yīng)該盡量采
用含堿量少的水泥。此外，應(yīng)該控制混凝土中水、
外加劑和骨料中的總堿量。
(2)摻用粉煤灰等摻合料降低混凝土的堿性
摻用粉煤灰、礦渣、硅灰等摻合料都能降低混
凝土的堿性，從而控制堿集料反應(yīng)。特別是當(dāng)水泥
含堿量高于允許限值時(shí)更應(yīng)摻加粉煤灰等摻合料。
例如摻入水泥重量5％一10％的硅灰即可有效地控
制堿一骨料反應(yīng)及由此引起的混凝土的膨脹與損
壞，摻入水泥重量的20％～25％的粉煤灰也可取得
同樣的效果。
(3)使用低活性骨料
骨料的活性及礦物成分也是混凝土產(chǎn)生堿一
骨料反應(yīng)的重要因素。因此為防止堿一骨料反應(yīng)就
應(yīng)對(duì)集料的這一特征加以控制，特別是重要工程更
應(yīng)注意選用無反應(yīng)活性的骨料。如果對(duì)骨料無選
擇的余地，則應(yīng)采取前述的措施或在混凝土中摻有
- 42-
部分輕骨料，以減少堿一骨料反應(yīng)的膨脹能量。
(4)摻用外加劑
如鋰鹽外加劑可有效地減少ASR膨脹破壞，
引氣劑可使混凝土具有4％～5％的含氣量，增加其
。中的細(xì)微孔隙，可以容納一些反應(yīng)物，從而緩解
堿一骨料反應(yīng)的膨脹壓力，減輕堿一骨料反應(yīng)對(duì)工
程的損害。
(5)改善混凝土結(jié)構(gòu)的施工及使用方法
保證混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量．防止因振搗不實(shí)
引起的蜂窩麻面以及因養(yǎng)護(hù)不當(dāng)引起的干縮縫。防
止外界水分浸入混凝土，從而起到制止堿一骨料反
應(yīng)的作用。
3 結(jié)語
由于近年我國(guó)水泥外加劑等的發(fā)展變化，混凝
土堿一骨料反應(yīng)問題已構(gòu)成我國(guó)土建工程的一大
潛在危害。建筑、市政、交通等有關(guān)混凝土工程設(shè)
計(jì)、施工工程技術(shù)人員對(duì)此問題應(yīng)給予高度重視。
并采取各種措施。以預(yù)防堿一骨料反應(yīng)對(duì)工程的損
害。
參考文獻(xiàn)
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北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社。2008．
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山西建筑，2003．
『41田永軒，趙慶合．混凝土堿一骨料反應(yīng)問題及預(yù)
防措施fJ]．建筑與工程，2010．
第一作者：丁可(1982一)，男，本科，土木工程
專業(yè)。

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