抑制碱-集料反应混凝土应用技术与实践

本文从提高混凝土结构的碱-集料反应这一耐久性问题入手,做了抑制混凝土碱-集料反应的实际工作,对混凝土工程发生碱-集料反应的内在本质和作用机理进行了部分研究.粉煤灰对碱-集料反应的抑制作用,结合平顶山地区的建筑工程预防碱-集料反应发生的实际应用,为今后该地区同类工程混凝土耐久性的要求提供了可借鉴的经验.     

细集料碱溶出对既有混凝土构件碱含量测定的影响

混凝土碱含量是诊断和预测混凝土碱集料反应(AAR)破坏的重要基础数据之一。为比较不同途径和方法获取混凝土碱含量数据的相关性,分别采用酸溶法和热水浸出法研究不同碱含量的实际混凝土构件芯样的总碱含量和水溶性碱含量,比较了计算碱含量与实测碱含量的相关性,并探讨了细集料对碱含量测定结果的影响。结果表明:针对实际混凝土构件芯样,配合比计算碱含量与测定碱含量没有明显的相关性,碱含量测试样品制备过程混入的细集料,以及细集料中的部分含碱矿物在测定过程中的碱溶出是最重要的干扰因素。因此,为高效和经济预防AAR,需要进一步系统研究混凝土配合比计算碱含量与实际测定碱含量的相关性,以及细集料中含碱矿物种类、含量等对测定结果影响的量化关系。     

浅谈混凝土碱-集料对混凝土结构使用寿命的影响

混凝土碱-集料反应对混凝土构筑物的使用寿命有着重要的影响。本文阐述混凝土碱-集料反应的原理、发生条件及危害提出防止的措施。     

长石类矿物的热力学稳定条件及对AAR的影响

应用热力学方法探讨了混凝土集料中钾长石、钠长石、霞石等长石类含碱矿物的热力学稳定条件，并对这些含碱矿物分解析出的碱对AAR(碱-集料反应)的影响进行了讨论。结果表明，长石类矿物的分解反应受温度影响较小，受溶液碱度影响较大；长石类矿物在低碱水泥水化条件下不会分解，在碱含量较高时将分解，并可能导致AAR发生。     

粉煤灰对混凝土AAR有效碱的影响及机理

为准确从碱与活性集料反应的角度掌握碱集料反应(AAR),在前人研究基础上,赋予有效碱更进一步的定义,将进入活性集料中的碱称为有效碱.采用火焰光度法对有效碱含量和混凝土孔隙溶液碱离子浓度进行了测定,并据此分析了粉煤灰抑制AAR机理.试验结果表明:掺加粉煤灰后,混凝土基体孔隙溶液碱离子浓度降低,从而减少了活性集料中的有效碱,而粉煤灰掺入改变基体扩散系数对有效碱的影响则是次要的.因此可通过测量早期孔隙溶液碱离子浓度变化来评价粉煤灰对AAR的抑制效果.     

浅谈水泥混凝土碱-集料反应(AAR)的危害和控制

根据我国目前对水泥混凝土碱-集料反应(简称AAR)的分析和研究,不少结构破坏由此而产生,如果控制不当,危及结构使用安全,大大减短结构寿命,引起工程建设者们极大关注。为此本文将水泥混凝土碱-集料反应机理、危害及控制措施与大家作一下交流。     

桥梁碱蚀的防治

所谓混凝土桥梁碱蚀，是指钢筋混凝土与其环境间的物理化学作用引起混凝土本身强度降低的变化。主要为碱-集料的反应和卤素离子的侵蚀以及由此引起的其它的损坏（钢筋锈胀等）。     

粉煤灰抑制砂岩碱硅酸反应

采用岩相法、砂浆棒快速法、混凝土棱柱体法研究了砂岩集料的碱硅酸反应活性,并评价了粉煤灰对砂岩集料碱硅酸反应的抑制效果.实验结果表明,该砂岩集料含有5%～12%微晶石英,具有碱硅酸反应活性.砂浆和混凝土试件的膨胀率随着粉煤灰掺量的增大而减小.水泥碱质量分数为2.0%时,粉煤灰掺量30%和40%的混凝土试件养护24月膨胀率仍然小于0.04%.Ⅰ级粉煤灰占胶凝材料质量分数大于30%,可以有效抑制砂岩集料的碱硅酸反应引起的膨胀.粉煤灰的加入降低了CSH凝胶中的Ca与Si摩尔比.低Ca与Si摩尔比的CSH凝胶可以吸附更多的Na 、K ,有效地抑制碱硅酸反应.     

长石在压蒸条件下的碱溶出

测试了压蒸条件下两种天然长石在水及饱和Ca(OH)2溶液中碱溶出情况.结果表明长石在水中碱溶出量比较少,溶出的碱主要是钠碱.长石在饱和Ca(OH)2溶液中碱溶出量比较多,溶出的碱包括钠碱和钾碱.集料碱溶出对混凝土碱含量影响比较小.     

碱硅酸反应作用下混凝土中氯离子扩散规律和结合能力

采用活性集料和非活性集料配成混凝土进行对比试验,研究了氯离子在同时受到碱硅酸反应(ASR)作用的混凝土中的扩散和结合特性.所用混凝土的碱含量分别为水泥质量的0.5%和1.5%,试验温度为60℃,并采用3.5%和7.5%两种不同质量分数的NaC l溶液浸泡混凝土,进行了氯离子渗透试验,测定了不同浸泡龄期下混凝土试件内部总氯离子含量和自由氯离子含量.用XRD和SEM以及压汞法对试件进行了微观结构分析.结果表明:在ASR同时作用时,混凝土的氯离子扩散速度减慢,混凝土对氯离子的结合表现为线性吸附关系,氯离子结合能力也明显降低;ASR所导致的开裂不会明显提高氯离子的侵入.由于氯离子扩散速度减慢,混凝土钢筋锈蚀时间延迟,但并不能得到抑制,并且由于氯离子结合能力的降低以及ASR的发生,孔溶液中C(C l-)/C(OH-)提高,反而会使锈蚀加快.     

颗粒尺寸对砂岩集料压蒸膨胀行为的影响

为研究和改进中国压蒸法检测砂岩类集料碱活性的适应性,以混凝土棱柱体法为基准,采用中国压蒸法研究了9种国内外砂岩类集料的碱活性,同时研究了集料颗粒粒径对砂浆试体压蒸膨胀行为影响.结果表明:中国压蒸法不能准确评定某些砂岩集料的碱活性且砂浆试体膨胀结果与混凝土中的膨胀结果相关性较差;颗粒粒径0.16～0.63 mm不是最敏感粒级;采用粒级1.25～2.50 mm、试体尺寸20 mm×20 mm×80 mm,在150 ℃、1 mol/L NaOH溶液中压蒸30 h可以大大改善中国压蒸法对砂岩类集料的适应性.     

快速砂浆棒法检测集料碱活性的岩石和地域局限性及改进措施

综述了快速砂浆棒法的发展和在部分国家或地区的应用经验,研究并提出了其改进措施.文献结果表明,快速砂浆棒法检测集料碱活性具有明显的岩石和地域局限性,对某些种类的变质岩和火成岩可能夸大其危害性,同时可能低估某些碳酸盐、花岗岩、片麻岩和硅质砂岩集料的碱活性.和混凝土棱柱体法膨胀结果相比,快速砂浆棒法膨胀结果不能反映集料在混凝土中的膨胀水平,不宜用于集料活性程度的判定.对世界范围典型集料的试验结果表明,采用能够保持岩石原有结构构造特征颗粒尺寸的中国快速砂浆棒法可以比现有快速砂浆棒法更好地预测集料在混凝土中的膨胀水平,特别是对快速砂浆棒法易于误判的集料类型.     

固态碱组分碱矿渣水泥碱──集料反应研究

本文运用“压蒸快速鉴定法”研究了固态碱组分碱矿渣水泥的碱──集料反应。研究表明，固态碱组分碱矿渣水泥的碱集料反应膨胀很小，不足以构成对混凝土的危害。     

粗集料对水泥混凝土热工参数的影响

基于改进的光杠杆系统和护热平板法测定了水泥混凝土的线膨胀系数和导热系数,分析了粗集料类型以及粗集料含量对二者的影响．研究结果表明,粗集料类型不同时,集料本身的线膨胀系数越大,该种集料的混凝土线膨胀系数也越大,导热系数的变化规律也相同;粗集料类型相同时,线膨胀系数随粗集料含量的增加而增大,而导热系数在一定范围内随粗集料含量的增加而减小．此外,在10～50℃范围内逐级升高或降低相同温度时,混凝土膨胀量大致相同,膨胀量对不同温度区间的敏感性无明显差异．     

低Ca/Si比的C-S-H凝胶产物在抑制AAR中的作用

碱是混凝土发生碱-集料(AAR)反应的重要因素之一.许多资料报道低Ca/Si比的C-S-H凝胶对碱有强烈的吸附作用.从C-S-H凝胶的组成出发,指出低Ca/Si比的C-S-H凝胶在抑制AAR中的作用,解释了低Ca/Si的C-S-H凝胶对碱的吸附能力强的原因及其影响因素.为在实际工程应用中掺加混合材来抑制AAR反应,提高混凝土耐久性有重大指导意义.     

有机轻集料混凝土的单轴受压试验研究

研究了原发发泡聚苯乙烯(EPS)颗粒、再生EPS颗粒或废橡胶粒部分取代粗集料的有机轻集料混凝土在单轴受压时的破坏形态、弹性模量、应力-应变全曲线等,并采用不同公式对有机轻集料混凝土的应力-应变全曲线进行拟合.结果表明:各轻集料混凝土的应力-应变全曲线总体形状与普通混凝土的相似,但曲线上各特征点与普通混凝土不同;轻集料混...     

结构用橡胶轻集料混凝土的性能实验研究

针对橡胶轻集料混凝土的基本力学性能进行了试验研究,通过对不同橡胶集料掺量、水泥用量和不同矿物掺和料的轻集料混凝土基本性能的研究,结果表明在普通轻集料混凝土中掺入一定质量的橡胶微粒可以有效的改善轻集料在混凝土中的分布状况,通过调整橡胶集料的含量和加入一定质量的矿物掺和料可以配制出和易性、坍落度均优且强度满足CL30的结构用橡胶轻集料混凝土.     

碳酸盐反应活性的新快速鉴定方法

系统研究了大量具有不同化学组成、结构和地质特征的碳酸盐集料,并选择加拿大Kingston的碱活性碳酸盐集料作为标准进行对比试验,研究内容涉及集料的化学组成、矿物分析和岩相检验,集料不同颗粒大小的碱碳酸盐反应动力学,探讨并否定了80℃下晶体热致膨胀因素的影响。根据试验结果提示了一种新的评价碳酸盐集料碱活性的方法。方法的主要试验参数为：集料尺寸5－10mm、水泥中碱质量分数1.50%（等当量Na2O)、水灰比0.3的小混凝土试件在80℃、1mol/L的NaOH养护溶液中养护14d的试件膨胀率大于0.10%。     

硅灰裹石对水泥混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响

使用测长法研究了硅灰裹石对混凝土试样抗硫酸盐侵蚀性能的影响,揭示了渗透性在混凝土硫酸盐侵蚀中的作用。研究结果表明混凝土中水泥浆体与集料之间的界面过渡区是硫酸盐侵蚀的薄弱区域;集料含量增加,即界面区含量愈多,试样的抗硫酸盐侵蚀性能愈差。采用硅灰裹石处理集料可以大幅度地提高混凝土试样的抗硫酸盐侵蚀能力。     

影响混凝土构建耐久性的原因与对策

本文讨论了影响混凝土构件的抗冻性、抗渗性、抗腐蚀性、抗碳化性和碱－集料反应第5个方面影响混凝土耐久性的原因和对策。