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微硅粉對(duì)混凝土堿骨料反應(yīng)的預(yù)防

混凝土行業(yè)網(wǎng) · 2013-12-12 10:54

堿骨料反應(yīng)是指水泥中的堿性氧化物(Na2O或K2O)與骨料中的活性二氧化硅發(fā)生化學(xué)反應(yīng),在骨料表面生成復(fù)雜的堿——硅酸凝膠,其吸水后會(huì)產(chǎn)生很大的體積膨脹(體積可增大3倍以上),從而導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生膨脹開裂而破壞。堿骨料反應(yīng)使混凝土的強(qiáng)度等性質(zhì)發(fā)生顯著變化,抗拉強(qiáng)度約降低30%~50%。由于抗拉強(qiáng)度降低,混凝土產(chǎn)生裂縫,對(duì)含筋量少的混凝 土可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失去抗拉能力,引起鋼筋抗剪、粘結(jié)強(qiáng)度降低,從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物的破壞。堿骨料反應(yīng)開始是在30年代美國西部地區(qū)的堤壩、公路、橋梁等混凝土結(jié)構(gòu)物發(fā)生異常膨脹,產(chǎn)生裂縫而發(fā)現(xiàn)的。進(jìn)入70年代后,不斷從歐洲、南非等地傳來堿骨料反應(yīng)引起的結(jié)構(gòu)損傷報(bào)告,堿骨料反應(yīng)作為個(gè)世界性的普遍問題被提了出來 。在日本海沿岸,許多港灣建筑、橋梁等,建成后不到1年的時(shí)間,混凝土表面開裂、剝落,鋼筋銹蝕外露,主要原因是堿骨料反應(yīng)。北京的三元立交橋橋墩,建成后不到兩年,個(gè)別地方發(fā)生“人字形”的裂紋,也是堿骨料反應(yīng)的結(jié)果。對(duì)受堿骨料反應(yīng)破壞的結(jié)構(gòu)物修補(bǔ)起來比較困難 ,效果也比較差,因此最好的辦法是積極地采取預(yù)防措施。

在混凝土中摻加微硅粉,對(duì)堿骨料反應(yīng)有明顯的預(yù)防控制作用。微硅粉添加量為5%~10%時(shí)混凝土的膨脹量可減少10%~20%,其控制效果根據(jù)反應(yīng)性骨料及微硅粉的種類而不同。實(shí)驗(yàn)研究表明,微硅粉對(duì)堿骨料反應(yīng)的控制作用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

(1)加微硅粉后,由于微硅粉顆粒很細(xì),拌制混凝土?xí)r需增加用水量,結(jié)果改變了混凝土中的空隙率緩和了局部壓力。

(2)微硅粉比表面積大,可吸附堿離子,降低了混凝土細(xì)孔溶液中氫氧離子的濃度,生成含鈣量高的非膨脹性凝膠體。氫氧離子的濃度降到某一限度以下時(shí)不發(fā)生堿骨料反應(yīng)。

(3)添加微硅粉后,由于其粒徑小,所以它最先和水化氫氧化物反應(yīng),生成的未硬化堿——硅酸凝膠充填于孔隙結(jié)構(gòu)中,并且反應(yīng)要消耗一定量的堿骨料反應(yīng)需要的氫氧化鈣,使氫氧化鈣均勻分布,從而控制了有害膨脹。

微硅粉對(duì)堿骨料反應(yīng)的預(yù)防控制作用,有效提高了混凝土的耐久性,延長結(jié)構(gòu)物的使用壽命。同時(shí)也是減少混凝土的生產(chǎn)量,實(shí)現(xiàn)減輕環(huán)境負(fù)荷的重要途徑 。

編輯:姜立東

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