（最新）混凝土碱骨料反应的简介、成因、危害以及预防措施等相

（最新）混凝土碱骨料反应的简介、成因、危害以及预防措施等相 混凝土碱骨料反应的简介、成因、危 害以及预防措施等相关研究 2011年4月23日 1 目 录 目 录 ................................................................................................................................................. 2 一 混凝土碱骨料反应简介 ............................................................................................................... 3 1、专业术语解释 .......................................................................................................................... 3 2、混凝土碱骨料反应简介及其破坏特征 .................................................................................... 4 3、混凝土的碱骨料反应条件及一般抑制措施 ............................................................................ 4 二 混凝土碱骨料反应的成因 ........................................................................................................... 5 1、混凝土碱骨料反应的类型及其反应机理 ................................................................................ 5 2、影响混凝土碱骨料反应的因素 ............................................................................................... 7 三 混凝土碱骨料反应的危害 ......................................................................................................... 11 四 混凝土碱骨料反映的预防控制措施 .......................................................................................... 13 1、控制水泥含碱量 .................................................................................................................... 13 2、限制混凝土碱含量 ................................................................................................................ 13 3、采用非活性骨料 .................................................................................................................... 13 4、掺入矿物掺合料 .................................................................................................................... 14 5、避免潮湿................................................................................................................................ 14 6、掺用引气剂 ............................................................................................................................ 14 7、掺用低碱外加剂 .................................................................................................................... 14 8、掺用低碱粉煤灰 .................................................................................................................... 15 9、其它措施................................................................................................................................ 15 2 一 混凝土碱骨料反应简介 1、专业术语解释 1.1碱:氧化钠和氧化钾。 1.2碱活性骨料 碱活性骨料一般分为两种类型。一种为含有非晶体或结晶不完整的二氧化硅的骨料，称为碱,硅酸反应活性骨料。另一种为含有具有特定结构构造的微晶白云石骨料，称为碱,碳酸盐反应活性骨料。 1.3碱骨料反应 混凝土碱骨料反应(AAR)是指混凝土中的碱与骨料中能与碱反应的活性成分在混凝土硬化后吸水逐渐发生膨胀性化学反应，导致混凝土工程产生开裂破坏的现象。 依碱活性骨料类型不同分碱,硅酸反应(ASR)和碱,碳酸盐反应(ACR)两类。 1.4水泥的碱含量 水泥的碱含量是指水泥中所含氧化钠和氧化钾的质量百分率，以当量氧化钠示。当量氧化钠含量为氧化钠含量与0.658倍的氧化钾含量之和。 1.5掺合料的有效碱含量 掺合料的有效碱含量是指掺入混凝土中的掺合料中能与碱活性骨料反应的碱含量，以当量氧化钠表示。 1.6混凝土的总碱量 混凝土的总碱量是指混凝土中水泥、掺合料、外加剂等原材料含碱质量的总和，以当量氧化钠表示，单位为kg/m?。 混凝土中碱的来源可分为混凝土内部碱来源和环境碱来源两部分。内部碱主要指来自水泥、掺合料和外加剂中的碱;外部碱主要指来自含碱环境中的碱。 3 2、混凝土碱骨料反应简介及其破坏特征 碱骨料反应(AAR)是混凝土原材料中的水泥、外加剂、混合材和水中的碱(NaO或KO)与骨料中的活性成分反应,在混凝土浇筑成型后若干年(数年至二三22 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。混凝土的碱骨料反应可分为:碱硅酸盐反应(ASR)和碱碳酸盐反应(ACR)。活性骨料经搅拌后大体上呈均匀分布,发生碱骨料反应时,混凝土内各部分均产生膨胀应力,将混凝土自身胀裂,其现场最主要的特征是表面开裂,裂纹呈网状(龟背纹)。碱-硅酸反应生成的碱-硅酸凝胶有时会顺裂缝渗到混凝土表面,新鲜的凝胶呈透明或浅黄色,外观类似于树脂状。脱水后凝胶变成白色,凝胶在流经的过程中,吸收了钙铝硫等化合物后变成茶褐色到黑色。ASR的膨胀是碱硅酸凝胶吸水引起的,因此ASR凝胶的存在是混凝土发生碱硅酸盐反应的直接证明,通过检查混凝土的芯样,可找到凝胶。ACR膨胀是存在骨料浆体界面和骨料内部的碱-硅凝胶吸水膨胀引起的,ACR开裂是反应生成的方解石和水镁石,在骨料内部受空间结晶生长形成的结晶压力引起的,也就是说,骨料是膨胀源。这种破坏在混凝土芯样表现为:在混凝土中形成与骨料相连的网状裂纹,骨料有时会开裂,其裂纹会延伸到周围的浆体中去,裂纹能延伸到另一颗骨料,有时也会从另一未发生反应的骨料边缘通过。 3、混凝土的碱骨料反应条件及一般抑制措施 混凝土工程发生碱骨料反应破坏必须具备3个条件:一是配制混凝土时由水泥、掺合料、骨料、外加剂和水带进一定数量的碱,或者混凝土处于碱掺入的环境中;二是一定数量的碱活性骨料存在;三是潮湿环境,可以提供反应物吸水膨胀时所需的水分。使用非活性骨料无疑是防止碱骨料反应最安全可靠的措施,但由于活性骨料分置广泛,受工程建筑的经济性影响,骨料的选择余地往往受到限制。对潜在危害反应疑似活性骨料的工程一般采取如下抑制措施:控制混凝土中的碱含量、选用低碱水泥、掺用低碱粉煤灰或掺用酸性矿碴、掺用低碱外加剂或矿物盐等。对有条件的工程还可借鉴其它工程的经验采取掺用酸性矿碴、掺用低碱外加剂或矿物盐。 4 二 混凝土碱骨料反应的成因 1、混凝土碱骨料反应的类型及其反应机理 混凝土碱骨料反应是指水泥中的碱(如NaO、KO)与骨料中的活性矿物在混22 凝土硬化后逐渐发生的一种化学反应。碱骨料反应的必要条件是:?水泥及其他原材料(外加剂、掺合料等)的含碱量较高;?骨料中含有一定量活性氧化硅成分。水泥中95%以上的主要成分是CaO,SiO,AlO,FeO,另外少量的其他氧化物22323 MgO,SO,KO,NaO等,这些氧化物主要是生产过程中反应不够充分而残留在水322 泥中的,其成分与含量跟水泥生产的原材料和工艺水平有关。NaO水化后生成2NaOH,KO水化后生成KOH。碱骨料反应通常可分为碱硅酸反应、碱碳酸盐反2 应、碱硅酸盐反应3种类型。 1.1 碱硅酸反应(简称ASR) 碱硅酸反应是指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。 碱-硅酸反应是指常温下水泥中的碱(如NaO、KO)与骨料中的活性氧化硅22 之间发生的一种复相反应。首先是骨料在孔溶液表面作用下形成硅醇基,接着羟基使硅醇基断开,生成的SiO-因带有负电荷而从周围的溶液中吸附碱性离子(如2 K+、Na+或Ca+)来平衡静电。随着OH-使更多的桥氧断开,活性氧化硅逐渐被溶2 解,在其周围出现因碱性离子不同而结构各异的碱-硅凝胶。反应式为: 碱-硅凝胶首先发生在骨料与硬化水泥浆体的界面上,包裹着骨料。当处于分散状态的碱-硅凝胶集聚到一定程度后,因渗透作用,碱-硅凝胶吸收大量水分体积膨胀,在混凝土内部产生较大的膨胀压力。与此同时,碱-硅凝胶吸水后会促进碱骨料反应的进行,致使混凝土内部膨胀压力进一步增大,造成混凝土表面或整体开裂,降低混凝土的强度和耐久性,严重者可使混凝土结构产生崩溃。因活性氧化硅存 5 在于火成岩、沉积岩和变质岩等多种岩石中,因此,世界各国发生的碱骨料反应绝大多数均为碱-硅酸反应。 碱硅酸类呈白色凝胶固体,且具有强烈吸水膨胀的特征,体积反应前大于反应后,最大时体积可增长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,且界面状况的改变,也影响了混凝土的结构强度。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:?是含有非晶体二氧化硅,主要指蛋白石和玻璃质二氧化硅。蛋白石是一种含水的无定形二氧化硅,是硅胶溶液在地质运动中受压、失水形成的;玻璃质二氧化硅主要是火山喷发形成的,高温喷发物来不及结晶完整被冷却下来,形成玻璃质形态。地质学上认为这种非晶质体矿物属于硬化了的液体,质点分布颇似液体,因而具有较高的反应活性,作为混凝土骨料危害性较大;?是具有结晶不完整的二氧化硅矿物。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,另外,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。 1.2 碱碳酸盐反应(简称ACR) 碱-碳酸盐反应是指水泥石液相中的碱与石灰石骨料之间发生的化学反应,特别是黏土质石灰岩和石灰质白云石。由于此类岩石含黏土较多,液相中的碱性离子能够通过包裹在细小的白云石微晶外的黏土渗入白云石颗粒表面,使其产生脱白云石反应,将其中的白云石(MgCO)转化为水镁石[Mg(OH)]。反应产物不能通32 过黏土向外扩散,而是脱白云石反应打开通道,使黏土暴露,在水镁石晶体排列的压力与粘土吸水产生膨胀压力的共同作用下,导致骨料开裂。反应式为: 碱碳酸盐反应是指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岩骨料发生下列反应,进行所谓的去(脱)白云化作用。 6 去白云化反应将持续进行,直到白云石被完全作用或碱的总量被持续发生的反应所消耗,使碱浓度降到足够低为止。碱碳酸盐反应的机理与碱硅酸反应不同,其特点是反应较快,一般在混凝土浇注后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。反应的岩石周边1反应环界限不很清晰。 1.3 碱硅酸盐反应 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。能发生这类反应的岩石有:页状硅酸盐岩石、石英质岩石、混合性硅酸盐岩等。碱硅酸盐反应的特点是:在混凝土中膨胀的速度非常缓慢,一般经过30,50a才会出现膨胀开裂现象,骨料颗粒周围少见反应环,凝胶产物也不多见。由于岩石发生碱性反应的过程缓慢,用传统的检测手段,尚不能检测出其碱活性, 因此,这一方面的问,还有待进一步的研究。 2、影响混凝土碱骨料反应的因素 由混凝土碱骨料反应作用机理可知:混凝土碱骨料反应,其实质是发生在活性骨料与混凝土孔隙高碱性溶液之间的一种内部膨胀性反应,包括硅醇基的形成、分散状态碱-硅凝胶形成与集聚、反应生成物吸水体积膨胀、混凝土开裂等过程。在这个反应过程中,其内在因素是体积膨胀性物质的生成。体积膨胀性物质的生成不仅取决于混凝土中含碱量、骨料活性的大小,还与混凝土的水灰比、外部环境条件、矿物掺合料的掺量等因素有关。 2.1 混凝土中含碱量 研究表明:在混凝土孔隙溶液中,只有处于游离态的钾钠离子才能与骨料中的活性成分发生碱骨料反应。在水化产物CSH凝胶的层状结构中存在SiOH基222团,游离态的K+、Na+可通过中和SiOH基团而被结合在CSH相的层间,生成碱222 7 -硅凝胶。当使用活性骨料时,碱骨料反应程度、反应速度随碱含量的增大而增大。混凝土中含碱量较低时,虽可以发生碱骨料反应,但生成的碱-硅凝胶数量少,呈分散状态,膨胀率极低,不足以引起混凝土结构开裂;混凝土中含碱量增大时,碱2硅凝胶数量增多并呈聚集状态,产生较大膨胀压力,导致混凝土结构开裂。混凝土含碱量与碱骨料反应膨胀率之间的变化关系如图1(混凝土含碱量?为7Kg/m?,?为6Kg/m?,?为5Kg/m?,?为4Kg/m?,?为3.5Kg/m?,?为3Kg/m?)。 图1 混凝土含碱量与碱骨料反应膨胀率之间关系 2.2 骨料的活性 骨料的活性是指骨料的活性成分与水泥中的碱发生化学反应,导致混凝土膨胀开裂的性质。骨料中的活性成分主要是含有活性氧化硅的矿物,如蛋白石、玉髓、磷石英、微晶石英等。活性氧化硅的特点是所有的硅氧四面体呈任意网状结构,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,胶溶成硅胶或生成碱-硅凝胶。骨料的活性与骨料中活性氧化硅的含量、粒径大小等因素有关。在一定含碱量下,随着骨料中活性氧化硅含量的变化,混凝土碱骨料反应膨胀具有增大和减少两个过程。这是由于碱量一定的条件下,在低氧化硅含量范围内,氧化硅数量愈大,膨胀量也愈大;但在氧化硅含量较高时,活性颗粒越多,单位面积上所能作用的有效碱相应减少,降低了骨料表面的作用量和反应量,因而生成的碱-硅凝胶量也相应减少,膨胀率变小。与此同时,由于氢氧化钙的迁移率极低,在增加了活性骨料总表面积的情况下,提高了骨料界面处氢氧化钙与碱的局部浓度比,形成一种非膨胀的碱性硅酸钙产物。活性氧化硅的含量与碱骨料反应膨胀率之间的变化关系如图2(蛋白石,W/C=0.53,NaO=4.4Kg/m?)。骨料的粒径大小对2 混凝土碱骨料反应也有较大影响。研究表明:粒径过大(>7mm)或过小(<0.15mm) 8 都可使碱骨料反应膨胀量减小,而中间粒径(0.15mm,0.3mm)引起的膨胀量最大,开裂也最严重。这是因为骨料粒径较小时,碱骨料反应所产主的膨胀应力能够较均匀地分布在混凝土中,不一定产生开裂。当骨料粒径增大时,碱骨料反应所产生的膨胀应力主要集中在骨料周围,局部应力超过基体相的抗拉极限,导致混凝土开裂。 图 2 活性氧化硅含量与碱骨料反应膨胀率之间关系 2.3 水灰比 试验表明:水灰比较低的条件下,随水灰比增大,混凝土内部孔隙率也越大,碱在水溶液中的迁移速度增大,因此会加快碱骨料反应速度,膨胀量增大;在水灰比较高的条件下,随水灰比增大,由于孔隙率增大,碱骨料反应产生的膨胀作用相应减小,膨胀量反而降低。 2.4 外部环境条件 水在碱骨料反应过程中有3个作用:?水是碱离子化的基础。碱元素在水中很容易形成碱离子,与骨料中活性成分反应,形成碱-硅凝胶。?水是输送碱的载体。水泥石中的碱溶解在水中后形成碱金属离子,这些碱金属离子在水溶液中能够迅速地扩散到活性骨料的表面,与之发生反应。?水是碱骨料反应膨胀的源泉。碱骨料反应所生成的碱-硅凝胶具有极强的吸水性,而且吸水后体积膨胀。由此可知:碱骨料反应必须在有水的情况下才能进行。试验表明:越是潮湿多水的环境条件下,碱骨料反应速度越快、膨胀量增大,对混凝土结构损害程度越大。当混凝土 9 结构处于干燥环境或环境相对湿度低于混凝土内部相对湿度,且混凝土内部相对湿度低于80%时,碱骨料反应会停止膨胀;当混凝土内部相对湿度低于75%时,碱骨料反应无法进行。环境温度对碱骨料反应也有一定程度的影响。对每一种活性骨料都有一个温度限值,在该温度限值以下,随环境温度的升高,膨胀量增大;当环境温度超过该温度限值时,膨胀量明显减小。这是因为高温下碱骨料反应速度加快,在混凝土未凝结之前即已完成了膨胀,且塑性状态的混凝土仍能吸收一定的膨胀压力。 2.5 矿物掺合料 在混凝土中掺入部分矿物掺合料不仅改善混凝土孔隙结构,降低渗透性,还可取代部分水泥,起到"碱稀释剂"的作用,并通过离子交换降低混凝土孔隙溶液中K+、Na+离子的含量,生成分散性的碱2硅凝胶,抑制碱骨料反应的发生。试验证明:矿物掺合料的硅含量越高,细度越大,抑制作用越好。 10 三 混凝土碱骨料反应的危害 碱骨料反应(简称AAR)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(NaO或KO)与骨料中碱活性矿物成分发生化学反应,生22 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,内部逐渐产生自膨胀应力,造成混凝土从内向外延伸开裂的损毁现象.由于骨料的广泛分布,混凝土一旦发生碱骨料反应,破坏将是整体性的,碱骨料反应往往与钢筋锈蚀、冷热干湿、冻融破坏等因素综合作用,导致混凝土工程使用寿命显著缩短,严重的可使混凝土完全丧失使用功能.由于碱骨料反应造成的破坏范围大,又难以阻止其继续发展,且不易修复,因此,被称为混凝土的癌症。 自1940年美国学者T.E.Stanton在普通混凝土中发现碱骨料反应以来,立即引起了建筑业的普遍关注。许多国家学者相继开展了混凝土碱骨料反应的调查与研究工作,一致认为碱骨料反应是造成混凝土结构破坏的重要原因之一。由于碱骨料反应速度慢、潜伏期长、隐蔽性强,可降低混凝土结构物的强度和安全性;再者碱骨料反应一旦发生,难以控制和补救,严重影响结构物的耐久性。 我国水利工程从50年代起就吸取了美国派克大坝等许多土建工程因碱骨料反应破坏而拆除重建的教训，明确规定凡较大水利划等号开采骨料时都要求进取这行活性检验及专家论证，并采取掺大量混合材的水泥以及在现场掺混合材等措施，这些规定至今、仍在水利工程有关、中沿用。因此我国自50年代以来建设了许多大型水利工程，未出现过碱骨料反应对工程的损害。 另外，我国自50年代起就生产掺大量混合材料厂的水泥，例如六、七十年代大量生产使用有矿渣400号水泥，其中矿渣含量高达60-70%，水泥熟料仅占约30%，即使产量比例不大的普通硅酸盐水泥也掺有10-15%的混合材，就可以起互通有无缓解与抑制碱骨料反应的作用，因而在八十年代以前，我国一般土建工程尚未见有碱骨料反应对工程损害的报导。 正因为如盯，我国一般土建工程的设计和施工人员对碱骨料反应问题比较生疏，即使某工程发生碱骨料反应特征的开裂缝，也往往认为是养护不好、干缩裂缝、过早加载和水泥后期安定性不好等常见问题所造成，即使有的工程损害严重被迫拆除，也不一定认为是由于碱骨料反应造成的。 11 自从70年代国际能源危机以来，水泥工业逐渐由湿法生产改为干法生产，我国国营大中型水泥厂到80年代陆续都已改为干法生产，使水泥含碱量增加;特别是在80年代后期，做为利用工业废料和节能措施，将加收高碱窑灰掺入水泥中作为一项先进措施在全国推广，使我国国产水泥含碱量大大增加，1984年又制订不掺混合材的纯硅酸盐水泥标准，这种纯硅酸式盐盐水泥到1989年产量已超额过100万吨。用这种水泥如果骨料活性不作检测，这就为许多工程带来在建成若干年后发生碱骨料反应损害的隐患。据悉，我国某些大厂如冀东、大同、琉璃河、郑州等水泥熟料含碱量均高，约为1%左右，有的还超过1.3%。更值得注意的是我国自七十年代后期以来即以疏酸钠作为水泥混凝土早强剂，而防冰剂则多采用硝酸钠、亚硝酸钠、碳酸钾等，这些盐类中的可溶性钾，钠离子将大大增加混凝土的总碱量，增加碱骨料反应对工程损害的潜在危害。 据了解，我国某机场混凝土跑道已发现碱骨料反应开裂，某大型城市公路立交桥建成刚5年，其潮湿部位开裂已经取样证实为碱骨料反应。由于近几年来我国水泥外加剂等情况的发展变化，混凝土碱骨料反应问题已构成我国土建工程的一大潜在危害，希望我国的建筑、市政、交通等有关混凝土工程的设计、施工工程技术人员对此问题给予应有的重视，采取可能做到的各种措施，预防碱骨料反应对工程的损害。 12 四 混凝土碱骨料反映的预防控制措施 基于对碱骨料反应作用机理及影响因素的分析可知:碱骨料反应必须是在混凝土采用活性骨料拌制、水泥(或混凝土)的含碱量达到一定数量、碱-硅凝胶集聚、潮湿多水条件下才能进行,四者缺一不可。因此,只有从混凝土原材料的选择和配合比设计等方面采取切实可行的措施,才能有效预防碱骨料反应发生。 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NaO+0.658KO)22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、限制混凝土碱含量 预防碱骨料反应最直接、最有效的技术措施就是降低混凝土内部的碱含量。混凝土中的碱来源于两个方面:一方面是配制混凝土时形成的碱,包括水泥、掺合料、外加剂和混凝土拌合用水中的碱;另一方面是混凝土结构物在使用过程中从周围环境中侵入的碱,如海水、融雪剂等中的碱。因此在降低混凝土内部碱含量时,不仅要限制水泥的碱含量,还要控制混凝土的总含碱量。我国《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)规定:若使用活性骨料,用户要求提供低碱水泥时,水泥中碱含量不得大于0.6%或由供需双方商定;《混凝土碱含量限值标准》(CECS53-93)规定:混凝土最大含碱量不大于3Kg/m?。 3、采用非活性骨料 为避免碱骨料反应发生,凡可能发生碱骨料反应的工程,在配制混凝土之前,均应检验所使用骨料是否具有活性。国家标准《普通混凝土用砂、石质量及检验 13 方法标准》(JGJ52-2006)对骨料的碱活性检验有明确要求。经碱骨料反应试验后,由所使用骨料制备的试件应无裂缝、酥缝、胶体外溢等现象,在规定的试验龄期内膨胀率应小于0.1%。 4、掺入矿物掺合料 矿物掺合料掺入到混凝土中后改变混凝土孔隙结构、降低渗透性、有效抑制碱骨料反应的发生、提高混凝土结构的耐久性己成共识,但矿物掺合料掺量大小应考虑水泥、骨料和外加剂等因素,通过试验确定他们的最佳掺量。掺量过多,会对混凝土早期强度增长有所不利,为施工人员难于接受;掺量太小,则会增加碱骨料反应的破坏作用。实践证明,硅粉掺入量为5%,10%时,混凝土的膨胀量可降低10%,20%;粉煤灰掺入量大于20%、磨细矿渣粉掺入量大于60%时,混凝土的膨胀量可降低75%。 5、避免潮湿 为防止碱骨料反应的发生,应尽量使混凝土结构处于干燥状态,特别是防止经常遭受干湿交替作用。必要时还可采用防水剂或憎水涂层,改善混凝土的密实度,降低混凝土的渗透性,减少雨水浸入混凝土内部。 6、掺用引气剂 掺用引气剂,使混凝土具有一定的含气量,可以容纳一定数量的反应物,减轻碱骨料反应的膨胀压力。如在混凝土中引入4%的空气,能使碱骨料反应产生的膨胀量减少40%。 7、掺用低碱外加剂 由于化学外加剂中含碱基本上为可溶盐,如NaSO等中性盐加入到混凝土后24 会与水泥中的水化产物如Ca(OH)等反应,新产生部分OH-离子,并与留在孔隙溶2 液中的Na-、K-保持电荷平衡。外加剂含碱盐能显著增加孔隙溶液中的OH-浓度,进而加速ARR反应。因此,无论混凝土是否含有活性骨料,化学外加剂带入的碱不得超过013kg/m?。 14 8、掺用低碱粉煤灰 粉煤灰抑制ARR机理可表现为对混凝土中的碱及Ca(OH)的作用,可概括为2 粉煤灰对碱的物理稀释、Ca(OH)的吸附,使之与火山灰反应减少，甚至消除体系2 中的Ca(OH)以及火山灰反应生成的低Ca/Si比产物对碱的吸附、滞留和体系的2 致密化作用。通过试验证明,掺用25%,35%的?、?级粉煤灰,有显著的抑制碱骨料膨胀破坏作用。ASMC618限定的用于抑制ARR的粉煤灰的碱含量必须小于115kg。粉煤灰的细度及颗粒分布与抑制ARR有关,比表面积越大,效果越明显。 9、其它措施 采用氢氧化锂溶液对混凝土试件进行浸泡处理后,活性骨料在氢氧化锂溶液中形成片状晶体,有助于消除碱骨料反应危害。这是因为Li与吸附在活性骨料表面的Na+、K+交换,抢先形成非膨胀型晶体产物。在混凝土中掺加适量钢纤维,也有助于降低碱骨料反应的危害。这是由于钢纤维或其他纤维(如尼纶纤维、腈纶纤维、碳纤维等)的存在虽不能抑制碱骨料反应的进行,但由于配制一定数量的纤维,可以提高混凝土的抗拉强度和韧性,并对碱骨料反应所产生的膨胀压力有分散作用,因而减小因碱骨料反应所引起的破坏作用。 15