堿—硅酸反應(yīng)對混凝土的危害及預(yù)防

1、堿—硅酸反應(yīng)對混凝土的危害及預(yù)防硅酸反應(yīng)對混凝土的危害及預(yù)防李釗林（浙江省杭州市311203）摘要摘要：本文詳細(xì)介紹了混凝土堿—硅酸反應(yīng)原理及特征、對混凝土存在的危害，并就預(yù)防混凝土工程發(fā)生堿骨料反應(yīng)破壞及應(yīng)釆取的措施進(jìn)行了探討關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：混凝土堿骨料反應(yīng)預(yù)防措施1概述概述堿—硅酸反應(yīng)是1940年美國加利福尼亞州公路局的斯坦敦首先發(fā)現(xiàn)，引起世界混凝土工程界的重視。我國在20世紀(jì)80年代首次在建筑、橋梁等建設(shè)領(lǐng)域中發(fā)現(xiàn)。堿骨料反應(yīng)是指混

2、凝土中的堿性物質(zhì)與骨料中的活性成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起混凝土內(nèi)部自膨脹應(yīng)力而開裂的現(xiàn)象。因堿骨料反應(yīng)時間較為緩慢，短則幾年，長則幾十年才能被發(fā)現(xiàn)，一旦發(fā)生破壞幾乎無法修補(bǔ)，素有混凝土“癌癥”之稱，是近年來遇到的機(jī)率逐漸增多的一種病害。據(jù)專家估計(jì)，全世界每年因堿骨料反應(yīng)而造成的工程損失高達(dá)1500億美元。隨著混凝土高強(qiáng)化的發(fā)展趨勢，硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥大批量使用，水泥用量不斷增加，從而導(dǎo)致單位體積混凝土的堿含量成倍增加，這一切為堿骨料反

3、應(yīng)創(chuàng)造了“物質(zhì)基礎(chǔ)”。更值得注意的是我國外加劑生產(chǎn)較多釆用以硫酸鈉作為水泥混凝土早強(qiáng)劑，而防凍劑則多釆用硝酸鈉、亞硝酸鈉、碳酸鉀等，這些鹽類中的可溶性鉀、鈉離子大大增加了混凝土的總堿量，提高了堿骨料反應(yīng)發(fā)生的機(jī)率。2目前預(yù)防堿骨料反應(yīng)現(xiàn)狀目前預(yù)防堿骨料反應(yīng)現(xiàn)狀由于堿骨料反應(yīng)已構(gòu)成我國建設(shè)領(lǐng)域混凝土工程一大潛在危害，同時吸取了國外許多土建工程因堿骨料反應(yīng)造成對工程的損害和重建的教訓(xùn)，我國各行業(yè)行政主管部門均出臺了相應(yīng)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，以確保基

4、礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程不發(fā)生堿骨料反應(yīng)對工程的損害。特別是水利工程界，從上世紀(jì)50年代起就明確規(guī)定凡較大的水利工程所釆用的骨料都要求進(jìn)行活性檢驗(yàn)以及專家論證，并釆用大堿骨料反應(yīng)對混凝土的危害性較大，目前也是常見的危害之一。結(jié)構(gòu)混凝土，特別是地下結(jié)構(gòu)等混凝土由于長期或周期性受到水的作用，容易發(fā)生堿骨料反應(yīng)。堿骨料反應(yīng)表現(xiàn)在外觀上主要是混凝土因后期體積膨脹而開裂，混凝土構(gòu)件發(fā)生附加變形。表現(xiàn)在內(nèi)部結(jié)構(gòu)中則使混凝土強(qiáng)度降低，碳化加快，引起鋼筋銹蝕，嚴(yán)

5、重影響結(jié)構(gòu)的耐久性。引起的破壞要化大量的人力、物力、財(cái)力來修補(bǔ)或重建，有些損失甚至永遠(yuǎn)不可彌補(bǔ)。4.2預(yù)防措施發(fā)生堿骨料反應(yīng)需要具有三個條件:首先是混凝土的原材料水泥、混合材、外加劑和水中含堿量高；第二是骨料中有相當(dāng)數(shù)量的活性成分；第三是潮濕環(huán)境，有充分的水分或濕空氣供應(yīng)。要預(yù)防或降低此反應(yīng)就需從這三項(xiàng)源頭著手，因此世界各國都是在配制混凝土?xí)r采取相應(yīng)措施，使混凝土工程不具備堿骨料反應(yīng)的條件。4.2.1控制水泥堿含量水泥含堿量控制根據(jù)現(xiàn)行

6、國家標(biāo)準(zhǔn)《通用硅酸鹽水泥》（GB175—2007）的規(guī)定及工程結(jié)構(gòu)使用的實(shí)際情況，規(guī)定了若混凝土中使用堿性活性集料時，水泥的含堿量不應(yīng)大于0.6％的要求，水泥的堿含量按氯化鈉當(dāng)量計(jì)。4.2.2控制混凝土中的堿含量由于混凝土中堿的來源不僅是從水泥，而且從混合材、外加劑、水，甚至有時從集料中來，因此控制混凝土各種原材料總堿量比單純控制水泥含堿量更重要?；炷林袎A含量是以等當(dāng)量的氯化鈉的含量，以kgm3計(jì)。中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會批準(zhǔn)的《混凝土

7、堿含量限值標(biāo)準(zhǔn)》（CECS53）規(guī)定：干燥環(huán)境，一般工程、重要工程結(jié)構(gòu)不限制，特殊工程結(jié)構(gòu)3.0kgm3；潮濕環(huán)境，一般工程結(jié)構(gòu)3.5kgm3，重要工程結(jié)構(gòu)3.0kgm3，特殊工程結(jié)構(gòu)2.1kgm3；含堿環(huán)境，一般工程結(jié)構(gòu)3.0kgm3，重要和特殊工程結(jié)構(gòu)釆用非活性集料。4.2.3對骨料選擇使用要做到有效地預(yù)防堿骨料反應(yīng)對混凝土工程的破壞，應(yīng)先對本地區(qū)產(chǎn)的集料進(jìn)行調(diào)研，并根據(jù)《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB50164—2011）和《普通混凝