混凝土碱骨料反应(Alkaliaggregatereaction,AAR)是指骨料中特定内部成分在一定条件下与混凝土中的水泥、外加剂、掺合剂等中的碱物质进一步发生化学反应,导致混凝土结构产生膨胀、开裂甚至破坏的现象,严重的会使混凝土结构崩溃,是影响混凝土耐久性的重要因素之一;混凝土碱骨料反应根据反应机制可分为碱硅酸盐反应和碱碳酸盐反应:
定义
碱骨料反应是指水泥中的碱性氧化物含量较高时,会与骨料中所含的二氧化硅发生化学反应,并在骨料表面生成碱硅酸凝胶,吸水后会产生较大的体积膨胀,导致混凝土胀裂现象。
类型
碱骨料反应的类型主要为以下两种
1、碱硅酸反应(AlkaliSilicaReaction,简称ASR),是指混凝土中的碱与不定型二氧化硅的反应;
2、碱碳酸盐反应(AlkaliCarbonateReaction,简称ACR),是指混凝土中的碱与某些碳酸盐矿物的反应。
碱骨料反应是固相与液相之间的反应,起发生具备三个要素:碱活性骨料;有碱存在(K、Na等离子);水。
有人试图用阻挡水分来源的方法控制碱骨料反应的发展,例如笔者见过的日本从大孤到神户的高速公路松原段陆地立交桥,桥墩和梁发生大面积碱骨料反应开裂,日本曾采取将所有裂缝注入环氧树脂,注射后又将整个梁、桥墩表面全用环氧树脂涂层封闭,企图通过阻止水分和湿空气进入的方法控制碱骨料反应的进展,结果仅仅经过一年,又多处开裂。因此世界各国都是在配制混凝土时采取措施,使混凝土工程不具备碱骨料反应的条件。
机理
碱硅酸反应(ASR)
反应机理:Na(K)SiO2OHNa(K)SiHgel
膨胀机理:吸水后的碱硅酸凝胶体体积远远大于反应前固体体积,最大时体积可增大3倍以上,大量凝胶体在混凝土骨料界面区的积聚、膨胀,导致混凝土沿着...
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