堿—硅酸反應對混凝土的危害及預防

1、堿—硅酸反應對混凝土的危害及預防硅酸反應對混凝土的危害及預防李釗林（浙江省杭州市311203）摘要摘要：本文詳細介紹了混凝土堿—硅酸反應原理及特征、對混凝土存在的危害，并就預防混凝土工程發(fā)生堿骨料反應破壞及應釆取的措施進行了探討關鍵詞關鍵詞：混凝土堿骨料反應預防措施1概述概述堿—硅酸反應是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80年代首次在建筑、橋梁等建設領域中發(fā)現(xiàn)。堿骨料反應是指混

2、凝土中的堿性物質(zhì)與骨料中的活性成分發(fā)生化學反應引起混凝土內(nèi)部自膨脹應力而開裂的現(xiàn)象。因堿骨料反應時間較為緩慢，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，素有混凝土“癌癥”之稱，是近年來遇到的機率逐漸增多的一種病害。據(jù)專家估計，全世界每年因堿骨料反應而造成的工程損失高達1500億美元。隨著混凝土高強化的發(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、應創(chuàng)造了“物質(zhì)基礎”。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，提高了堿骨料反應發(fā)生的機率。2目前預防堿骨料反應現(xiàn)狀目前預防堿骨料反應現(xiàn)狀由于堿骨料反應已構成我國建設領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造成對工程的損害和重建的教訓，我國各行業(yè)行政主管部門均出臺了相應的規(guī)范、標準，以確保基

4、礎設施建設工程不發(fā)生堿骨料反應對工程的損害。特別是水利工程界，從上世紀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行活性檢驗以及專家論證，并釆用大堿骨料反應對混凝土的危害性較大，目前也是常見的危害之一。結(jié)構混凝土，特別是地下結(jié)構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。堿骨料反應表現(xiàn)在外觀上主要是混凝土因后期體積膨脹而開裂，混凝土構件發(fā)生附加變形。表現(xiàn)在內(nèi)部結(jié)構中則使混凝土強度降低，碳化加快，引起鋼筋銹蝕，嚴

5、重影響結(jié)構的耐久性。引起的破壞要化大量的人力、物力、財力來修補或重建，有些損失甚至永遠不可彌補。4.2預防措施發(fā)生堿骨料反應需要具有三個條件: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。要預防或降低此反應就需從這三項源頭著手，因此世界各國都是在配制混凝土時采取相應措施，使混凝土工程不具備堿骨料反應的條件。4.2.1控制水泥堿含量水泥含堿量控制根據(jù)現(xiàn)行

6、國家標準《通用硅酸鹽水泥》（GB175—2007）的規(guī)定及工程結(jié)構使用的實際情況，規(guī)定了若混凝土中使用堿性活性集料時，水泥的含堿量不應大于0.6％的要求，水泥的堿含量按氯化鈉當量計。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。混凝土中堿含量是以等當量的氯化鈉的含量，以kgm3計。中國工程建設標準化協(xié)會批準的《混凝土

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