第七章混凝土耐久性3(碱骨料反应)2013.ppt

* 硅胶 反应环 白色 硅胶 白色 硅胶 膨胀特征：碱—集料反应破坏是反应产物的体积膨胀引起的，往往使结构物发生整体位移或变形，如伸缩缝两侧结构物顶撞、桥梁支点膨胀错位、水电大坝坝体升高等；对于两端受约束的结构物，还会发生弯曲、扭翘等现象。 美国加州Mugu停机坪路面板错位、裂缝 膨胀错位、位移（英国Val de la Mare坝） 裂缝特征：对于不受约束和荷载的部位，或约束和荷载较小的部位；碱—集料反应破坏一般形成网状裂缝；对于钢筋限制力较大的区域，裂缝常常平行于钢筋方向；在外部压应力作用下，裂缝也会平行于压应力方向。碱—集料反应在开裂的同时，经常出现局部膨胀，使裂缝两侧的混凝土出现高低错位和不平整。 网状裂缝 顺筋裂缝 集料开裂 钢筋及裂缝方向 部位特征：碱—集料反应破坏的一个明显的特征就是越潮湿的部位反应越强烈，膨胀和开裂破坏越明显；对于碱—硅酸反应引起的破坏，越潮湿的部位其凝胶析出等特征也越明显。 空气中的相对湿度大于85%， 或混凝土直接与水接触就有可能产生碱骨料。 7.3.5 碱集料反应的影响因素及预防措施 （1）影响因素 活性二氧化硅与碱含量的关系 1.6 1.2 0.8 2.0 0.4 0 10 30 20 40 50 砂浆的膨胀（%） 活性硅的含量（%） 碱-氧化硅反应与集料中SiO2含量的关系 北京地区常见岩石碱活性检定表 类 岩石类别 6个月膨胀量（％） 活性判定及活性矿物 1 长英沉积岩 0.218 活性（微晶晶体受伤） 2 长英岩浆岩 0.042 非活性（花岗岩） 3 条状硅质岩 0.254 活性（微晶隐晶） 4 块状硅质岩 0.236 活性（微晶隐晶） 5 中酸岩浆岩 0.078 非活性 6 中基岩浆岩 0.071 非活性 7 碳酸岩 0.151 活性（微晶） 8 硅质碳酸岩 0.207 活性（微晶） 如果碱含量低于0.6%,膨胀不会发生 水泥中碱含量对ASR引起的破坏的影响 碱含量 混凝土中的碱含量与其膨胀的关系 反应性集料的特性 随着反应性集料含量的增加，混凝土的反应膨胀量加大； 集料粒度：粒度过大或过小都能使反应膨胀量减小，中间粒度（0.15~0.6mm）的集料引起的膨胀量最大，因为此时反应性集料的总表面积最大； 反应性集料的孔隙率对膨胀量有影响，多孔集料能减缓碱-集料反应。 RILEM（国际材料与建筑构造研究实验所联合会）标准中根据集料所含活性组分的类型及其含量对其进行分类： 集料中含有1%或更多的蛋白石类高活性的组分时，集料为活性； 集料中不含有蛋白石或类似的高活性组分，并且组成中含有95%以上的被认定为非活性组分时，集料为非活性； 集料中含有活性组分，但活性组分的含量介于非活性与活性集料含量之间的集料为潜在碱活性集料。 水胶比 水胶比大，混凝土的孔隙度增大，各种离子的扩散及水的移动速度加大，会促进碱-集料反应发生； 另一方面，混凝土水胶比大其孔隙量大，又能减少孔隙水中碱液浓度，因而减缓碱-集料反应。 掺合料 硅灰掺量对碱骨料膨胀率的影响 粉煤灰对混凝土膨胀率的影响 time(m) 化学掺加剂 相对湿度低于80％，膨胀很小 相对湿度对ASR破坏的影响 环境相对湿度 混凝土表面涂层 （2）碱-集料反应的预防措施 选用掺加混合材料的水泥 在拌制混凝土时掺加质量较好的粉煤灰或其他混合材料 限制或禁止钠盐外加剂的使用 适当降低水灰比 使用非活性集料 控制混凝土总碱量：水泥含碱量（R2O≤0.6%），以混凝土的体积为基础，R2O ≤ 3kg/m3，但控制碱含量并不能有效抑制碱碳酸盐反应，故需杜绝使用含活性碳酸盐骨料。 掺加引气剂 在混凝土表面涂层等。 对于一般ASR活性的集料，碱含量小于3.5%的粉煤灰的掺量在30%以上时或碱含量小于1.0%的矿渣在大于50%时能有效抑制ASR。但对于ACR活性集料，粉煤灰、矿渣和硅灰难以防止其ACR破坏。 （1）检验方法 岩相法：岩相法一直是作为骨料碱活性鉴定的首选方法，其缺点是得不到活性组分含量与膨胀率的定量关系 化学方法： 150~300μm集料+1N NaOH 80℃下，24h 测 NaOH减少量则可得SiO2溶解量 该方法不能用于碱碳酸盐反应 砂浆棒法：ASTM C227-71，集料与含1%R2O水泥混合制成砂浆，14d的砂浆膨胀率小于0.1%，则骨科是无害的，膨胀率大于0.2%，则表明骨料具有潜在碱活性；膨胀率在0.1%和0.2%之间为可疑骨料。 7.3.6 检验方法及判定 砼棱柱法：Ｃ＝310±5kg/m3，sl=80±10mm的混凝土试件（75mm×75mm×350mm），在相对湿度95%以上的条件下测量试件长度变化.如试件1年龄期的膨胀率等于或超过0