什麽是混凝土的堿-骨料反應

堿-骨料反應(Alkali-AggregateReaction，簡稱AAR）條件是在混凝土配製時形成的，即配製的混凝土中隻有足夠的堿和反應性骨料，在混凝土澆築後就會逐漸反應，在反應產物的數量吸水膨脹和內應力足以使混凝土開裂的時候，工程便開始出現裂縫。這種裂縫和對工程的損害隨著堿骨料反應的發展而發展，嚴重時會使工程崩潰。類型堿-骨料反應的類型主要為以下三種1、堿-矽反應（Alkali-SilicaReaction，簡稱ASR），是指混凝土中的堿與不定型二氧化矽的反應；2、堿-矽酸鹽反應（Alkali-SilicateReaction，簡稱ASR），是指混凝土中的堿與某些矽酸鹽礦物的反應。3、堿-碳酸鹽反應（Alkali-CarbonateReaction，簡稱ACR），是指混凝土中的堿與某些碳酸鹽礦物的反應。堿-骨料反應時固相與液相之間的反應，起發生具備三個要素：Ⅰ堿活性骨料；Ⅱ有堿存在（K、Na等離子）；Ⅲ水。有人試圖用阻擋水分來源的方法控製堿骨料反應的發展，例如筆者見過的日本從大孤到神戶的高速公路鬆原段陸地立交橋，橋墩和梁發生大麵積堿骨料反應開裂，日本曾采取將所有裂縫注入環氧樹脂，注射後又將整個梁、橋墩表麵全用環氧樹脂塗層封閉，企圖通過阻止水分和濕空氣進入的方法控製堿骨料反應的進展，結果僅僅經過一年，又多處開裂。因此世界各國都是在配製混凝土時采取措施，使混凝土工程不具備堿骨料反應的條件。機理堿—矽酸反應(ASR）反應機理：Na+(K+)+SiO2+OH-→Na(K)-Si-Hgel膨脹機理：吸水後的堿矽酸凝膠體體積遠遠大於反應前固體體積，最大時體積可增大3倍以上，大量凝膠體在混凝土骨料界麵區的積聚、膨脹，導致混凝土沿著界麵產生不均勻膨脹、開裂。堿—碳酸鹽反應(ACR）反應機理：堿與白雲石發生反應,去白雲化。(1)CaMg(CO3)2+2ROH=Mg(OH)2+CaCO3+R2CO3(2)R2CO3+Ca(OH)2=2ROH+CaCO3膨脹機理：Gillott：黏土吸水膨脹，從而造成破壞作用。一方麵，R+、OH-和水等進入受限製的緊密空間產生膨脹，另一方麵，固相反應產物的框架體積的增大以及水鎂石和方解石晶體生長形成的結晶壓，產生膨脹應力。發生條件(1)混凝土中堿含量：過量的Na2O(Na2O+0.66K2O)來自水泥、外加劑、摻合料、骨料、拌合水等組分及周圍環境。低堿水泥：鈉、鉀含量小於0.6%的水泥稱為低堿水泥。發生堿骨料反應的堿含量範圍：高活性的矽質骨料(如蛋白石)，大於2.1kg/m3；中等活性的矽質骨料，大於3.0kg/m3;堿—碳酸鹽反應活性骨料，大於1.0kg/m3。(2)堿活性骨料含活性二氧化矽的岩石分布很廣，堿—碳酸鹽反應活性的隻有黏土質白雲石質石灰石。充分掌握骨科堿活性的情況，建立堿活性骨料分布圖。(3)潮濕環境隻有在空氣相對濕度大於80%，或直接接觸水的環境中，AAR破壞才會發生；有效隔絕水的來源是防治AAR破壞的一個有效措施。影響因素1）混凝土堿含量堿含量越高，堿骨料反應膨脹開裂越嚴重；矽質集料的活性越高，其“安全總堿含量”越低。2）活性骨料含量與尺寸：每種活性骨料都存在一個最不利摻量範圍，這與混凝土中活性SiO2/堿含量有關3）礦物摻合料：可有效抑製堿骨料反應對混凝土的破壞。4）環境溫度與濕度：高溫、高濕環境對堿骨料反應有明顯加速作用。5）其它因素：摻入引氣劑，可在一定程度上減小堿骨料反應膨脹；骨料顆粒級配的影響：對於不同的活性二氧化矽含量，存在一個不同的最不利顆粒尺寸，此時的膨脹壓力最大。受力狀態：受外約束力作用越大，膨脹開裂越小。