混凝土碱骨料反应
碱骨料反应
混凝土碱骨料反应（Alkali-aggregate reaction, 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。
发生条件(1) 混凝土中碱含量：过量的Na2O(Na2O+0.66K2O)来自水泥、外加剂、掺合料、骨料、拌合水等组分及周围环境。
低碱水泥：钠、钾含量小于0.6%的水泥称为低碱水泥。
发生碱骨料反应的碱含量范围：高活性的硅质骨料(如蛋白石)，大于2.1kg/m3；中等活性的硅质骨料，大于3.0kg/m3;碱—碳酸盐反应活性骨料，大于1.0kg/m3。
(2) 碱活性骨料含活性二氧化硅的岩石分布很广，碱—碳酸盐反应活性的只有黏土质白云石质石灰石。
充分掌握骨科碱活性的情况，建立碱活性骨料分布图。
(3) 潮湿环境现有的现场资料充分证明，绝大部分混凝土构筑物在季节性气候变化的暴露条件下，其内部的相对湿度足以维持膨胀性AAR，因此在沙漠地带的大多数公路、大坝以及干燥气候条件下的桥面和柱也可能保持内部湿度而断续发生膨胀反应。
同时，在控制环境条件下，室内的大型混凝土构件也能长期维持适当的相对湿度。
因此虽然水是碱-骨料反应发生的必要条件之一，但是并没有好的方法预防这一点。
影响因素1）混凝土碱含量碱含量越高，碱骨料反应膨胀开裂越严重；硅质集料的活性越高，其“安全总碱含量”越低。
2）活性骨料含量与尺寸：每种活性骨料都存在一个最不利掺量范围，这与混凝土中活性SiO2/碱含量有关3）矿物掺合料：可有效抑制碱骨料反应对混凝土的破坏。
4）环境温度与湿度：高温、高湿环境对碱骨料反应有明显加速作用。
5）其它因素：掺入引气剂，可在一定程度上减小碱骨料反应膨胀；骨料颗粒级配的影响：对于不同的活性二氧化硅含量，存在一个不同的最不利颗粒尺寸，此时的膨胀压力最大。
混凝土中碱-骨料反应原理及防控
混凝土中碱-骨料反应原理及防控一、混凝土中碱-骨料反应的概念和表现混凝土中碱-骨料反应是指水泥混凝土中的碱性化学物质与含有高硅酸盐的骨料发生反应，导致混凝土的体积膨胀和裂缝形成，严重影响混凝土的力学性能和耐久性能。
碱-骨料反应是一种极具破坏性的化学反应，主要表现为混凝土表面出现龟裂、脱落、开裂、剥落等现象，也会引起混凝土的膨胀和变形，影响混凝土的承载能力和使用寿命。
二、混凝土中碱-骨料反应的原理碱-骨料反应的本质是水泥中的碱性化学物质和骨料中的硅酸盐发生化学反应，形成一种新的胶凝物质——碱硅酸盐凝胶。
这种胶凝物质会不断地吸收水分，导致混凝土的体积膨胀，并在混凝土内部形成一个类似于海绵的结构，从而引起混凝土的开裂和脱落。
碱-骨料反应的反应式如下：Na2O·nSiO2 + H2O → NaOH + Na2O·2SiO2·nH2O其中，Na2O·nSiO2代表硅酸盐，H2O代表水分，NaOH代表氢氧化钠，Na2O·2SiO2·nH2O代表碱硅酸盐凝胶。
三、混凝土中碱-骨料反应的影响因素1.水泥中的碱含量水泥中的碱含量是影响碱-骨料反应的主要因素之一。
当水泥中的碱含量过高时，会增加混凝土中碱性物质的含量，从而加剧混凝土的膨胀和龟裂。
2.骨料中的硅酸盐含量骨料中的硅酸盐含量也是影响碱-骨料反应的重要因素。
当骨料中的硅酸盐含量过高时，会增加混凝土中碱性物质的反应面积，从而加剧混凝土的膨胀和裂缝。
3.混凝土中的水分含量混凝土中的水分含量也会影响碱-骨料反应。
当混凝土中的水分含量过高时，会加速碱硅酸盐凝胶的形成速度，从而加剧混凝土的膨胀和开裂。
4.环境条件环境条件也会影响碱-骨料反应。
例如，高温、高湿等条件会加速碱硅酸盐凝胶的形成速度，从而加剧混凝土的膨胀和开裂。
四、混凝土中碱-骨料反应的防控措施1.降低水泥中的碱含量降低水泥中的碱含量是防止碱-骨料反应的有效措施之一。
碱骨料反应
碱骨料反应1.碱骨料反应碱骨料反应也叫碱硅反应，是指混凝土中的碱性物质与骨料中的活性成分发生化学反应,引起混凝土内部自膨胀应力而开裂的现象.碱骨料反应给混凝土工程带来的危害是相当严重的.因碱骨料反应时间较为缓慢,短则几年,长则几十年才能被发现.2.碱骨料反应发生的条件发生碱骨料反应需要具有三个条件:首先是混凝土的原材料水泥、混合材、外加剂和水中含碱量高；第二是骨料中有相当数量的活性成分；第三是潮湿环境，有充分的水分或湿空气供应。
3. 混凝土碱骨料反应的机理水泥中95 %以上的主要成分是CaO , SiO2 ,Al2O3 ,Fe2O3 ,另外少量的其他氧化物MgO ,SO3 ,K2O ,Na2O 等,这些氧化物主要是生产过程中反应不够充分而残留在水泥中的,其成分与含量跟水泥生产的原材料和工艺水平有关. Na2O 水化后生成NaOH ,K2O 水化后生成KOH. 碱骨料反应通常可分为碱硅酸反应、碱碳酸盐反应、碱硅酸盐反应3 种类型. 1、碱硅酸反应是水泥中的碱与骨料中的活性氧化硅成分反应产生碱硅酸盐凝胶或称碱硅凝胶，碱硅凝胶固体体积大于反应前的体积，而且有强烈的吸水性，吸水后膨胀引起混凝土内部膨胀应力，而且碱硅凝胶吸水后进一步促进碱骨料反应的发展、使混凝土内部膨胀应力增大，导致混凝土开裂。
发展严重的会使混凝土结构崩溃。
2、碱碳酸盐反应（Alkali-Carbonate Reaction，ACR）1955年加拿大金斯敦城人行路面发生大面积开裂，怀疑是碱骨料反应，用ASTM标准的砂浆棒法和化学法试验，属于非活性骨料。
后经研究，斯文森于1957年提出一种与碱硅酸反应不同的碱骨料反应——碱碳酸盐反应。
一般的碳酸岩、石灰石和白云石是非活性的，只有象加拿大金斯敦这种泥质石灰质白云石，才发生碱碳酸盐反应。
碱碳酸盐反应的机理与碱碳酸反应完全不同，在泥质石灰质白云石中含粘土和方解石较多，碱与这种碳酸钙镁的反应时，将其中白云石(MgCO3)转化为水镁石Mg(OH)2，水镁石晶体排列的压力和粘土吸水膨胀，引起混凝土内部应力，导致混凝土开裂。
混凝土碱-骨料反应原理
混凝土碱-骨料反应原理一、前言混凝土碱-骨料反应是一种广泛存在的问题，它会导致混凝土的耐久性降低，从而影响混凝土结构的使用寿命。
本文将详细介绍混凝土碱-骨料反应的原理，包括反应机理、影响因素、识别方法和预防措施等方面。
二、混凝土碱-骨料反应的反应机理混凝土碱-骨料反应是一种碱性溶液与骨料中的硅酸盐矿物发生反应的化学过程。
混凝土中的水化产物（如氢氧化钙和水化硅酸钙等）会释放出氢氧根离子（OH-），使混凝土的碱度增加。
当碱度超过一定的阈值时，碱性溶液将渗入到骨料中，与其中的硅酸盐矿物发生反应，形成一种强碱性胶状物质——碱硅胶（alkali-silica gel）。
碱硅胶的生成是混凝土碱-骨料反应的关键步骤。
碱硅胶具有高度膨胀性和极强的吸水性，它会破坏混凝土中的孔隙结构，导致混凝土的耐久性降低。
此外，碱硅胶的生成还会产生大量的热量，进一步加速混凝土的老化过程。
三、混凝土碱-骨料反应的影响因素混凝土碱-骨料反应的发生与否受多种因素的影响，主要包括以下几个方面：1. 骨料的种类和含量不同种类的骨料对混凝土碱-骨料反应的敏感程度不同。
含有大量硅酸盐矿物的骨料（如玄武岩和流纹岩）容易与碱性溶液发生反应，而含有较少硅酸盐矿物的骨料（如石灰石和花岗岩）则不易受到影响。
此外，骨料的含量也会影响混凝土的碱度，从而间接影响混凝土碱-骨料反应的发生。
2. 混凝土的碱度混凝土的碱度是混凝土碱-骨料反应发生与否的决定性因素。
当混凝土的碱度超过一定的阈值时，碱性溶液将渗入到骨料中，引发碱硅胶的生成。
因此，控制混凝土的碱度是预防混凝土碱-骨料反应的关键。
3. 环境条件混凝土的环境条件也会影响混凝土碱-骨料反应的发生。
例如，高温和高湿度的环境有利于碱硅胶的生成，从而加速混凝土的老化过程。
此外，氧气和二氧化碳等气体也会对混凝土的老化产生影响。
四、混凝土碱-骨料反应的识别方法混凝土碱-骨料反应的识别是混凝土工程中非常重要的一环。
一般来说，可以通过以下几种方法来识别混凝土碱-骨料反应的存在：1. 实地观察混凝土碱-骨料反应会导致混凝土表面出现裂缝和破坏迹象。
碱骨料反应
碱骨料反应1、什么是碱骨料反应（简称AAR）碱骨料反应是指混凝土原材料中的水泥、骨料、外加剂、混合料和拌合水中的碱性物质（Na2O或K2O）与骨料中碱活性矿物成分发生化学反应，生成膨胀物质（或吸水膨胀物质），从而使混凝土在浇筑成型若干年后，膨胀开裂，导致混凝土破坏的现象。
被称为混凝土的癌症。
2、碱骨料反应的必要条件①水泥及其他原材料（外加剂、掺和料等）的含碱量较高；②活性骨料，骨料中含有一定量活性氧化硅等活性成分；③水或潮湿环境。
3、碱骨料反应的类型①碱硅酸反应（简称ASR）混凝土中碱与骨料中微晶或无定形硅酸发生反应，生成碱硅酸类。
反应式如下：碱硅酸类呈白色凝胶固体，且具有强烈吸水膨胀的特征，最大时体积可最大3倍以上。
这种反应一般发生在骨料与水泥石界面处，混凝土产生不均匀膨胀引起开裂。
碱硅酸反应是碱骨料反应的主要形式，能与碱发生反应的含有活性氧化硅矿物的岩石品种有多种，在火成岩、沉积岩和变质岩中都有存在。
自然界中含有活性氧化硅的矿物可概括为2类：1）含有非晶体SiO2，主要指蛋白石和玻璃质SiO2。
2）具有结晶不完整的SiO2矿物，如隐晶质至微晶质的玉髓、鳞石英、方石英等，酸性或中性玻璃体的隐晶质火山喷出岩，如流纹岩、粗面岩、安山岩及其凝灰岩等。
自然界中结晶完整的石英在地质运动中受压，造成晶格扭曲、错位等，使结晶体外界面增多，也会产生不同程度的碱活性。
②碱碳酸盐反应（简称ACR）混凝土中的碱与具有特定结构的粘土质细粒白云质石灰岩或粘土质细粒白云质骨料发生下列反应，进行所谓的去白云化作用：碱碳酸盐反应的机理与碱硅酸反应不同，其特点是反应快，一般在浇筑后6个月就有膨胀或开裂现象，反应物中很少见凝胶产物，多呈龟裂或开裂。
③碱硅酸盐反应混凝土中的碱与骨料中某些层状结构的硅酸盐发生反应，使层状硅酸盐层间间距增大，骨料发生膨胀，致使砼膨胀开裂，能发生这类反应的岩石有：页状硅酸盐岩石、石英质岩石、混合性硅酸盐岩石等。
碱骨料反应名词解释
碱骨料反应名词解释碱骨料反应是指在混凝土中使用碱性骨料，在水泥的碱性环境中发生的一种化学反应。
它是混凝土中碱骨料与水泥浆体中的含碱化合物相互作用形成的一系列产物的总称。
碱骨料反应主要有两种类型，即碱-骨料反应和碱-硅酸反应。
碱-骨料反应是指碱性骨料与水泥浆体中的含碱化合物反应，产生的产物会引起混凝土的胀缩和开裂。
碱-硅酸反应是指碱性骨料中的碱金属离子与混凝土中的硅酸反应，形成膨胀物质，也会导致混凝土的胀缩和开裂。
碱骨料反应对混凝土结构的影响主要体现在以下几个方面：1. 力学性能：碱骨料反应会导致混凝土的强度下降和变形增大，进而影响混凝土结构的承载力和使用性能。
2. 混凝土的胀缩和开裂：碱骨料反应会使混凝土中的产物膨胀，导致混凝土内部产生应力，从而引起混凝土的胀缩和开裂。
这种胀缩和开裂会导致混凝土结构的破坏，严重影响其使用寿命和安全性能。
3. 防水性能：碱骨料反应产生的孔隙和裂缝会影响混凝土的防水性能，使其易受到水分和氯离子等侵蚀，导致混凝土结构的腐蚀和损坏。
为了防止碱骨料反应的发生和减轻其对混凝土结构的影响，可以采取以下措施：1. 使用低碱度水泥：选择低碱度水泥可以减少水泥浆体中的含碱化合物，从而降低碱骨料反应的发生。
2. 使用抑制剂：在混凝土中添加抑制剂可以减少碱骨料反应的发生。
常用的抑制剂包括硅酸盐类和化学抑制剂等。
3. 选用合适的骨料：选择低碱性骨料可以减少骨料与水泥浆体中的含碱化合物的反应，从而降低碱骨料反应的发生。
4. 控制混凝土中的碱含量：控制混凝土中的碱含量可以减少碱骨料反应的发生。
可以通过使用低碱度水泥、控制碱性添加剂的用量和控制混凝土中的碳酸盐含量等方法来实现。
通过以上措施的综合应用，可以有效地减轻碱骨料反应对混凝土结构的影响，提高混凝土结构的使用寿命和安全性能。
混凝土的碱骨料反应
混凝土的碱骨料反应混凝土是一种常见的建筑材料，广泛应用于各种建筑结构中。
其中，碱骨料反应是混凝土中常见的问题之一。
本文将探讨混凝土的碱骨料反应相关知识，并分析其原因、影响以及预防措施。
一、碱骨料反应的定义及原理碱骨料反应是指混凝土中的碱性水泥与一些碱性骨料（如某些骨灰、页岩或含碳酸盐的粉煤灰）在湿润环境中发生化学反应。
这种反应会产生一种膨胀物质 - 碱骨料胶凝物，导致混凝土产生膨胀、开裂等质量问题。
二、碱骨料反应的影响1. 结构质量问题：碱骨料反应会导致混凝土内部产生膨胀，使得结构发生变形、开裂，从而降低了混凝土的强度和耐久性。
2. 美观问题：由于碱骨料反应引起的膨胀和开裂，会破坏混凝土表面的平整度和美观性，影响建筑物的外观。
3. 经济问题：碱骨料反应对混凝土结构的损害可能导致维修和改造的额外费用。
三、碱骨料反应的预防措施为了降低或避免碱骨料反应对混凝土的负面影响，以下是一些常用的预防措施：1.合理选材：选择低碱度水泥和可以抑制碱骨料反应的骨料，合理配比材料。
2.添加掺合料：加入掺合料（如粉煤灰、硅灰等）来稀释混凝土内的碱度，减少碱骨料反应的发生。
3.使用表面覆盖层：在混凝土表面加上合适的覆盖层，可以减少外界水分和碱性物质对混凝土的侵蚀，从而降低碱骨料反应的发生。
4.适当控制养护条件：合理控制混凝土的养护条件，包括温度、湿度等，以减少碱骨料反应的可能性。
5.定期检测和维护：对于已施工的混凝土结构，定期进行检测，及时采取维护措施，以确保其持久性和耐久性。
总结：混凝土的碱骨料反应是一个需要引起重视的问题，它对混凝土的质量、外观和经济性都有一定的影响。
为了减少这一问题带来的负面影响，我们可以通过合理选材、使用掺合料、加强养护以及定期检测和维护等方式来进行预防和处理。
只有在有效地预防和控制碱骨料反应的情况下，才能保证混凝土结构的质量和寿命，从而确保建筑物的安全和经济效益。
（总字数：545字，可酌情增加附图、具体案例等增加字数）。
混凝土中碱-骨料反应原理
混凝土中碱-骨料反应原理混凝土中的碱-骨料反应是一种常见的混凝土病害，它会导致混凝土结构的破坏和损失。
本文将详细介绍混凝土中碱-骨料反应的原理、影响因素、预防和治理措施等内容。
一、碱-骨料反应的原理碱-骨料反应是指混凝土中碱性成分与骨料中的硅酸盐矿物质作用，产生一种新的物质——胶凝物，从而引起混凝土膨胀和开裂。
碱-骨料反应的化学反应式为：Na2O·Al2O3·(6～8)SiO2 + H2O → Na2O·Al2O3·(6～8)SiO2·nH2O该反应是一种水化反应，产生的胶凝物不溶于水，具有较强的胶结作用，从而导致混凝土的膨胀和开裂。
二、影响因素碱-骨料反应的发生与以下因素有关：1.水泥中的碱性成分水泥中的主要碱性成分为氧化钠（Na2O）和氧化钾（K2O），它们会在水化反应中释放出碱性离子。
当混凝土中的碱性离子浓度过高时，就会引起碱-骨料反应。
2.骨料中的硅酸盐矿物质碱-骨料反应的发生还与骨料中的硅酸盐矿物质有关。
硅酸盐矿物质中含有较多的硅酸盐，它们能够与水泥中的碱性离子反应产生胶凝物。
3.水化程度水化程度也是影响碱-骨料反应的重要因素。
当混凝土中的水化程度过高时，会加速水泥中的碱性成分的释放，从而加剧碱-骨料反应的发生。
4.环境条件环境条件也会影响碱-骨料反应的发生。
例如，高温和高湿环境会加速碱-骨料反应的发生。
三、预防和治理措施为了预防和治理混凝土中的碱-骨料反应，可以采取以下措施：1.选用低碱性水泥和不易发生碱-骨料反应的骨料选用低碱性水泥和不易发生碱-骨料反应的骨料是预防碱-骨料反应的有效方法。
低碱性水泥的碱性成分含量较低，可以减少碱-骨料反应的发生。
而不易发生碱-骨料反应的骨料则可以减少碱-骨料反应的发生。
2.控制混凝土的水化程度控制混凝土的水化程度也是预防碱-骨料反应的有效方法。
在混凝土的施工过程中，应控制好混凝土的水泥用量和水灰比，避免混凝土的水化程度过高。
混凝土碱-骨料反应原理及防治措施
混凝土碱-骨料反应原理及防治措施一、引言混凝土碱-骨料反应，即混凝土与骨料中的碱金属离子发生反应，导致混凝土的膨胀、开裂，严重时会影响混凝土的使用寿命和安全性。
本文将从混凝土碱-骨料反应的原理、影响因素、防治措施等方面进行阐述。
二、混凝土碱-骨料反应的原理1.碱-骨料反应混凝土中的碱性物质与骨料中的硅酸盐矿物发生反应，生成含水硅酸盐凝胶，凝胶吸水膨胀，导致混凝土膨胀开裂。
反应的化学方程式如下：Na2O+SiO2+H2O→Na2SiO3·nH2O（水玻璃）Na2SiO3·nH2O+Ca2+→CaSiO3·nH2O+2Na+2.碱-水反应混凝土中的碱性物质与水反应，生成氢氧化物，导致混凝土膨胀开裂。
反应的化学方程式如下：2NaOH+H2O→2Na++2OH-+H2O三、混凝土碱-骨料反应的影响因素1.混凝土配合比混凝土中碱性物质的含量和碱性离子的活性程度与混凝土配合比密切相关。
过多的碱性物质或搅拌不均匀，容易导致混凝土碱-骨料反应。
2.骨料类型不同类型的骨料对混凝土碱-骨料反应的影响不同。
硅酸盐骨料容易与混凝土中的碱性物质发生反应，而碳酸盐骨料和玄武岩骨料对混凝土碱-骨料反应的影响较小。
3.混凝土环境混凝土的环境温度、湿度、PH值等因素对混凝土碱-骨料反应有着重要的影响。
在高温、高湿的环境下，混凝土碱-骨料反应的速度较快。
四、混凝土碱-骨料反应的防治措施1.选用低碱性骨料选择低碱性的骨料可以有效地减少混凝土碱-骨料反应的风险。
碳酸盐骨料和玄武岩骨料是较好的选择。
2.控制混凝土配合比合理控制混凝土的配合比可以有效地减少混凝土中的碱性物质含量和碱性离子活性程度，从而减少混凝土碱-骨料反应的风险。
3.采用掺合料掺入适量的粉煤灰、硅灰、矿渣粉等掺合料可以有效地吸附混凝土中的碱性物质，减少碱性离子的活性程度，从而减少混凝土碱-骨料反应的风险。
4.表面涂层采用适当的表面涂层可以有效地减少混凝土表面的碱性物质和水的渗透，从而减少混凝土碱-骨料反应的风险。
碱骨料反应
碱骨料反应碱骨料反应1、什么是碱骨料反应（简称AAR）碱骨料反应是指混凝土原材料中的水泥、骨料、外加剂、混合料和拌合水中的碱性物质（Na2O或K2O）与骨料中碱活性矿物成分发生化学反应，生成膨胀物质（或吸水膨胀物质），从而使混凝土在浇筑成型若干年后，膨胀开裂，导致混凝土破坏的现象。
被称为混凝土的癌症。
2、碱骨料反应的必要条件①水泥及其他原材料（外加剂、掺和料等）的含碱量较高；②活性骨料，骨料中含有一定量活性氧化硅等活性成分；③水或潮湿环境。
3、碱骨料反应的类型①碱硅酸反应（简称ASR）混凝土中碱与骨料中微晶或无定形硅酸发生反应，生成碱硅酸类。
反应式如下：碱硅酸类呈白色凝胶固体，且具有强烈吸水膨胀的特征，最大时体积可最大3倍以上。
这种反应一般发生在骨料与水泥石界面处，混凝土产生不均匀膨胀引起开裂。
碱硅酸反应是碱骨料反应的主要形式，能与碱发生反应的含有活性氧化硅矿物的岩石品种有多种，在火成岩、沉积岩和变质岩中都有存在。
自然界中含有活性氧化硅的矿物可概括为2类：1）含有非晶体SiO2，主要指蛋白石和玻璃质SiO2。
2）具有结晶不完整的SiO2矿物，如隐晶质至微晶质的玉髓、鳞石英、方石英等，酸性或中性玻璃体的隐晶质火山喷出岩，如流纹岩、粗面岩、安山岩及其凝灰岩等。
自然界中结晶完整的石英在地质运动中受压，造成晶格扭曲、错位等，使结晶体外界面增多，也会产生不同程度的碱活性。
②碱碳酸盐反应（简称ACR）混凝土中的碱与具有特定结构的粘土质细粒白云质石灰岩或粘土质细粒白云质骨料发生下列反应，进行所谓的去白云化作用：碱碳酸盐反应的机理与碱硅酸反应不同，其特点是反应快，一般在浇筑后6个月就有膨胀或开裂现象，反应物中很少见凝胶产物，多呈龟裂或开裂。
③碱硅酸盐反应混凝土中的碱与骨料中某些层状结构的硅酸盐发生反应，使层状硅酸盐层间间距增大，骨料发生膨胀，致使砼膨胀开裂，能发生这类反应的岩石有：页状硅酸盐岩石、石英质岩石、混合性硅酸盐岩石等。
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➢ 另一方面，去白云石化反应生成的水镁石和方解石晶体颗粒细小，这些 颗粒间存在大量孔隙，使固相反应产物的框架体积大于反应物白云石的 体积，在限制条件下，固相反应产物的框架体积的增大以及水镁石和方 解石晶体生长形成的结晶压，产生膨胀应力。
混凝土碱骨料反应
2、碱—碳酸盐反应
定义：某些骨料中的碳酸盐矿物与碱发生的化学反应引起 混凝土的地图状开裂。
指白云石与石灰石含量大致
相等，粘土的质量含量约为 5%一20%，白云石颗粒粒径 约在50μm以下且被微晶方解 石和黏土包围。
指孔溶液中的Na+、K+、OH-， 来自水泥、外加剂、环境等。
反应机理：碱与白云石发生反应, 去白云化(dedolomitization)。 CaMg(CO3)2 + 2ROH =Mg(OH)2 + CaCO3 + R2CO3 R2CO3+Ca(OH)2=2ROH+CaCO3
混凝土碱骨料反应
混凝土碱骨料反应
AAR 已成为混凝土工程的全球性灾害问题。
混凝土碱骨料反应
一、碱一骨料反应机理
1、碱—硅酸反应
定义：骨料中的活性二氧化硅与碱发生化学反应生成膨胀 性碱硅胶，导致混凝土膨胀性开裂。
指无定形二氧化硅、 隐晶质、微晶质和 玻璃质二氧化硅。 如:蛋白石、玉髓、 隧石、受应力变型 的石英。
指孔溶液中的Na+、K+、OH-， 来自水泥、外加剂、环境等。
蛋白石
玉髓
＊取决于骨料中SiO2的结晶程度和混凝土中碱含量
混凝土碱骨料反应
反应机理： 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 时体积可增长3倍以上，大量凝胶体在混凝土骨料界面区的积聚、 膨胀，导致混凝土沿着界面产生不均匀膨胀、开裂。
混凝土碱骨料反应
混凝土碱骨料反应
(3) 潮湿环境
只有在空气相对湿度大于80%，或直接接触水的环境中， AAR破坏才会发生；有效隔绝水的来源是防治AAR破坏的一个有 效措施。
混凝土碱骨料反应
2、影响因素
➢碱含量越高，碱骨料反 应膨胀开裂越严重；
(1) 混凝土中碱含量： ➢硅质集料的活性越高，
其“安全总碱含量”越低；
碱—硅酸盐反应的实质仍属碱-硅酸反应。
混凝土碱骨料反应
二、碱一骨料反应发生条件与影响因素
1、发生条件
＊混凝土中含有充足的碱(Na2O与K2O)； ＊骨料中含有碱活性矿物； ＊潮湿环境。
(1) 混凝土中碱含量：当量Na2O(Na2O+0.66K2O) ➢ 来自水泥、外加剂、掺合料、骨料、拌合水等组分及周围
➢ACR的安 全总碱量远 低于ASR， 更难预防。
混凝土碱骨料反应
(2) 活性骨料含量：
去白云石化反应是一个固相体积减小过程，膨胀破坏如何产生?
混凝土碱骨料反应
膨胀机理：
Gillott认为：白云石晶体中包裹有干燥的黏土，去白云石化反应使菱形 白云石晶体遭受破坏，使黏土暴露出来，黏土吸水膨胀，从而造成破坏 作用。
唐明述院士认为：活性碳酸盐岩石的显微结构特征是：微晶方解石和网 络状分布的粘土构成了这种岩心的基质，菱形白云石晶体彼此孤立地分 布于其中。
混凝土碱骨料反应
混凝土碱骨料反应
1940年,Stanton发现California, Bradley的公路AAR破坏
碱－骨料反应(Alkali-aggregate Reaction，AAR)：混凝土中的 碱(Na+、K+、OH-)与具有碱活性的骨料发生的一种膨胀性化 学反应，混凝土的“癌症”。
混凝土碱骨料反应
混凝土碱骨料反应
(2) 碱活性骨料
含活性二氧化硅的岩石分布很广，碱—碳酸盐反应活性的只 有黏土质白云石质石灰石。充分掌握骨科碱活性的情况，建立碱 活性骨料分布图。
花岗岩
花岗闪长岩
应变石英含量＞ 30％
片岩 片麻岩
应变石英含量＞30％
各
紫苏花岗岩
国 已
浮石
发
流纹石
变 石英岩 质 岩 角页岩
应变石英含量＞30 ％，隧 石含量＞5％
国内外概况
自Stanton之后，美国其它州也相继发现AAR破坏，目前美国有 半数以上州发生了AAR破坏；
加拿大1953年发现首例AAR破坏事例，目前几乎遍及各省地区； 英国自1975 年发现首例AAR 破坏事例，近期调查表明在6000 座
钢筋混凝土桥梁中,有165 座已确信受AAR 的破坏,有303 座被怀 疑为AAR 所破坏； 丹麦早在50年代调查全国431 座混凝土建筑物,其中3/4 的建筑物 遭受了不同程度的AAR 破坏; 法国北部调查了1970 年后建成的860 座桥,受AAR 破坏者为123 座,占14 %； 中国在1990年后相继发现了立交桥、机场、大型预应力混凝土铁 路桥梁和轨枕、工业及民用建筑因AAR 而破坏。
环境。 ➢ 低碱水泥：钠、钾含量小于0.6%的水泥称为低碱水泥。
混凝土碱骨料反应
➢ 发生碱骨料反应的碱含量范围： 高活性的硅质骨料(如蛋白石)，大于2.1kg/m3; 中等活性的硅质骨料，大于3.0kg/m3; 碱—碳酸盐反应活性骨料，大于1.0kg/m3。 ➢ 我国标准CECS53:93《混凝土碱含量限制标准》中，提出 了防止碱—硅酸反应的碱含量限值。
现火 碱成 活岩
安山石 英安岩
酸至中性富二氧 化硅的火山
干枚岩 泥板岩
页硅酸盐、变石英
性
粗面岩
玻璃体、鳞
砂岩 应变石英、隧石含量＞5％
矿 物
珍珠岩
黑耀岩
石英
沉 硬砂岩
页硅酸岩、应变石英
积 隧石 微晶石英、玉髓、蛋白石
火山凝灰岩
岩 硅藻土
蛋白石、微晶石英
低硅玄武岩 玉髓、蛋பைடு நூலகம்石
碳酸岩 泥质白云石、页硅酸岩
混凝土碱骨料反应
3、碱—硅酸盐反应
定义：碱与某些层状硅酸盐骨料反应，使层状硅酸盐层间 距离增大，骨料发生膨胀，造成混凝土膨胀、开裂。
蛇纹石、伊里石、绿泥石、滑心、白云母、黑云母、铁 锂云母、高岭石、微晶高岭石等层状结构的硅酸盐矿物； 很多人反对将这种碱—骨料反应划分为新的一类； 唐明述院士研究表明：这些层状结构硅酸盐矿物自身不 具有碱活性，产生膨胀反应的是其中含有微晶石英或玉髓。