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      微硅粉對混凝土堿骨料反應的預防
      - 2019-03-30-

      堿骨料反應是指水泥中的堿性氧化物(Na2O或K2O)與骨料中的活性二氧化硅發生化學反應,在骨料表面生成復雜的堿——硅酸凝膠,其吸水后會產生很大的體積膨脹(體積可增大3倍以上),從而導致混凝土產生膨脹開裂而破壞。堿骨料反應使混凝土的強度等性質發生顯著變化,抗拉強度約降低3O%~5O%。由于抗拉強度 降低,混凝土產生裂縫,對含筋量少的混凝土可能導致結構失去抗拉能力,引起鋼筋抗剪、粘結強度降低,從而導致結構物的破壞。堿骨料反應開始是在3O年代美國西部地區的堤壩、公路、橋梁等混凝土結構物發生異常膨脹,產生裂縫而發現的。進入7O年代后,不斷從歐洲、南非等地傳來堿骨料反應引起的結構損傷報告,堿骨料反應作為個世界性的普遍問題被提了出來 。在日本海沿岸,許多港灣建筑、橋梁等,建成后不到1年的時間,混凝土表面開裂、剝落,鋼筋銹蝕外露,主要原因是堿骨料反應。北京的三元立交橋橋墩,建成后不到兩年,個別地方發生“人字形”的裂紋,也是堿骨料反應的結果。對受堿骨料反應破壞的結構物修補起來比較困難 ,效果也比較差,因此最好的辦法是積極地采取預防措施。 在混凝土中摻加微硅粉,對堿骨料反應有明顯的預防控制作用。硅微粉添加量為5%~1O%時混凝土的膨脹量可減少1O%~2O%,其控制效果根據反應性骨料及微硅粉的種類而不同。實驗研究表明,微硅粉對堿骨料反應的控制作用主要表現在以下幾個方面:

      (1)加微硅粉后,由于微硅粉顆粒很細,拌制混凝土時需增加用水量,結果改變了混凝土中的空隙率緩和了局部壓力。

      (2)微硅粉比表面積大,可吸附堿離子,降低了混凝土細孔溶液中氫氧離子的濃度,生成含鈣量高的非膨脹性凝膠體 。氫氧離子的濃度降到某一限度以下時不發生堿骨料反應。

      (3)添加微硅粉后,由于其粒徑小,所以它最先和水化氫氧化物反應,生成的未硬化堿——硅酸凝膠充填于孔隙結構中,并且反應要消耗一定量的堿骨料反應需要的氫氧化鈣,使氫氧化鈣均勻分布,從而控制了有害膨脹。 微硅粉對堿骨料反應的預防控制作用,有效提高了混凝土的耐久性,延長結構物的使用壽命。同時也是減少混凝土的生產量,實現減輕環境負荷的重要途徑 。


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