混凝土的碱集料反应应注意什么
在拆除和修复一些混凝土结构时,经常发现混凝土结构有膨胀、剥落和开裂。分析原因多为混凝土碱集料反应引发。所以,应避免混凝土的碱集料反应,以保证混凝土质量,延长结构的使用寿命。
所说混凝土碱集料反应,就是指混凝土固化后,混凝土中所含的碱与砂石骨料中所含的碱活性物质发生化学反应。化学反应后会产生一种胶凝物质,这种胶凝物质会吸水膨胀。这个过程虽然比较缓慢,但最终会导致混凝土结构由内向外开裂,从而导致混凝土的损坏。
引发碱集料反应的主要因素有3个:一是混凝土本身的碱含量;二是混凝土中砂石骨料中碱性活性物质的含量;三是促进混凝土中的碱活性和骨料中的碱。物质发生化学反应和物质胶凝所需的水。所以,避免混凝土碱集料反应的技术措施应与上述三个因素相对应。
(1)混凝土中的碱含量。它来自水泥、化学添加剂和矿物掺合料。碱含量以当量氧化钠计,单位为千克每立方米混凝土。
(2)碱活性就是指混凝土砂石骨料中所含的能与钾、钠离子发生化学反应,其产物能吸潮膨胀的岩石和矿物质。碱活性骨料按膨胀率分为四种,可通过实验确定。1)A型,膨胀率≤0.02%,称为无碱活性骨料。
2)B种,其膨胀率大于0.02%又小于等于0.06%,称作低碱活性集料。
3)C种,其膨胀率大于0.06%又小于等于0.1%,被称作碱活性集料。
4)D种,其膨胀率大于0.1%,称作高碱活性集料。
(3)混凝土结构工程按其所处的环境分为以下三类。
1)I类工程。指环境干燥、不与水直接接触、空气相对湿度长期低于80%的工业和民用建筑工程,如非潮湿环境下的住宅楼、办公楼、工业厂房等。
2)Ⅱ类工程。指潮湿环境、直接接触水、干湿交替环境或潮湿土壤中的混凝土工程,如水池、大坝、水处理工程或桥梁、护坡、铁路枕木、公路路面、隧道工程和地下建筑等.
3)III类项目。指有外部供碱条件和环境潮湿的混凝土工程,如高盐碱地区的混凝土工程、城市混凝土路面、桥梁、下水道工程、盐碱化学品污染环境中的混凝土。
为避免混凝土碱集料反应,在上述三类工程中,Ⅰ类工程可以采取预防措施,但对于混凝土结构的外露部分,必须采取防水措施,避免雨水渗入混凝土中。
对Ⅱ类项目,应采取预防措施。根据所用碱性活性骨料的种类不同,首先要对混凝土中的碱含量进行评估和限制。
使用A种无碱活性骨料配制混凝土时,混凝土中的碱含量可以不受限制。使用B型低碱活性骨料时,每立方米混凝土的碱含量不得超过5kg。使用C种碱性活性骨料时,每立方米混凝土的含碱量不得超过3kg。D种高碱活性骨料,严禁在Ⅱ、Ⅲ类工程中使用。但对于尤其重要的混凝土结构工程或特殊结构工程,应按有关混凝土碱集料试验资料进行混凝土配制。