混凝土中的碱来源与含量

混凝土中的碱主要来源于水泥、掺和料、拌和水、化学外加剂、骨料和外界环境。混凝土中的总碱量则是指水泥、掺和料、化学外加剂、骨料和拌和水带入的碱的总和,即除了外界环境引入的碱以外的混凝土所有碱。

混凝土的总碱含量是指以各种形式存在的碱的总和,是通过酸溶法测定的。有效碱含量是指水泥或混凝土水化一定龄期后存在于孔溶液中的那部分碱。之所以称之为有效碱,是因为只有这部分碱才能参与碱骨料反应。

对于水化时间较短或水灰比大的混凝土,其有效碱含量可通过高压压滤的方法直接获得。但是随着水化龄期延长,直接压滤混凝土得到孔溶液变得较为困难,且由于压滤设备复杂,此方法难以应用于指导实际工程。此外,此方法已被证明对于混凝土中有粉煤灰等掺和料存在时,测定结果可重复性差。为方便地测定混凝土孔溶液中的有效碱,提出了外部溶出法和内部溶出法等间接测定有效碱的方法。

外部溶出法来源于标准ASTMC311方法,试验中采用水泥代替氢氧化钙以更好地模仿混凝土孔隙溶液,其过程是取5g水泥和水泥掺和料的混合物,溶入10mL水中,在温度为38℃条件下养护,测定其7d、28d、84d、168d和364d的有效碱。此方法虽然简便易行,但是大多数研究者的研究表明,此方法的测定结果可能高估了混凝土中的实际情况。

内部溶出法是在混凝土表面钻一个小洞(大约直径为5mm,深为25mm),放入约0.4mL的中性水,用微pH值传感器监测,直到达到一种极限pH值,测出此时孔洞溶液的组成。内部溶出法测定结果虽然更接近混凝土孔溶液实际情况,但是对测试条件要求较高,要求测定混凝土试样必须处于饱和水蒸气中,且圆柱形孔洞应尽可能小,否则达到极限pH值将需要很长的时间。

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