混凝土中原材料中的碱含量
1、水泥中的碱:
水泥是混凝土中碱的主要来源。水泥中的碱主要以含碱盐的形式,如Na2SO、K2SO4、3K2SO4.Na2SO4等矿物形式存在。水泥中的碱随着水泥的水化进行而迅速溶出并进入孔溶液,Donald[9]等的实验结果表明38℃下28d时,硅酸盐水泥中的碱有86%~97%释放出来,其中45%~85%是在前几个小时内释放出来的。通过采用低碱水泥或降低混凝土中水泥用量等方法可降低混凝土总碱含量,缓解碱骨料反应。
2、混凝土掺和料中的碱:
混凝土中掺入矿渣、粉煤灰等掺和料时,掺和料中的碱也将溶出,但是掺和料中溶出的碱对碱骨料反应的促进作用与水泥中的碱相比有较大差异。现有实验研究和工程试验结果均表明,矿物掺和料可有效抑制碱骨料反应,但也有试验表明使用高碱粉煤灰且掺量少时反而促进碱骨料反应。Tang[18]等从掺和料的酸性、水泥的碱度、反应历程及电化学等方面来分析掺和料对碱骨料的抑制作用,提出掺和料抑制碱骨料的“酸碱平衡”理论,并指出掺和料中碱的有效性与掺和料的酸性以及掺和料的掺量有关。
据此原理和实验,英国制定了相应标准[19],提出根据掺和料的掺量来计算掺和料的有效碱方法,规定对于矿渣,当其掺量低于25%时,取全部碱有效计算;当掺量为25%~39%时,按1/2计算;当掺量达40%以上,则略而不计。对于粉煤灰,当其掺量小于20%时,全计;掺量为20%~25%时,按1/5计算;掺量大于25%时,则略而不计。加拿大则规定对于粉煤灰、矿渣、硅灰,其碱的有效性分别按照15%、50%、50%计算,并且对掺和料的掺量和品质进行了限定。
3、混凝土外加剂中的碱:
化学外加剂通常含有碱金属盐。化学外加剂中的碱金属盐同样也可以促进碱骨料反应膨胀,不同的碱金属盐对碱骨料的促进作用有差异。
4、拌和水中的碱:
拌和水中的碱全部是水溶性的,均能参与碱骨料反应,即拌和水中的碱全部为有害碱。受海水作用的骨料和盐碱地区的骨料等含有NaCl或KC1.这些盐能迅速溶解于混凝土孔溶液中而加速碱骨料反应。