混凝土碱含量标准问题?

工程界对由外加剂引入混凝土中的碱含量一直持慎重态度。混凝土碱含量对混凝土开裂的影响,已被工程实践所证实。美国国家标准局对199种水泥进行了18年以上的调查研究,研究结果表明对水泥抗裂性影响最大的是碱含量、水泥细度、C3A和C4AF;低碱水泥抵抗开裂的潜在能力强,当水泥碱含量(以Na2O计)低于0.6%时,混凝土的抗裂性明显提高。美国对位于Florida州的青山坝104种混凝土的面板进行了53年的调查研究。统计结果显示,开裂严重的混凝土中,有的水泥碱含量高,但混凝土中的集料无碱活性;有的开裂劣化的混凝土,使用高碱水泥和活性集料,但未检测到AAR反应产物。低碱或虽高碱但低C3A、低C3S的水泥则完好。

以上结果表明:碱能促进水泥混凝土的收缩开裂,而混凝土“自由收缩并不依赖于混凝土用水量(results indicate that the free shrinkage for different concretes does not depend on the water content)”,因为高碱水泥生成的凝胶中,含有抗裂性能差的成分,会加重混凝土后期的干燥收缩。从保证混凝土耐久性和体积稳定性来看,限制外加剂碱含量是控制混凝土总碱量的重要手段之一。但对外加剂碱含量的限制必须兼顾目前的合成技术和应用实际情况。目前国产茶系高效减水剂中的Na2SO4含量多在3.0%以上,即茶系高效减水剂的碱含量以Na2O计应大于10.0%。同样,可计算出磺化三聚氯胺甲醛树脂减水剂的总碱量为11.6%左右。

将混凝土碱含量3kg/m3作为安全界限已被许多国家采用。在外加剂品种中,掺量最大的是混凝土膨胀剂(一般与减水类外加剂复合参用),可达到胶凝材料用量的10%~15%(通常为6%~8%)。由此认为,外加剂引入混凝土中的碱应不大于(10%~15%)×3kg/m3即0.30~0.45kg/m3。这一计算结果的下限值与日本规范相同。

实践证明,由减水类外加剂(不含具有减水功能的早强减水剂、防剂、防水剂、复合膨胀剂等)引入混凝土中的碱小于0.3kg/m3;其他高量外加剂引入混凝土中的碱可控制在0.45kg/m3以内。

因此,科学合理地制定由外加剂引入混凝土中碱含量的标准,对指导凝土设计、施工,保障外加剂生产企业权益,具有广泛、积极的意义和社效益。

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