养护温度对LiNO_3抑制砂浆棒ASR膨胀的影响

基于砂浆棒长度法,以两河口砂岩为碱活性骨料,通过测定砂浆棒长度、28d龄期砂浆棒孔溶液中的碱含量,研究了20,38,60,80℃条件下LiNO_3对砂浆棒碱骨料反应(alkali silica reaction,ASR)的抑制效果.结果表明:养护温度对掺加LiNO_3砂浆棒ASR膨胀率的影响主要体现在低温和高温;180d时,LiNO_3对砂浆棒ASR的长期抑制效果随相同温度下对照组膨胀率的增大而增大;采用砂浆棒长度法测定的60℃条件下LiNO_3对砂浆棒ASR的抑制率与用混凝土棱柱体法测定的结果最为接近,适用于快速评价LiNO_3对砂浆棒ASR膨胀的抑制效果.     

试件尺寸对碱-硅反应膨胀值测试结果的影响

采用砂浆棒法和混凝土棱柱体法试验研究了不同试件尺寸对高碱-硅反应活性的破碎玻璃骨料的ASR膨胀值的影响,对常规的砂浆棒法和混凝土棱柱体法适宜采用的试件尺寸进行了初步探讨,认为试件的横截面尺寸是影响ASR膨胀结果的关键,在湿气养护条件下进行测试时,应优先考虑选用横截面积较大的试件.     

不同温度下碱-硅酸反应膨胀规律研究

参照砂浆棒快速法,调整试验温度,研究了温度对骨料碱-硅酸反应(ASR)膨胀的影响规律。采用化学反应速率常数描述温度对混凝土ASR膨胀的影响,探讨了ASR速率常数与养护温度之间的关系,验证了温度对碱-骨料反应的影响可以用Arrhenius方程来描述的设想。运用Arrhenius方程初步建立了ASR膨胀预测模型。     

碱硅酸反应影响因素试验研究与灰色关联分析

运用砂浆快速棒和灰色关联分析的方法,研究了水泥碱含量、活性骨料掺量、温度条件对碱硅酸反应的影响规律和影响程度.试验结果表明:随着水泥碱含量增大,砂浆试件的膨胀率先增大后减小,存在临界碱含量;活性骨料掺量和温度的提高,会使砂浆试件的14d膨胀率随之增大,活性骨料占总骨料20％以下时不会发生碱骨料反应,温度较低时水泥水化收缩占主导地位,砂浆试件产生收缩而非膨胀.灰色关联分析表明,活性骨料掺量对碱硅酸反应影响最大,温度影响次之,水泥中碱含量影响最小.因此,将活性骨料与非活性骨料复掺在混凝土中使用是避免碱骨料反应发生得最有效途径.     

浅变质岩骨料碱活性特征及抑制措施

针对黔东南不同地区浅变质岩的岩性和骨料碱活性,研究了混凝土碱含量对碱骨料反应(AAR)的影响,并分析了试样的微观表面形貌及化学组成.结果表明:黔东南地区浅变质岩饱和抗压强度的离散性较大,各组岩石均为硅酸盐类岩石;未经粉煤灰抑制处理的浅变质岩骨料砂浆试件14d膨胀率全部超过0.1%,均存在潜在的碱-硅酸反应(ASR)危害;粉煤灰对碱骨料反应的抑制作用明显,经粉煤灰抑制处理的浅变质岩骨料砂浆试件14d膨胀率均有所降低,且大部分未超过0.03%;混凝土碱含量越大,碱骨料反应越快速,反应周期越长,膨胀率越大,最佳碱含量应控制在1.0%以内.扫描电子显微镜-X射线能谱(SEM-EDS)结果显示:与未发生碱骨料反应的砂浆试件相比,已发生碱骨料反应的砂浆试件中骨料表面有蜂窝状的碱-硅酸凝胶产物生成,骨料表面有细裂纹,并出现了Si和Na元素富集现象.     

养护温度及方式对含石膏白云岩骨料成型的砂浆试件膨胀率的影响

试验研究了不同养护温度和养护方式对含石膏白云岩骨料成型的砂浆试件膨胀率的影响,并应用XRD分析测试方法,分析砂浆试件内部硫酸盐侵蚀产物,揭示砂浆试件膨胀的原因。     

碱金属离子对废玻璃砂浆碱骨料反应的影响

以废玻璃为骨料,NaOH和NaCl为碱金属离子来源,通过玻璃溶解及玻璃砂浆碱骨料反应（ASR）,研究了碱金属离子对玻璃砂浆ASR的影响.结果表明：玻璃溶解速率随溶液中OH^—浓度增加而升高,当OH^—浓度为1.000 mol/L时达到峰值,随后降低;在NaOH环境中,ASR膨胀率随NaOH浓度升高而增加,膨胀速率随时间延长而递减;在NaCl环境中,膨胀主要发生在侵蚀初期;在NaOH与NaCl共存环境中,膨胀率与膨胀速率均明显增大,侵蚀后期膨胀速率增加显著;NaOH浓度的增加及NaCl的加入,均导致ASR凝胶钠硅比升高,增加了凝胶的吸水肿胀性,最终加剧膨胀.     

天然火山灰质材料对骨料碱活性的抑制研究

用岩相法、砂浆长度法、砂浆棒快速法和混凝土棱柱体法检验了某工程砂岩骨料的碱活性,并采用砂浆棒快速法研究不同品种天然火山灰质材料对该砂岩ASR膨胀的抑制效果.试验结果表明该砂岩骨料具有潜在的ASR活性,不同品种天然火山灰质材料对骨料ASR抑制效果差异较大,抑制效果最差的为玄武岩微粉,掺量在40％以上才能把这种砂岩的ASR...     

偏高岭土和粉煤灰在ASR中的应用试验研究

主要针对偏高岭土(MK)与粉煤灰(FA)的综合利用,采用ASTM C1260快速砂浆棒法研究二者对碱骨料反应的影响,通过分别掺加不同比例的粉煤灰和偏高岭土代替水泥制成砂浆棒试件,测量不同龄期下砂浆棒的膨胀率,研究二者掺量与砂浆棒膨胀率之间的关系。结果表明:能明显抑制板岩骨料ASR反应并保证长期抑制效果的偏高岭土与粉煤灰的最低掺量分别为20%与25%,并且随着二者掺量的增加其抑制效果更为明显,同时结合膨胀规律预测模型研究其后期膨胀规律。试验结果表明:该类矿物废料能够高效的应用到实际建筑工程的混凝土碱-骨料反应的预防措施中。     

高地温隧洞砂浆强度特性试验研究

针对高地温隧洞的喷层受力特点,考虑到纤维对水泥基材料的改性作用,开展不同温度条件下室内砂浆试件的抗折强度试验。设计1组素砂浆试件和3组不同的纤维砂浆试件,成型后分别在25、45、60、80、90、100℃下养护,测试得到各类砂浆强度随温度及龄期的变化规律,并进行机理分析。结果表明,纤维砂浆的抗折强度整体高于素砂浆;高温养护下各类纤维砂浆早期强度提高较快,后期增长缓慢,与常温相比抗折强度整体下降。纤维的掺入对于高温养护降低砂浆的后期强度而言起到相应的改善作用。     

Performance of carbon, polyvinylalcohol and steel based microfibers on alkali–silica reaction expansion

The performance of carbon, polyvinylalcohol (PVA) and steel microfibers on alkali silica reaction (ASR) were investigated. Two series of mortar specimens containing different amounts of microfibers were cast. One of the series was cured in accordance with ASTM C1260 test method, while other series were additionally cured at 23 °C in water for 14 days before standard ASTM C1260 curing period. Extended curing was found to be effective on reduction of ASR expansions in all of the mixtures containing any type of microfibers used in this study. This may be due to enhancement of matrix–microfiber bonding. ASR expansions were reduced by increasing the microfiber content in the specimens subjected to extended curing.     

板岩骨料的碱活性特征

使用岩相法、砂浆棒法、快速砂浆棒法、x射线衍射分析等多种检验方法对贵广铁路沿线的板岩进行碱活性检验。微观分析显示该地区的板岩含有3%～15%的微晶质至隐晶质石英活性成分。砂浆棒法,快速砂浆棒法试验结果证实了该板岩具有比较高的碱活性。与传统的碱—硅反应膨胀机理不同的是板岩不仅在骨料与水泥浆界面发生碱—硅反应,且由于板岩具有层理结构的特性,外部的碱易沿层理向板岩骨料内部渗透,与骨料内部的活性成分进行反应,从而引起骨料的膨胀开裂。     

土壤聚合物和水泥砂浆的碱-硅反应

为了比较分析土壤聚合物和含有矿物掺合料的水泥砂浆的碱-硅反应(ASR)问题。参照我国水工混凝土标准DL/T5151-2001和ASTM C 441-97进行了抑制骨料碱活性效能的试验。试验结果表明:掺加矿物掺合料能够有效地抑制ASR。当5%硅粉、20%粉煤灰和40%磨细矿渣共同掺入砂浆时,90d的膨胀率仅有0.13%,即降低了81.9%。对加压挤出的硬化水泥浆体孔溶液进行化学分析,发现矿物掺合料的加入降低了孔溶液中钾、钠离子和氢氧根离子的浓度,这是减少ASR危害的根本原因。土壤聚合物是一种无定形的无机材料,由偏高岭土、硅粉在高碱条件下制得。土壤聚合物的碱含量很高,达到12.1%,但土壤聚合物砂浆没有产生任何膨胀,其原因是土壤聚合物中没有充足的游离碱与活性骨料反应,因此不会产生危害性ASR。     

不同碱环境下陶瓷抛光渣对碱-硅酸反应的抑制作用

以陶瓷抛光渣(PPR)为矿物掺和料,取代部分水泥制备砂浆棒,测定其在KOH溶液中的膨胀率,并对砂浆试样近集料区域进行扫描电子显微镜(SEM)分析,同时与在NaOH溶液中的试验数据进行对比,研究了PPR对水泥基材料碱硅酸反应(ASR)的抑制作用及其机理.结果表明:不同碱环境下,PPR均能有效抑制水泥基材料的ASR膨胀;当PPR掺量较小时,NaOH作用下的试样膨胀更小,当PPR掺量较大时,KOH作用下的试样膨胀更小;2种碱环境下均有K、Al同时在近集料区域富集的现象,并有非膨胀性架状铝硅酸盐KAlSiO4生成;PPR的高Al2O3、SiO2和低CaO含量特性对抑制水泥基材料ASR膨胀有重要作用.     

The effect of cement alkali content on ASR susceptibility of mortars incorporating admixtures

In this study, the effects of three types of plasticizing chemical admixtures (modified lignosulfonate, sulfonated naphthalene formaldehyde and polycarboxylate based) on deleterious expansion due to alkali–silica reaction (ASR) have been investigated. Two different types of cements with low (0.53 Na₂O eq.) and high (0.98 Na₂O eq.) alkali contents, a non-reactive crushed limestone as fine aggregate and a reactive river sand were used within the scope of the experimental program. ASR tests were conducted according to accelerated mortar bar method (ASTM C 1260). Additionally the flow value, dry unit weight, capillary water absorption and compressive strength tests were performed. Test results indicated that mortars prepared with inert fine aggregate caused no significant expansion, regardless of cement type, admixture type and dosage. However, for mixes containing reactive sand, admixtures increased or decreased the expansion values (compared to plain mortars) depending on the alkali content of cement used. The magnitude of change of expansion also depended on the type and amount of admixture incorporation which have a dominant effect on stability and compactability of mortars. The high-alkali cement usually revealed the ASR expansion augmentation behaviour of admixtures. In contrast, low alkali cement decreased the expansion values compared to the control specimens.     

温度和集料对混凝土ASR有效碱的影响规律

从碱硅酸反应(ASR)的化学本质出发,将有效碱进一步定义为扩散进入活性集料内并与活性SiO2发生化学反应的液相碱.在此基础上,以熔融石英玻璃为活性集料,研究养护温度、活性集料粒径和活性集料掺量(质量分数)对单颗活性集料内有效碱含量(质量分数)的影响;结合Fick第一定律和第二定律,建立了有效碱浓度的计算模型.结果表明:养护温度对单颗活性集料内有效碱含量影响显著;活性集料粒径对单颗活性集料内有效碱含量无显著影响;随着活性集料掺量的增加,单颗活性集料内有效碱含量呈现出一定的下降趋势;所建立的有效碱浓度计算模型可以有效反映养护温度、活性集料粒径和活性集料掺量对其的影响,对后续建模工作有一定的参考价值.     

Effects of crushed glass cullet sizes,casting methods and pozzolanic materials on ASR of concrete blocks

The aim of this study is to investigate the influence of using different particle sizes of recycled glass, casting methods and pozzolanic materials in reducing the expansion due to alkali-silica reaction (ASR) of concrete blocks prepared with the use of crushed glass as fine aggregate. In this work, 25 × 25 × 285 mm mortar bar specimens were prepared using conventional wet-mixed and dry-mixed methods. Except for the control mortar bar, all the specimens were prepared by completely replacing river sand with different particle sizes of recycled glass. In addition, the influence of fly ash (PFA) and metakaolin (MK) content on the reduction of ASR expansion was also investigated. The flexural strength of the mortar bar specimens before and after they had been exposed to 1N NaOH solution was determined to complement the results of ASR expansion test. SEM was performed to examine the microstructure as well as nature of the cement binder-glass interfacial zone. The results reveal that ASR expansion reduced with reducing particle size of glass used. For the same given mix proportion, the dry-mixed method resulted in 44% less expansion when compared with the wet-mixed method. Both PFA and MK were demonstrated to be able to significantly reduce ASR expansion of the concrete glass blocks.     

缓凝剂与高效减水剂的协同效应对硫铝酸盐型膨胀剂膨胀效能的影响

研究了三聚磷酸钠、葡萄糖酸钠分别与萘系高效减水剂、氨基高效减水剂复合产生的协同效应对硫铝酸盐型膨胀剂膨胀效能的影响.结果表明:缓凝剂与高效减水剂的协同效应会降低硫铝酸盐型膨胀剂在水中养护和空气中养护条件下的限制膨胀率、自由膨胀率,增大膨胀剂砂浆水养28 d的膨胀指数,从而降低了硫铝酸盐型膨胀剂有效膨胀能的利用.因此,在膨胀剂掺量相同的情况下,复合使用缓凝剂与高效减水剂,会大大降低膨胀剂的补偿收缩作用或产生的自应力.     

粉煤灰和抛光渣抑制碱硅酸反应及其机理研究

采用砂浆棒快速法,分别以0%、20%、30%、40%的粉煤灰和抛光渣等质量取代水泥制备砂浆试件,进行膨胀率及强度测试,借助扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)等方法对碱环境下集料与胶凝材料界面过渡区的微观结构、元素组成和生成物进行分析,研究粉煤灰和抛光渣抑制碱硅酸反应(ASR)的内在机理.结果表明:粉煤灰和抛光渣均可有效抑制ASR,综合考虑粉煤灰、抛光渣对ASR的抑制作用和对材料强度的影响,粉煤灰、抛光渣取代率宜取20%～30%;掺粉煤灰和抛光渣均可使界面过渡区结构更致密;界面过渡区钙硅比和钠硅比明显降低;钾硅比和铝硅比在界面过渡区有突变,K和Al在界面过渡区富集,原因为K~+比Na~+更倾向于与Al_2O_3结合.尽管抛光渣碱含量较高,但其中高含量的SiO_2、Al_2O_3及活性集料中的SiO_2可与体系中的Na~+、K~+共同作用,在界面过渡区生成体积稳定的架状结构硅酸盐矿物钾霞石KAlSiO_4和霞石(K,Na)AlSiO_4,从而抑制ASR.