颗粒尺寸对砂岩集料压蒸膨胀行为的影响

为研究和改进中国压蒸法检测砂岩类集料碱活性的适应性,以混凝土棱柱体法为基准,采用中国压蒸法研究了9种国内外砂岩类集料的碱活性,同时研究了集料颗粒粒径对砂浆试体压蒸膨胀行为影响.结果表明:中国压蒸法不能准确评定某些砂岩集料的碱活性且砂浆试体膨胀结果与混凝土中的膨胀结果相关性较差;颗粒粒径0.16~0.63 mm不是最敏感粒级;采用粒级1.25~2.50 mm、试体尺寸20 mm×20 mm×80 mm,在150℃、1 mol/LNaOH溶液中压蒸30 h可以大大改善中国压蒸法对砂岩类集料的适应性.     

不同养护条件下含石英玻璃地质聚合物砂浆的变形行为

为阐明典型活性组分（无定型SiO2）在地质聚合物中的作用行为和效应,探索地质聚合物体系中碱-集料反应评价方法,研究常温（23℃）和38℃湿气养护（相对湿度〉95%）、80℃在1 mol/L NaOH溶液浸泡及150℃在10%（质量分数）的KOH溶液压蒸下,含石英玻璃集料地质聚合物砂浆的变形行为,采用扫描电镜、电子散射能谱研究产物的组成和微观结构。结果表明：4种养护条件下,特别是在传统普通硅酸盐水泥（OPC）体系所规定的养护条件和龄期内,含石英玻璃集料地质聚合物砂浆没有发生有害膨胀;但是随养护条件不同,地质聚合物基体和石英玻璃可能经历不同的化学反应过程,进而导致不同的变形行为,特别是在高温且有外碱介入时,地质聚合物基体在后期会产生膨胀效应。不宜采用单一的适于OPC体系的高温、高碱快速检测混凝土碱-集料反应的检测方法来评价地质聚合物体系中的碱-集料反应行为。     

胶砂比和集料级配对ASR膨胀的影响

为建立快速鉴定硅质集料碱活性的方法 ,以沸石化珍珠岩和硅质砾石为集料研究了胶砂比和集料级配对砂浆试体ASR膨胀的影响。结果表明 :对检测集料ASR活性而言 ,快速砂浆棒法 (ASTMC12 6 0和CSAA2 3 2 - 2 5A)所建立的集料级配和胶砂比不是最敏感条件。采用单级配集料和多胶砂比砂浆试体可以更快速、可靠地鉴定集料ASR活性     

RILEM AAR-5与其它快速法对集料ASR活性检测的对比与评价

试验采用RILEM AAR-5小混凝土柱法、ASTM C1260砂浆棒快速法、CECS48压蒸法和RILEM AAR-4加速混凝土棱柱体法检测了石门坎砂岩、两河口砂岩、锦屏砂岩、舟山安山岩和硅质白云岩的碱-硅酸反应活性,并将几种试验方法的结果进行比较,以评价RILEM AAR-5对硅质集料碱-硅酸反应活性检测的适应性.结果表明,对于慢性膨胀集料锦屏砂岩,RILEM AAR-5比ASTM C1260和CECS48检测更准确;硅质集料的小混凝土柱法(RELEMAAR-5)28 d膨胀率可以很好的预测混凝土棱柱体法试验结果;硅质集料尺寸与膨胀率的大致关系为RILEM AAR-5(5～10 mm,28 d)＞ASTM C1260(0.16 ～5 mm,14 d)＞CECS48(0.16 ～0.63 mm,6 h);碱-硅酸反应除受活性组分(化学因素)影响外,活性组分在集料中的分布(构造特征)也有重要作用.     

长沙地区湘江砂卵石的碱活性及安全使用条件

采用岩相法和快速砂浆棒法对长沙地区湘江的湘阴段、望城段和湘潭段3个河段砂卵石的碱活性进行了试验研究.岩相分析的结果表明:这3个河段的砂卵石的矿物组成没有明显差异,卵石主要由硅质石英岩和杂砂岩组成,砂主要由石英、长石、云母和杂砂岩组成,卵石和砂中的杂砂岩均含有一定量的隐晶石英和微晶石英.快速砂浆棒法测试的结果表明:这3个...     

LiOH抑制碱-硅酸反应膨胀及其应用研究

研究了沸石化珍珠岩混凝土在KOH,LiOH溶液中压蒸膨胀行为,通过扫描电镜和能量散射谱对产物的形貌和组成进行了分析,说明LiOH抑制碱-硅酸反应膨胀的机理主要是在集料周围形成了含锂盐的非膨胀性产物,含锂产物层的形成对活性集料起保护作用而阻止了碱的进一步侵蚀。研究了由碱-硅酸活性集料和碱-碳酸盐活性集料制成的混凝土在各种碱中的膨胀行为。结果表明：混凝土在相同摩尔浓度的碱中压蒸,在NaOH溶液中膨胀最大,在LiOH溶液中膨胀最小。在应用LiOH抑制碱-硅酸反应膨胀促进碱-碳酸盐反应膨胀的双重作用下,在Spratt细粒硅质灰岩中,少量的白云石在碱环境中可发生去白云石化作用而对膨胀有贡献,也即尽管Spratt灰岩中碱-硅酸反应是主要的,但也存在碱-碳酸盐反应。     

快速法用于鉴定国外集料的碱活性

用压蒸快速法鉴定集料的碱活性于1983年用英文发表之后,在国内外引起关注。本文着重介绍采用该法鉴定日本和加拿大集料碱活性的试验结果。     

喀腊塑克水库混凝土集料碱活性试验研究

用岩相法、砂浆棒快速法、砂浆长度法等多种方法对喀腊塑克水库工程所用集料的碱活性进行研究.试验结果表明.料场集料中含有属于低活性或反应缓慢的碱活性集料.为确保工程安全,应采取工程措施抑制碱一集料反应.     

粉煤灰对ASR的抑制及有效性评估

以中国快速砂浆棒法为基础，分别研究了在40，60，80℃养护条件下低钙粉煤灰对硅质砾石、沸石化珍珠岩和石英玻璃碱硅酸反应(alkali silica rection,ASR）膨胀的抑制作用。讨论了集料碱活性、养护温度对粉煤灰抑制ASR效果的影响和建立粉煤灰及其它矿物外加剂抑制ASR有效性评估方法的技术路线和问题。结果表明：粉煤灰抑制ASR的效果与集科碱活性和养护温度密切相关。一定养护温度下，集科活性越大，抑制效果越差；对特定活性集料，养护温度越高，抑制效果越差。粉煤灰对不同集料和同种集料不同养护温度下ASR膨胀抑制效果差异，主要与ASR历程有关，即与集料ASR本身特性有关。特定集料和养护条件下粉煤灰对ASR膨胀的抑制效果不能简单推广至其它种类不同的集料和养护条件。粉煤灰抑制ASR有效性应根据工程评价目的和要求分别确定。快速评估方法的结果与混凝土长期性能之间的相关性需进一步研究。     

碱活性集料在不同碱液中压蒸后产物的研究

通过X射线衍射及扫描电镜／能谱分析法对2种典型的碱硅酸活性集料(Spratt limestone,SL)和碱碳酸盐活性集料(Pittsburg limestone,PL)在KOH,NaOH及LiOH溶液中于150℃压蒸150h后的产物进行了研究,结果表明：NaOH对2种集料有最强的腐蚀作用,腐蚀作用最弱的是LiOH。2种集料在不同的碱介质中压蒸后,产物的结晶度、形貌及分布是不同的。PL在碱液中除了去白云化反应外,PL中的隐晶石英也与KOH和NaOH反应生成典型的碱一硅酸产物,与LiOH反应形成硅酸锂。SL在不同碱液中除生成大量碱一硅酸产物外,SL中的少量的白云石在碱溶液中也发生了去白云石化反应,对膨胀作出贡献。     

天然沸石对碱-硅酸反应的抑制及其机理

用高碱水泥和天然沸石制备了含沸石水泥，测定了其砂浆棒的膨胀率，可溶性碱量和有效碱量。用能谱分析（EDXA）了C－S－H凝胶的化学组成。讨论了总碱量，可溶性碱量和有效碱量与膨胀率的关系。结果显示，由碱－硅酸反应（ASR）引起的膨胀与可溶性碱量和有效碱量之间有很好的关系。沸石主要通过离子交换和提高C－S－H凝胶对Na^ 和K^ 的吸收，使可溶性碱量和有效碱量降低，从而起到抑制ASR的作用。     

用溶胶-凝胶膨胀法对锂化合物抑制碱-硅酸反应膨胀机理的研究

利用溶胶-凝胶膨胀法对锂化合物在碱硅酸反应中膨胀的抑制机理进行了研究,对加入锂盐后的碱-硅酸反应产物的膨胀量进行了测定,并借助扫描电镜对试样的微观形貌进行了观察,同时还测定了反应后溶液中SiO2的含量,证实了锂化合物的作用在于：抑制骨料中活性SiO2的溶出;改变凝胶产物的性质,使凝胶的吸水能力和膨胀量变小。     

用溶胶-凝胶膨胀法对碱-硅酸反应机理的研究

利用溶胶-凝胶膨胀法,将碱与蛋白石直接反应再一次证实,渗透压是碱-硅酸反应的主要膨胀力的来源,而凝胶膨胀所引起的膨胀量确实是有限的;并利用蛋白石对碱-硅酸反应的“最劣点”现象进行了研究,发现最劣点的产生实际上与溶液中碱的有限度含量密切相关。当活性矿物中的SiO_2与碱的摩尔比在某一值附近时,溶解出来的SiO_2浓度最大,粒子数最多,有可能产生最大的渗透压,因而此时产生的膨胀力与膨胀量最大。通过调整骨料的掺量和混凝土中可溶碱的含量有可能达到抑制碱骨料反应的目的。     

碱-白云石反应机理与预防

根据颗粒堆积原理计算了碱白云石反应引起的固相框架体积的变化,并用图象分析技术研究了反应产物间的孔隙体积。研究了碱白云石反应机理,从热力学和通过实验分析了溶液ｐＨ值对碱白云石反应程度与速率的影响。通过监测白云岩粉末样压实体和基本不含粘土及石英的白云质灰岩在碱溶液中的膨胀行为,研究了碱白云石反应本身的膨胀性。评估了低碱度的硫铝酸盐水泥对碱白云石反应的抑制作用。结果表明：球形产物如呈最紧密堆积,则固体产物的孔隙率为２５．９５％,碱白云石反应后固相框架体积将增加２９．２３％。实际上,固体产物的孔隙率为１５％,反应后固相框架体积将增加１２．５％,这为反应产生膨胀提供了前提条件。白云石与碱作用生成水镁石、方解石和碳酸碱,该过程能直接引起膨胀。反应和膨胀的速率取决于溶液的ｐＨ值,ｐＨ值越高,反应和膨胀越快,当ｐＨ值低于某一值后,碱白云石反应将不发生,相应地,岩石不产生膨胀。碱白云石反应膨胀的驱动力为去白云化反应生成的方解石和水镁石晶体在受限空间生长产生的结晶压力。硫铝酸盐水泥能有效地抑制碱白云石反应膨胀,从而能防止混凝土的开裂破坏。     

集料中含碱矿物的分解及对碱-集料反应的影响

化学组成中含有Na,K的含碱矿物,如各种长石、云母等,普遍存在于混凝土集料中。作为地质演变的主要证据,这些含碱矿物在酸性、中性以及弱碱性条件下的分解析碱反应得到了证实。但是处于水泥混凝土中的强碱性复杂环境下,箕料中含碱矿物是否能够分解并析出大量的碱,是否由此而导致混凝土碱-集料反应(alkali-aggregate reaction, AAR)破坏的加剧一直以来成为混凝土碱集料反应研究中的一个悬而未决的问题。针对此问题进行了大量的研究,但至今并未得到统一的认识。本文对混凝土中含碱矿物的碱析出的研究进行了评述,指出了现有研究存在的不足, 并对今后的研究方向提出了意见。     

碱金属碳酸盐对CaO高温固硫促进作用的研究

提高 ＣａＯ的固硫是对煤炭燃烧污染防治的研究热点．采用热天平测试研究在 ＣａＯ中添加不同碳酸盐的固硫反应的进程,并采用等效粒子模型处理实验数据,计算了表面化学反应控制阶段及产物层扩散控制阶段的动力学参数．实验及计算结果表明, ＣａＯ固硫反应初期为表面化学反应控制阶段,后期转为产物层扩散控制阶段．以碱金属碳酸盐为催化剂,能使固硫反应前期的化学反应控制阶段的反应活化能下降,并按 Ｌｉ, Ｎａ, Ｋ, Ｃｓ的顺序依次递减．将不同的碳酸盐作为固硫促进剂的 ＣａＯ加入型煤中,都得到了较高的固硫效率．     

硅质集料碱活性快速砂浆棒试验方法3.砂浆试件尺寸的影响与试验龄期的确定

研究了砂浆试件尺寸与碱 -集料反应试件膨胀的关系。结果表明尺寸对试件膨胀的影响很小。与 2 cm× 2cm× 8cm试件相比 ,使用 4cm× 4cm× 1 6cm试件 ,试验准确性更高。用本文研究的新方法、CECS48∶ 93和ASTM C1 2 60等方法对比试验花岗岩砂、砾石砂和卵石砂等集料碱活性 ,确定新方法的试验龄期为 5d和 1 4d。     

碱碳酸盐反应的膨胀机理

将具有碱碳酸盐反应活性的骨料置于已知浓度的碱溶液中,通过分析溶液中碱离子浓度的变化,分析和探讨碱碳酸盐反应的膨胀机理。实验证实：去白云石化反应的产物层中除了方解石和水镁石外,还有K^ ,Na^ 和CO3^2-,即去白云石化反应的反应产物K^ ,Na^ 和CO3^2-并不回到孔溶液中,而是保留在产物层中占据一定的空间。因此,去白云石化反应产物所占据的空间大于参加反应的白云石所占据的空间,从而引起膨胀。     

高炉用冶金焦与兰炭气化反应行为研究

通过实验室模拟高炉反应条件,对高温下冶金焦炭、兰炭与CO2气化反应特性进行研究,并结合兰炭微观结构分析了其反应机理.结果表明,兰炭起始反应温度低,气化反应速率远高于冶金焦炭,并且随着温度升高而迅速增加.富碱后,碱金属可以分布到兰炭内部,使兰炭在较长时间内保持较高的反应速率.冶金焦炭结构致密,镶嵌组织含量高;兰炭结构呈层片状,比表面积大,各向同性组织含量高,易与CO2发生反应.     

含碱矿物碱性环境下分解的热力学分析

应用热力学方法探讨了298K时钾长石、钠长石、霞石等含碱矿物在碱性环境下的碱析出能力,并对这些含碱矿物分解析出的碱对碱-硅酸反应的影响进行了讨论.结果表明:在pH值大于13的碱性环境下,各含碱矿物最大析碱能力顺序依次为:片铝钠石＞白榴石＞霞石＞脱水方沸石＞钠云母＞白云母＞硬玉＞钠长石＞钾长石;随着溶液pH值增大,片钠铝石、霞石分解能力略有降低,而集料中常见的钠长石、钾长石矿物的分解析碱能力则显著提高.此外,根据热力学分析结果,提出降低孔溶液碱度、采用低的水灰比以及控制外部水分进入孔溶液是抑制集料碱析出的有效措施,研究结果为相应的碱-集料反应抑制措施的提出提供了理论依据.