霞石正长岩对碱-硅酸反应的影响

以霞石正长岩为代表,研究了含碱集料对碱-硅酸反应膨胀的影响。研究结果表明,80℃或150℃蒸汽养护条件下可快速检测出霞石正长岩对碱-硅酸反应的影响;霞石正长岩在混凝土中的分解反应在增加混凝土可溶碱含量的同时,反应本身还将降低孔溶液OH-浓度,因此由霞石正长岩分解析出的碱与水泥中的碱对碱-硅酸反应影响不同,只有在适当的条件下才能显著增大碱-硅酸反应膨胀。     

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.     

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。     

矿物掺合料和锂盐对碱-硅反应的抑制作用

碱-硅反应是混凝土碱集料反应中最易发生的环节,且潜伏期长,一般是1-10年.其一旦发生,就难以抑制,导致混凝土的膨胀和开裂,直至混凝土被破坏.本文综述了碱-硅反应的机理,并介绍了采用粉煤灰等矿物掺合料和锂盐以抑制碱-硅反应的效果.矿物掺合料主要通过减少孔溶液中碱的含量抑制碱-硅反应,锂盐主要通过生成非膨胀性的产物抑制碱...     

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。     

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。     

碱集料反应对混凝土结构的破坏及化学抑制措施

本文简述了混凝土结构中碱集料反应的破坏现象及其抑制措施。碱集料反应包括碱硅酸反应和碱碳酸反应等两种化学侵蚀现象。碱集料反应的检测技术包括岩相法(RILEM标准)、砂浆棒快速法(ASTM标准)、混凝土棱柱体法(CSA标准)等。碱集料反应矿物掺合料抑制技术和化学外加剂技术，其中矿物掺合料技术包括粉煤灰和矿渣等混凝土结构常用矿物掺合料，化学外加剂技术主要涉及锂盐外加剂。最后对混凝土结构中碱集料反应的研究与应用发展方向进行了展望。     

低碱水泥的生产实践

正某些混凝土工程的破坏,是由于水泥水化所析出的KOH和NaOH与集料中活性的二氧化硅相互作用,形成了碱的硅酸盐凝胶,产生膨胀应力,致使混凝土开裂和破坏,影响混凝土的耐久性,即产生所谓的碱集料反应。影响碱集料反应膨胀的主要因素除了活性集料本身的结构特征、粒径和含量外,还跟水泥的碱含量有关,当水泥的碱含量(Na_2O+0.658K_2O)在0.6%以下时,不会发生过大的膨胀,是预防混凝土碱集料反应的     

关于碱-集料反应的几个理论问题

本文详细评述了碱-集料反应的分类、膨胀机理、Ca(OH)_2的作用和混合材的抑制机理。认为所谓的碱-硅酸盐反应实质上很可能是传统的碱-硅酸反应。碱-硅酸反应主要是吸水引起膨胀。碱-碳酸盐反应是由原地化学反应和结晶压引起膨胀。目前比较一致的意见认为Ca(OH)_2对促进碱-集料反应起着重要作用。最后本文从水泥的碱度和界面化学反应的角度分析了混合材的抑制机理。     

Ca(OH)_2对碱-硅酸反应的影响

本文首先研究了不同的pH溶液对蛋白石的侵蚀作用,发现当pH值大于12～12.5时,SiO_2的溶出量急剧增加。其次对比研究了硅酸盐水泥、矾土水泥、石膏矿渣水泥和赤泥硫酸盐水泥中的碱-硅酸反应。发现当碱含量相同时,硅酸盐水泥中碱-硅酸反应最剧烈。原因是其水泥石液相中OH~-浓度较高,即使碱含量很低,由于有Ca(OH)_2存在,液相pH值也在12.5以上。其他水泥则不同。从Ca(OH)_2的作用出发,阐明了混合材对碱-硅酸反应的抑制机理,并通过试验予以证实。文中还提出采用不含或少含Ca(OH)_2的水泥以避免其他来源的碱引起的碱-硅酸反应。