碱－碳酸盐岩反应的膨胀机理

应用分析电镜／能谱仪（ＡＥＭ／ＥＤＳ）和薄膜试样分析技术，研究了与碱反应前后活性碳酸盐岩的结构和组成变化。根据研究结果把碱－碳酸盐岩反应膨胀机理归为：固相产物吸水肿胀和产物水镁石和方解石晶体生长和重排产生的结晶压力。膨胀值的大小取决于产物层的表观体积。     

碱-碳酸盐反应研究进展

比较详细地介绍了有关碱 -碳酸盐反应的膨胀机理及其影响因素 ,活性碳酸盐岩的特征结构与鉴定方法以及预防和抑制碱 -碳酸盐反应的措施。并对碱 -碳酸盐反应研究中存在的一些问题进行了讨论     

碱—白云石反应及碱—碳酸盐岩反应的膨胀机理

应用分析电镜／能谱仪（ＡＥＭ／ＥＤＳ）和薄膜试样分析技术，研究了与碱反应前后活性碳酸盐岩的结构和组成变化，采用ＥＤＳ定量分析测定了白云石晶体的Ｃａ／Ｍｇ（Ｃ）的分布，从理论上求出了碱－白云石反应碱溶液的ｐＨ临界值与白云石的组成Ｃ有关。认为采取降低混凝土溶液ＰＨ值的措施不能保证以活性碳酸盐岩作集料的混凝土的耐久性。提出碱－碳酸盐岩反应膨胀机理是：固相产物吸水肿胀加上产物水镁石和方解石晶体生长及重排产     

碱—碳酸盐反应和pH值

热力学计算表明,碱—碳酸盐反应的AG_(298)~0=-12.19kJ。这是去白云石化反应得以进行的化学推动力。文中列出了计算所得的白云石稳定区和不稳定区的范围。由此得出,溶液中的pH愈高,CO_3~(2-)浓度愈低,则白云石愈不稳定。这就从理论上阐明了为什么水泥中碱含量愈高,碱—碳酸盐反应愈烈,膨胀破坏作用就愈大。混合材掺量很高时,才能显著降低水泥石液相中的pH值,从而缓和碱—碳酸盐反应。这再一次证明碱—碳酸盐反应与去白云石化密切相关。实验和理论证明,碱—碳酸盐反应是由于去白云石化在原地产生,这种局部化学反应和结晶压是引起膨胀的根本原因。要抑制碱—碳酸盐反应,防止混凝土工程遭受破坏,最根本的途径是采用高混合材掺量的低碱水泥。     

混合材对碱—碳酸盐反应的影响

利用快速测长法研究了混合材对碱—碳酸盐反应的影响。通过试验证明混合材能减缓碱—碳酸盐反应的速度,但不能有效地抑制碱—碳酸盐反应,并初步探讨了混合材不能有效地抑制碱—碳酸盐反应的机理。     

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。     

混凝土碱硅酸反应膨胀预测模型的研究进展

本文综述了混凝土碱硅酸反应(alkali-silica reaction, ASR)膨胀预测模型的研究现状,ASR对混凝土结构造成的损伤修复难度高,修复成本大,应对这类耐久性问题主要以预防为主,补救为辅,而精确的预测模型可以评估混凝土结构的实时状态,有助于抑制混凝土中的ASR。本文首先概述了混凝土ASR的过程和机理,然后详细介绍了ASR膨胀预测模型的研究现状。ASR建模过程中需要考虑反应物含量、温度、湿度、胶凝材料组成和骨料尺寸等多种因素的影响。ASR模型主要包括理论模型、结构模型(宏观模型)和材料模型(细观模型),理论模型主要用来描述ASR的化学机理和预测骨料的最劣粒径,但该模型只适用于特定类型的骨料;材料模型在材料层面上解释了受ASR影响的混凝土的劣化机理,却忽略了混凝土收缩和徐变等因素的影响;结构模型通常被用来模拟和预测混凝土结构在ASR下的力学行为,但未充分考虑碱硅酸膨胀的化学过程以及离子扩散对ASR膨胀的影响。     

碱-碳酸盐反应热力学讨论

应用热力学方法探讨了温度对碱 碳酸盐反应的影响 ,反应温度升高时 ,反应的推动力减弱。对碱与碳酸盐发生反应生成沉淀时所需碱的浓度以及温度的影响进行了讨论。 2 98K ,pH≥ 10 .6时 ,碱 碳酸盐反应能发生 ,反应温度升高 ,碱 碳酸盐反应所需碱的浓度相应增大。对氢氧化锂与碳酸盐反应可能生成碳酸锂沉淀时溶液的碱的浓度作了计算 ,2 98K ,pH≥ 13.1时 ,氢氧化锂与碳酸盐反应除生成水镁石和方解石外还能生成碳酸锂沉淀 ,反应温度升高时 ,反应生成碳酸锂沉淀所需碱的浓度变化不大     

试论碱—骨料在混凝土中的反应

论述碱──骨料在混凝土中反应，碱类侵蚀对混凝土的破坏；如何防止碱类侵独及对旧建筑物混凝土加固和保护。     

混凝土碱骨料反应的成因及其预防措施

分析了混凝土碱骨料反应的类型及作用机理,阐述了影响混凝土碱骨料反应的主要因素,提出了为防止混凝土发生碱骨料反应所应采取的技术措施。     

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。     

碱－白云石反应及碱－碳酸盐岩反应的膨胀机理

应用分析电镜／能谱仪（ＡＥＭ／ＥＤＳ）和薄膜试样分析技术，研究了与碱反应前后活性碳酸盐岩的结构和组成变化，采用ＥＤＳ定量分析测定了白云石晶体中的Ｃａ／Ｍｇ（Ｃ）的分布，从理论上求出了碱－白云石反应碱溶液的ｐＨ临界值与白云石的组成Ｃ有关。认为采取降低混凝土溶液ｐＨ值的措施不能保证以活性碳酸盐岩作集料的混凝土的耐久性，提出碱－碳酸盐岩反应膨胀机理是：固相产物吸水肿胀加上产物水镁石和方解石晶体生长及重排产生的结晶压力。膨胀值的大小不仅取决于碱－白云石反应进行的程度，而且取决于产物的晶粒尺寸和结晶度。     

膨胀石墨膨胀机理的研究

在进行石墨膨胀实验的过程中，发现压片后的膨胀石墨不能再次膨胀很大倍数，通过XRD研究得出，膨胀石墨仍具有石墨的结构，并且还发现鳞片石墨中灰分的含量越少膨胀体积越大，这些实验结果证明传统的膨胀机理不完善，由此推断出一个新的膨胀机理，石墨的膨胀不仅发生在层间，还发生在鳞片石墨灰分挥发后留下的空位，并对这一结论作了论证。     

骨料粒径对混凝土热膨胀性能的影响

混凝土中,骨料的性质很大程度影响着混凝土的热膨胀性能.研究了骨料粒径对混凝土热膨胀系数的影响.结果表明:对于密实度高,粗骨料粒径大于20 mm的混凝土,随着粒径的增加混凝土的热膨胀系数降低;对于低坍落度,骨料粒径小于20 mm的混凝土,随着骨料粒径的增加混凝土的热膨胀系数增加:混凝土热膨胀系数受粗骨料热膨胀性能的影响较大,低热膨胀系数的骨料配制的混凝土热膨胀系数较低.石灰石混凝土的热膨胀系数小于花岗岩混凝土和玄武岩混凝土,大理岩混凝土的热膨胀系数小于砂岩混凝土.     

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     

世界各国碱集料反应概况

自从1940年美国首先发现碱集料反应引起混凝土工程破坏的事例以来,相继在加、英、日、德、法和南非、丹麦、印度、阿根廷、巴西、瑞士、挪威、荷兰、比利时等国均发现了碱集科反应引起大型混凝土工程破坏的典型事例。近年来我国也已证实碱集科反应造成铁路桥梁、立交桥、机场跑道、轨枕、电线杆及工业民用建筑的破坏。“他山之石,可以攻玉”。回顾各国的概况,吸取他们的经验教训,必将对我国蓬勃发展的大型工程提供有益的启示。     

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。