公路工程高性能混凝土碱一骨料反应试验研究

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发布时间：2021-09-16

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公路工程高性能混凝土碱一骨料反应试验研究
付向红
(安阳工学院土木与建筑工程学院，河南安阳455000)
摘要：碱一骨料反应是影响混凝土耐久性的主要因素之一。正确判定骨料的碱活性是防治碱骨料反应的重要步骤。对安阳地区配制高
性能混凝土所采用的粗细骨料进行了岩相法测试，得出含有碱硅活性成分。采用快速砂浆棒法，得出砂浆棒的膨胀率大于规定值，判定其
为碱硅活性集料。对该地区选择粗细骨料提供参考依据，也为进一步采取抑制碱一集料反应措施提供依据。
关键词：碱一骨料反应；岩相法；快速砂浆棒法；碱活性集料
中图分类号： TU528．0l 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2012)03—0035—03
Experimental study of alkali-aggreget e reaction about high-perform ance concrete used in highway engineering
FUXiang-hong
(Anyang Institute ofTechnology School ofCivil and Architectural Engineering，Anyang 455000，China)
Abstract： Alkali-aggregate reaction is one important factor ofinfluencing concrete durability．It is a important procedure tojudge alkali-reactive
ofaggregate_Aggregate materials used in high performan ce concrete in anyang region are detected by petrography an d the result is that it contains al·
kali-silicon reactive compositions．Expansibility ofmogar-bar is greater than specified value when it is tested though rapid mortar-bar method．The
conclusionhas referen cevalueto selectaggregatematerialsandprovidebasisfortakingmeasurest0restrainalkali—aggregate reactionfurther．
Key words： alkali-aggregate reaction；petrography；rapid mortar-bar method；alkali-reactive aggregate
0 引言
21世纪是我国经济和社会建设的重要阶段，也是全面推进
交通事业的关键时期。我国的公路建设任务繁重，交通部提出
2025年前，全国基本形成国家高速公路网。目前，国内路面及桥
梁的主要结构形式为沥青路面和混凝土路面，其中混凝土路面
占有相当大的密度。在发展过程中暴露出混凝土桥梁的耐久性
问题。混凝土结构耐久|l生是指结构在规定的使用年限内，在各种
环境条件下，不需要额外的费用加固处理而保持其安全性、正常
使用性和可接受的外观的能力。影响混凝土耐久性的主要因素
包括以下几类：① 混凝土的碳化；②钢筋的锈蚀；⑧碱一集料反
应；④冻融破坏；⑤化学侵蚀；⑥混凝土的表面磨损。其中碱一集
料反应(Alkali—Aggregate Reaction，简称AAR)是影响混凝土耐
久性的重要因素之一。例如：建成于 1984年的北京三元立交桥，
1989年发现少量处于潮湿部位的混凝土柱、梁端发生膨胀性开
裂，到1993年盖梁已全部顺筋开裂。经了解，该桥用的是具有
潜在碱活性的永定河碎卵石。1985年建成的天津八里台立交
桥，由于碱一集料反应破坏，现今已经进行了2次大修处理。因
此，我国混凝土结构物发生碱一骨料反应破坏的危险性很大『1】。
1 碱一集料反应的机理和分类
碱一集料反应的是混凝土组成中的水泥外加剂、掺合料或拌
和水中的可溶碱(钾、钠)溶于混凝土孔隙液中，与集料中能与
碱反应的活性成分在混凝土硬化后逐渐发生的一种化学反应。
收稿日期：2011_J09-o5
基金项目：河南省科技计划重点攻关项目(102102310311)
反应生成物吸水膨胀，使混凝土产生内应力，导致混凝土工程
开裂或变形等损坏，称为碱一集料反应。
一般来说，碱一集料反应的按其反应机理以及集料中含有的
反应性成分，可分为以下三种闭：
(1)碱一硅酸反应(Alkali．Silica Reaction，简称ASR)是迄今
对工程破坏最多、分布最广、研究最多的一种碱集料反应。碱一
硅酸反应是水泥混凝土微孔隙中的碱性溶液(主要以KOH、
NaOH形式存在)与骨料中能与碱反应的二氧化硅矿物发生反应，
反应生成的碱硅凝胶吸水肿胀，产生的膨胀压力导致混凝土开
裂损坏，或胀大移位。
(2)碱—碳酸盐反应(Alkali—Carbonate Reaction，简称ACR)，
反应膨胀的骨料是碳酸盐岩，反应而开裂的混凝土孔隙里不产
生凝胶，反应边较集料本身的密度还大。
(3)碱罐酸盐反应(Alkali．Silicate Reaction，简称ASR)，导
致混凝土膨胀的骨料是硬砂岩、千纹岩和黏土岩等。反应膨胀的
速度非常缓慢，反应环几乎分不出来，凝胶渗出很少。
2 碱一集料检验程序
工程发生碱一集料反应需要具有三个条件[3]：首先是混凝土
的原材料中含碱量高；第二是骨料中有相当数量活性成分；第三
是潮湿环境，有充分的水分或湿空气供应。所以集料具有碱活性
是混凝土发生碱一集料反应的必要条件之一。鉴定集料是否具
有碱活性和碱活性程度是预防工程混凝土发生碱一集料反应的
重要程序。