目前我国公路建设和高铁建设任务繁重,其中 桥梁建设 占相 当大的 比重 ,已建桥梁的耐久性 问题 比较突出。由于耐久性问题丧失安全性,其维修费 用将非常昂贵。混凝土结构耐久性是指结构在规定 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;③ 碱_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—AggregateRe— action,简称 AAR)是影响混凝 土耐久性 的重要 因素 之一 。在 20世纪 2O年代 ,美 国最初确认 了水泥 中的 碱和某种集料反应使混凝土产生劣化。1940年 ,T. A.Stanton在美国土木学会论文集上发表 了关于“碱 — 集料反应 ”的报告L2】。我 国从 20世纪 90年代开 始 ,陆续在北京、天津、山东 、陕西 、内蒙古、河南等地 的立交桥或机场或铁路轨枕 中发现因碱一集料反应 引起的破坏实例。北京三元立交桥在建成 5年左右 的时间内就因碱—集料反应而破坏。正是 由于碱一集 料反应对混凝土耐久性的极大危害 ,使其成为混凝 土工程的全球性灾害问题L3J。自 1974年召开第一 次国际碱一集料反应会议 以来 ,近 20多年来 已召开 了十多次国际学术会议 。2004年 的第 12次 国际会 议在我 国北京召开。由此可见 ,世界各国对碱一集料 收稿 日期 :2Ol1.11.15 作者简介 :付 向红 (1966一),女 ,硕士 ,副教授 .主要 从事混凝土 耐久 性研究 。 基金项 目:河南省科技计划重点攻关 资助项 目(102102310311) E —inan:fxh19661209@ 163.tom 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。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—集料反应 。 一 般来说 ,碱一集料反应按其反应机理 以及集料 中含有 的反应性成分 ,可分为以下三种 J。 1)碱 一硅 酸 反应 (Alkali—SilicaReaction,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 一碳 酸盐 反应 (Alkali—CarbonateReaction, 简称 ACR),反应膨胀的骨料是碳酸盐岩,反应而开 裂的混凝土空隙里不产生凝胶 ,反应边较集料本身 的密度还大。 3)碱一硅酸盐反 应 (Alkali—SilicateReaction,简 称 ASR),导致混凝土膨胀的骨料是硬砂岩 、千纹岩 和粘土岩等。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 研究 内容 碱一集料反应是指水泥 中的碱与集料 中的活性 成分在潮湿条件下发生化学反应 ,产生膨胀 ,导致混 凝土结构的破坏 。工程发生碱一集料反应需要具
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