摘要：混凝土是建筑施工常用材料。混凝土主要由水泥以及骨料等物质组成。但是混凝土当中存在的碱性物质会与骨料当中的活性成分发生化学反应，也就是碱骨料反应。混凝土碱骨料反应会使得混凝土内部产生膨胀应力，进而使得混凝土内部出现裂缝，所以，会影响混凝土工程质量。基于此，本文将从碱骨料反应的概念出发，探讨碱集料反应的危害和影响碱骨料反应的因素，并通过工程实例，探讨了混凝土碱骨料反应控制技术，希望对控制混凝土碱骨料反应有所帮助，以供参考。
关键词：混凝土；碱骨料反应；控制技术
Abstract：concrete is a common material in building construction. Concrete is mainly composed of cement and aggregate. But the alkalinity in concrete reacts with the active ingredients in aggregate, that is, alkali aggregate. The concrete alkali aggregate reaction will cause the expansion stress inside the concrete, and then cause the crack inside the concrete, therefore, it will affect the quality of the concrete engineering. Based on this, this paper will discuss the harm of alkali aggregate reaction and the factors influencing alkali aggregate reaction from the concept of alkali aggregate reaction, and discuss the control technology of concrete alkali aggregate reaction through engineering examples, hoping to control the alkali aggregate reaction of concrete. Aggregate reaction is helpful for reference.
Keywords：concrete; alkali aggregate reaction; control technology
经过很多的研讨和调查了解到，混凝土碱骨料反应是影响混凝土结构稳定性和耐久性的主要原因。碱骨料反应发作于混凝土内部，若是有碱骨料反应问题呈现，就不简单进行修补，会给工程项目带来严重的影响。所以，需求加强对碱骨料反应的认识，充沛了解其损害，并采纳合理办法进行预防。
1 概述
1.1 碱骨料反应的概念
碱骨料反应（简称AAR），指的是混凝土傍边的碱性物质和骨料发作化学反应，然后使得混凝土内部发作胀大，终究导致混凝土从内部裂开。混凝土一旦发作碱骨料反应，就会对混凝土工程结构发作影响，然后下降了缓凝土耐久性。一般发作混凝土碱骨料反应的外在表现是：呈现大面积的外表裂缝，并且还常常会呈现脱落现象。
1.2 碱骨料反应的类型
上文说到混凝土碱骨料反应，实际上就是混凝土傍边碱活性骨料和碱性物质发作的化学反应。混凝土混合料傍边含有Na2O、K2O等碱性化学物质，而骨量傍边含有很多的二氧化硅。这些物质会发作化学反应，然后导致混凝土内部发作胀大，引发裂缝。而通常情况下，人们依照骨料傍边含有的不同活性成分，又把混凝土碱骨料反应区分以下三种类型：即为硅酸反应、减酸反应以及碱盐酸反应。
2 碱骨料反应的危害
混凝土碱骨料反应时间比较长，往往在混凝土浇筑到固化成型，乃至使用过程中的一段时间内持续发生。通过碱骨料反应产生的膨胀物，会使混凝土内部产生膨胀英里，进而造成混凝土膨胀开裂引发裂缝。混凝土碱骨料反应时间长，就会导致裂缝进一步扩大。而混凝土内部结构裂缝的持续恶化，会严重影响混凝土的耐久性。从此以往就会造成混凝土破裂以及钢筋锈蚀。情况严重时，甚至降低了混凝土构件的强度以及承载能力。而混凝土结构的承载力下降，就会影响混凝土工程质量和安全，带来严重的安全隐患。现阶段比较常见的碱集料反应是碱硅酸反应。这种反应的状态是出现，白色透明状的碱硅酸凝胶体，同时会伴有膨胀裂缝溢出。通过上述两点状态能够判断混凝土碱骨料反应是否为碱硅酸反应混凝土发生碱骨料反应的必备条件之一就是水。所以混凝土碱骨料反应在潮湿环境下的反应程度，要高于干燥环境下的反应程度。也就是说，在干燥环境当中混凝土一般不会出现胀裂情况。
世界各国由于碱骨料反应造成的危害和损失的情况不胜枚举。例如，在国内京沪和陇海铁路线上就出现了很多碱骨料反应区域。这些反应区呈现严重裂缝，而且裂缝沿着纵筋的方向持续延伸，同时裂缝边缘伴有白色透明物质。对于这些线路已投入近500万进行修整，但是维护资金还会继续增加。而在美国以及日本等地，也有碱骨料反应问题存在，也同样带来了巨大的经济损失。
3 碱骨料反应的影响因素
影响碱骨料反应的因素主要包括以下几点：
3.1 碱的影响
混凝土发生碱骨料反应的，一个主要因素就是碱的含量问题。在混凝土当中不含碱，或者是含碱量非常低，就不会有混凝土碱骨料反应出现。而通过大量的研究实践，我们了解到混凝土当中的碱往往是来自于水泥、外加剂以及骨料等。混凝土当中存在的碱含量，一方面会对坚固料的反应速率产生影响，另一方面还会影响膨胀能力的大小。
3.2 活性骨料的影响
影响碱骨料反应的另一个因素就是活性骨料。其本质就是骨料自身的结构形式以及粒径等会对碱骨料反应产生影响。例如，骨料均匀分布碱活性物质，同时骨料表面具有很好的密实性，此时的碱骨料反应通常会反映在骨料与水泥浆的交界处；若是骨料自身具有很多裂纹，而且碱活性物不仅分布在骨料表面，还分布在骨料内部面，此时的碱骨料反应会同时发生在骨料内部和表面。而且活性骨料的含量也会影响混凝土内部反应膨胀力的大小。活性骨料的含量越大，混凝土碱骨料反应产生的膨胀力就越大。
3.3 水的影响
除上述两个因素外，水也会影响坚固料反应。水是混凝土发生碱骨料反性的必备条件之一。因此需要对混凝土孔隙当中的水分来控制碱骨料的反应。
4 工程实例
4.1 工程实例
中铁二十一局五公司平凉南综合货场工程混凝土工程施工过程中，采用碾压式沥青混凝土心墙进行防渗。在施工过程中对周边矿物质进行了试验分析（见表1）。从表1中可以看出，SiO2含量为21.93%，是碱性骨料。
表1矿物质分析检测
根据施工现场要求对施工场地进行了碱值检测（见表2）。从表2中看出，碱值分别为0.84，是碱性骨料。
表2集料检测
4.2 控制措施
4.2.1 降低混凝土中的碱含量
混凝土碱骨料反应的实质就是混凝土傍边的离子之间发作了化学反应。因为混凝土混合猜中含有孔隙，而孔隙傍边的成分会构成凝胶体，其间包括多种离子物质（Na+、K+和Si-OH-的游离态）。上述离子在发作化学反应后会发作建硅酸凝胶体，而这种胶体的体积会在碱骨料反应过程中不断胀大和增大，然后使得混凝土内部发作胀大应力，发作裂缝。所以，需求科学削减混凝土傍边碱的含量，尤其是水泥中碱的含量。经过这种办法，可以合理的下降凝胶体数量。凝胶体数量的削减，就会促进混凝土胀大率下降，然后减小混凝土发作的碱骨料反应胀大应力。这样一来，减小的应力就不会造成混凝土开裂。一般情况下，咱们控制混凝土碱含量主要是将水泥中的碱含量控制在6%以内；或者是混凝土混合猜中的含碱总量在3kg/m3以内。
4.2.2 对骨料进行合理选择
为了防止发生碱骨料反应，需要进行骨料活性检验。具体的检验要求如下图1所示：
图1骨料活性检验要求
在经过碱骨料活性测试以后，若是检测结果不是活性骨料，混凝土不会出现变形以及裂缝等情况。此外，还应该观察混凝土构件是否有胶体物质产生，同时做好详细的检查记录。若是检测结果是活性骨料，则不能使用这些混凝土。不过可以把这些活性骨料掺加其他非活性骨料进行中和，且经检验不是活性骨料时，可以继续使用。通常骨料的碱活性检验是3000 m3 或4500t进行一次检验。
4.2.3 减小水灰比
在进行混凝土浇筑时，混凝土当中会同时存在液体和固体的状态。在混凝土水灰比不断增大以及含水量持续增加的情况下，会是促使混凝土液体当中的离子越来越活跃。而混凝土当中，活跃的离子会促使碱骨料反应增强。而且在混凝土成型固化后，还需要对施工环境进行控制。需要确保施工环境干燥不潮湿。因为潮湿的环境会加剧碱骨料反应。所以必须保证混凝土结构周边环境保存在干燥状态。
4.2.4 适当加入外掺剂
经过掺加粉煤灰、矿渣粉等矿藏掺合料也可以下降碱骨料反应的发作。矿藏掺合料掺入到混凝土中后可改动混凝土空地结构、下降渗透性，一起活性掺合料具有比活性骨料更大的比外表积，能很快将碱吸收到其外表上来，可合理按捺碱骨料反应的发作和反应程度，提高混凝土结构的耐久性。矿藏掺合料掺量巨细应归纳考虑水泥、骨料和外加剂等要素，并经过实验断定其掺量。
经过矿藏掺合料的参加，可以改动混凝土内部的空地，然后减小渗透性。因为掺合料的外表积往往大于骨料的外表积，因而简单迅速将混合料傍边的碱吸收到掺合料外表。经过这种办法，可以控制碱骨料反应的发作，进而合理提高混凝土的耐久性。一般会经过水泥以及骨料等的含量来断定矿藏掺合料的数量。因为若是掺合料数量大，就会影响混凝土强度；而一旦矿藏掺合料的数量缺乏，就会进一步增加碱骨料反应情况。经过实践研讨证明，粉煤灰掺入量大于20%、磨细矿渣粉掺入量大于60%时，混凝土的胀大量可下降75%。
4.2.5 其他措施
除了上述措施外，通过控制混凝土结构所处的环境湿度和添加纤维材料等对于抑制混凝土碱骨料反应的发生或减缓其破坏程度也有较好的效果。因为碱骨料反应有必要在有水的环境下才干进行，因而使混凝土结构处于相对枯燥或环境湿度较低的状况，虽不能从根本上阻止碱骨料反应，但可减缓碱骨料反应进程。不仅如此，还可以经过掺加钢纤维（其他纤维材料）来进行控制。这主要是纤维材料尽管无法控制碱骨料反应，不过可以合理的增强混凝土的耐性。这样一来就会涣散胀大应力，下降碱骨料反应的损坏作用。
总而言之，混凝土碱骨料反应损害巨大，因而需求加强混凝土碱骨料反应的研讨。本文在剖析混凝土碱骨料反应类型和损害的基础上，剖析了影响碱骨料反应的要素，并从工程实例出发，探讨了控制混凝土碱骨料反应的办法办法，期望对控制混凝土碱骨料反应的发作，提高工程质量和结构耐久性有所协助。
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论文作者:任鹏远
论文发表刊物:《基层建设》2018年第15期
论文发表时间:2018/7/11
标签：骨料论文; 混凝土论文; 活性论文; 裂缝论文; 就会论文; 凝胶体论文; 耐久性论文; 《基层建设》2018年第15期论文;