摘要：在选择骨料的时候必须要对其碱活性进行测定，以此来保证混凝土的耐久性，而在很多情况下不可避免的会有活性骨料的存在，所以就需要采取一定的措施来抑制碱骨料反应。
关键词：碱活性骨料；混凝土质量；影响；控制方法
引言
非活性的骨料不会导致碱骨料反应，而如果是活性骨料或者其中有部分骨料是活性的，则极有可能导致碱骨料反应的出现，混凝土从而会出现不均匀开裂、膨胀。
一、碱活性骨料对混凝土质量的影响
在一般情况下，水工混凝土的强度都不太高，基本上混凝土都是以90天龄期作为强度设计标准，而普通混凝土基本上都是28天龄期强度，所以在强度方面，水工混凝土与普通混凝土是有很大区别。在混凝土发生反应时，骨料与碱接触，骨料会产生膨胀，而硬化的水泥石则对骨料有一个约束，制约骨料的膨胀，同时硬化水泥石也会受到拉应力的作用，如果拉应力过强，超过水泥石硬度，就会引发水泥石的开裂。水泥石强度低，抗拉性能就越差，受骨料的膨胀影响就越大，很容易导致开裂。而水工混凝土的强度要远低于普通混凝土的强度，对于抵抗碱骨料的反应膨胀能力较弱。在施工中，常常通过降低胶凝材料用量来达到控温防裂的目的，因为降低胶凝材料用量可以减少混凝土的产热量，使水化热升温降低。胶凝材料的使用，一方面为碱骨料提供碱，另一方面硬化水泥石作为连续相对碱骨料反应膨胀起到约束作用。现在多数水泥在生产过程中都采用了窑外分解技术，水泥的碱含量普遍提高，在混凝土总碱含量中胶凝材料所提供的碱量对于反应有很大的影响，所以水工混凝土的胶凝材料用量远低于普通混凝土的用量。
二、碱活性的检验方法和标准
1、岩相法
它是通过肉眼和显微镜观察新鲜岩石断口来鉴定骨料的种类和成分，以此来判断其是否存在碱活性，但其缺点是得不到活性组分含量与膨胀率的定量关系。
2、化学法
它是在规定条件下，测定碱溶液和骨料反应溶出的二氧化硅浓度及碱度降低值，借以判断骨料在使用高碱水泥的混凝土中是否产生危害性的反应。该方法不适用于含碳酸盐的骨料。不能鉴定由于微晶石英或变形石英所导致的众多慢性膨胀骨料。
骨料碱活性判定标准：当试验结果出现Rc（碱度降低值）＞70而Sc（滤液中的二氧化硅浓度）＞Rc或Rc＜70而Sc＞35+Rc/2中的任何一种，该试样就被评为具有潜在有害反应。
3、砂浆长度法
通过测定水泥砂浆试件的长度变化，以鉴定水泥中的碱与活性骨料间的反应所引起的膨胀是否具有潜在危害。适用于碱骨料反应较快的碱-硅酸盐反应和碱-硅酸反应，不适用于碱-碳酸盐反应。
骨料碱活性判定标准：对于砂样：当砂浆半年的膨胀率超过0.10%，或三个月的膨胀率超过0.05%时，即被评为具有危害性的活性骨料。反之，如低于上述数值，则被评为非活性骨料。对于石料：当砂浆半年膨胀率低于0.10%，或三个月的膨胀率低于0.05%时，即被评为非活性骨料。反之，如超过上述数值，则被评为具有危害性的活性骨料。
4、碳酸盐骨料碱活性检验
在规定条件下测量碳酸盐骨料试件在碱溶液中的长度变化，以鉴定其作为混凝土骨料是否具有碱活性。该方法适用于碳酸盐岩石的研究与料场初选，但是试验龄期较长，约需要12周。
骨料碱活性判定标准：浸泡84 天试件膨胀率在0.10%以上时，该岩样应评为具有危害性。不宜作为混凝土骨料。必要时应以混凝土试验结果作出最后评定。
5、砂浆棒快速法
砂浆棒快速法是同时被美国和加拿大定为标准的方法（ASTM C1260-94 和CSAA23.2-25A），该方法能在16天内检测出骨料在砂浆中的潜在有害的碱-硅酸反应，尤其适合于检验反应缓慢或只在后期才产生膨胀的骨料。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆被认为是比较精确可靠的，但它的问题是过于严格。
砂浆棒快速法评定标准为
①砂浆试件14d 的膨胀率小于0.1%，则骨料为非活性骨料；②砂浆试件14d 的膨胀率大于0.2%，则骨料为具有潜在危害性反应的活性骨料；③砂浆试件14d 的膨胀率在0.1%至0.2%之间的，对这种骨料应结合现场记录、岩相分析、或开展其他的辅助试验、试件观测的时间延至28d 后的测试结果来进行综合评定。
6、混凝土棱柱体试验法
混凝土棱柱体法是评定混凝土试件在升温及潮湿条件养护下，水泥中的碱与骨料反应所引起的膨胀是否具有潜在危害。适用于碱-硅酸反应和碱-碳酸盐反应，试验周期较长，需要一年。
骨料碱活性判定标准：当试件一年的膨胀率不小于0.04%时，则判定为具有危害性反应的活性骨料；膨胀率小于0.04%时，则判定为非活性骨料。
三、碱活性骨料对混凝土质量影响的控制方法
混凝土中的碱含量主要来自混凝土中的水泥，降低混凝土中的可溶性碱的含量主要是降低混凝土中的水泥用量或降低混凝土用水泥的碱含量，可以采取以下措施：
1、采用低碱水泥，直接降低水泥中的碱含量。
水泥中碱的存在是碱硅酸盐反应发生的必要条件。对同种骨料来说，随着水泥中碱含量的增加碱硅酸盐反应膨胀增大。对于任何一种活性骨料其都有相应的发生碱硅酸盐反应的最低碱含量与之对应，这里所说的最低碱含量就称为活性骨料的阈值。阈值与骨料的活性成反比，即阈值越大，骨料的碱活性越弱。所以在选择水泥时，为防止碱硅酸盐反应，所选择的水泥碱含量必须控制在阈值以下。在实际的选择过程中，水泥碱含量控制原理是：当水泥碱含量（以Na2Oeq—Na2O+0.658K2O计）低于一定值，通常认为3 kg／m3，所形成的混凝土孔溶液中K+、Na+裂破坏。在早期发生碱硅酸盐反应破坏严重的国家，如美国、英国、日本、新西兰等曾广泛使用碱含量低于0.6％的水泥以降低混凝土中的碱含量，有效的缓解了碱硅酸盐反应发生的现象。但是，近年来由于追求混凝土高强度，单位混凝士水泥用量增加和多种早强外加剂（大部分含碱）使用，限制混凝土碱含量愈加困难。对存在外部碱源的混凝土工程，如海工混凝土、暴露于盐碱地和使用去冰盐的混凝土工程，即使碱含量较低也不能抑制碱硅酸盐反应的发生。
2、掺用粉煤灰降低混凝土总碱含量
掺某些活性混合材可缓解、抑制混凝土的碱骨料反应。外掺粉煤灰也很有效、经试验，即使含碱量高的粉煤灰、如果取代20％的水泥，也可有效地抑制碱骨料反应。根据当地实际情况，粉煤灰采购困难，成本较高，通过骨料的碱活性试验，具有潜在危害性反应的活性骨料，为了有效控制混凝土总碱含量掺用了粉煤灰，经掺用不掺用的试验论证，进行了混凝土总碱含量对比。
3、严格控制外加剂带入混凝土中的碱含量
掺加高性能减水剂，降低混凝土的单方用水量，可以在保证混凝土其他性能的情况下降低混凝土的单方水泥用量，起到降低混凝土中碱含量的作用。高效减水剂化学性能别于普通减水剂，本产品属于萘系减水剂，主要成分：低分子量的聚合物、高分子量的聚合物、硫酸盐、其他成分，缓凝高效减水剂为外加剂另一品种，制备时在高效减水剂加入适量缓凝成分。萘系减水剂是在高温下将熔融的萘用浓硫酸磺化，磺化剂一般为Na2HSO3和Na2SO3，生产中带入了Na离子成分。
结语
随着我国基础工程建设水平的发展，对混凝土耐久性的要求越来越高。作为混凝土的“癌症”，碱骨料反应发生的时间周期比较长，一旦发生碱骨料反应，修补的难度很大，对混凝土工程的安全会带来相当大的麻烦。本文对碱骨料反应的认识不断深入，采取有效的技术措施来阻止碱骨料反应发生的三个必备条件中的任何一个，都能有效的延缓或抑制碱骨料反应的发生。
参考文献：
[1]《水工混凝土试验规程》（SL352-2006），中国水利水电出版社出版、发行，2006．
[2]《水工混凝土砂石骨料试验规程》（DL/T5151-2001），中国电力出版社，2002．
[3]《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》（SL251-2000），中国水利水电力出版社，2000．
论文作者:王坤
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/21
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