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堿骨料反應裂縫圖解

2018-06-14來源:環球破碎機網

堿骨料反應裂縫是指由于混凝土發生堿骨料反應而導致的開裂。

具有如下特點:

(1)如果混凝土不受約束(無筋或少筋)的情況下,堿骨料反應裂縫呈網狀(龜背紋),裂縫網接近六邊形,裂縫從網結點三分岔開,夾角約120°,在較大的六邊形之間還可以再發展出小裂縫。

(2)當堿骨料反應受到鋼筋或外力的約束時,其膨脹力將垂直于約束力的方向,而膨脹裂縫則平行于約束力的方向,出現順筋裂縫。

(3)大體積無筋混凝土的堿骨料反應膨脹裂縫的深度可達數十厘米,寬度可達25px左右。

(4)鋼筋混凝土的堿骨料膨脹裂縫的深度一般不會超過保護層厚度,寬度多為(0.3~0.5)mm。

(5)堿骨料反應裂縫通常伴隨有滲出物,多為半透明的乳白色或黃褐色,有時也呈茶褐色或黑色。

(6)與收縮產生的網狀裂縫有相似處,但收縮裂縫出現的時間較早,多在施工后若干天內。而堿骨料反應裂縫則出現較晚,多在施工后數年甚至10~20年后。


堿骨料反應裂縫 

堿骨料反應裂縫出現的原因有以下幾點:

(1)骨料中的活性硅與水泥水化反應生成的堿性材料、或外加劑中含有的堿性材料、或外界帶入的堿性材料(如養護水、地下水、臨近結構中的堿溶液等)發生緩慢的膨脹性化學反應,將可能逐漸導致混凝土開裂。

(2)堿-硅反應的結果將會形成一種膨脹性的膠凝體,這個膠凝體會吸收結構其它部分的水分,這將導致局部膨脹同時還伴隨著產生了張應力,最終造成結構的完全破壞。

(3)在某些情況下,碳酸鹽類巖石參與到與堿發生的化學發應中,結果將產生有害的膨脹并引起開裂。這些有害的堿-碳反應主要與粘性土的白云灰巖密切相關,這些白云灰巖具有非常細的紋理結構(隱晶質的)。受影響的混凝土呈現出網狀裂縫。這種反應與堿-硅反應的不同之處在于裂縫中不存在膠凝體的堆積。

預防措施:

(1)控制水泥含堿量。

(2)控制混凝土含堿量。

(3)控制使用堿活性骨料。

(4)使用能抑制堿骨料反應的摻合料,如粉煤灰、渣、硅粉等。

(5)使用引氣劑,緩解堿骨料反應帶來的膨脹壓力。

(6)隔絕水、空氣的來源。

日本的做法:

堿骨料反應條件是在混凝土配制時形成的,即配制的混凝土中只有足夠的堿和反應性骨料,在混凝土澆筑后就會逐漸反應,在反應產物的數量吸水膨脹和內應力足以使混凝土開裂的時候,工程便開始出現裂縫。這種裂縫和對工程的損害隨著堿骨料反應的發展而發展,嚴重時會使工程崩潰。有人試圖用阻擋水分來源的方法控制堿骨料反應的發展,例如日本從大孤到神戶的高速公路松原段陸地立交橋,橋墩和梁發生大面積堿骨料反應開裂,日本曾采取將所有裂縫注入環氧樹脂,注射后又將整個梁、橋墩表面全用環氧樹脂涂層封閉,企圖通過阻止水分和濕空氣進入的方法控制堿骨料反應的進展,結果僅僅經過一年,又多處開裂。因此世界各國都是在配制混凝土時采取措施,使混凝土工程不具備堿骨料反應的條件。

措施詳解:

1、控制水泥含堿量自1941年美國提出水泥含量低于0.6%氧氣化鈉當量(即Na2O+0.658K2O)為預防發生堿骨料反應的安全界限以來,雖然對有些地區的骨料在水泥含量低于0.4%時仍可發生堿骨料反應對工程的損害,但在一般情況下,水泥含量低于0.6%作為預防堿骨料反應的安全界限已為世界多數國家所接受,已有二十多個國家將此安全界限列入國家標準或規范。許多國家如新西蘭、英國、日本等國內大部分水泥廠均生產含堿量低于0.6%的水泥。加拿大鐵路局則規定,不訟是否使用活性骨料,鐵路工程混凝土一律使用含堿量低于0.6%的低堿水泥。

2、控制混凝土中含堿量由于混凝土中堿的來源不僅是從水泥,而且從混合材、外加劑、水,甚至有時從骨料(例如海砂)中來,因此控制混凝土各種原材料總堿量比單純控制水泥含堿量更重要。對此,南非曾規定每立方米混凝土中總堿量不得超過2.1kg,英國提出以每立方米混凝土全部原材料總堿量(Na2O當量)不超過3kg,已為許多國家所接受。

3、對骨料選擇使用如果混凝土含堿量低于3kg/m3,可以不做骨料活性檢驗,如果水泥含堿量高或混凝土總堿量高于3kg/m3,則應對骨料進行活性檢測,如經檢測為活性骨料,則不能使用,或經與非活性骨料按一定比例混合后,經試驗對工程無損害時,方可按試驗規定的比例混合使用。

4、摻混合材摻某些活性混合材可緩解、抑制混凝土的堿骨料反應。根據各國試驗資料,摻S——10%的硅灰可以有效的抑制堿骨料反應,據悉冰島自 1979年以來,一直在生產水泥時摻5—7.5%硅灰,以預防堿骨料反應對工程的損害。另外摻粉煤灰也很有效,粉煤灰的含堿量不同,經試驗,即使含堿量高的粉煤灰,如果取代30%的水泥,也可有效地抑制堿骨料反應。另外常用的抑制性混合材還有高爐礦渣,但摻量必須大于50%才能有效地抑制堿骨料反應對工程的損害,現大美、英、德諸國對高爐礦渣的推薦摻量均為 50%以上。

5、隔絕水和濕空氣的來源如果在擔心混凝土工程發生堿骨料反應的部位能有效地隔絕水和空氣的來源,也可以取得緩和堿骨料反應對工程損害的效果。


文關鍵詞:

技術

責任編輯:宋欣
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