青藏高原地区混凝土碱集料反应的研究

摘要

碱集料反应作为影响混凝土耐久性最主要的因素，由于反应的特点是比较缓慢，甚至长达几十年，短期在实际工程中不容易被发现。一旦发生反应，裂缝不容易修复。目前对于防止碱集料反应破坏最有效的方法是通过掺加矿物掺合料。 本文就西宁市和周边地区的集料的碱活性进行了检测和研究，对发生碱集料反应的活性集料提出了抑制措施。主要研究矿物掺合料对青藏高原地区集料碱硅反应的抑制作用，前期通过室外对青藏高原地区的集料调研取样和鉴定，并通过快速砂浆棒筛选膨胀集料，后期选择粉煤灰和硅粉矿物掺合料对于发生碱集料反应的活性砂石集料进行抑制作用和微观机理的研究。通过试验和分析得到如下主要结论： （1）对于城北石、大通石两种碱活性较低的集料，选择掺量10%、15%、20%硅粉时，其 14d 膨胀值均小于 0.1%，均能有效抑制碱集料反应的膨胀；对于城北砂碱活性较高的集料，选择掺量20%硅粉时，其14d膨胀值小于0.1%，可以有效抑制碱集料反应的膨胀。活性集料的活性越高，硅粉抑制砂浆的膨胀抑制率越低。 （2）对于多巴砂、城南砂、多巴石三种碱活性较低的集料，选择掺量10%、20%、30%粉煤灰时，其14d膨胀值均小于0.1%，均能降低碱集料反应的膨胀；对于互助砂碱活性较高的集料，选择掺量 30%粉煤灰时，其 14d 膨胀值降低值达到 96%，可以有效抑制碱集料反应的膨胀。对于四种活性集料单掺掺量 10%的情况下，单掺 10%硅灰抑制效果优于单掺 10%粉煤灰。双掺对集料碱硅酸反应有一定的抑制效果，当硅粉和粉煤灰掺量比不同时，抑制效果表现也不一样。只有当硅粉和粉煤灰掺量比为3时，各地区集料膨胀率最低，抑制效果最好。 （3）矿物掺合料的加入能够降低Na和K含量，并消耗溶液中的碱含量，使形貌体系更加致密，阻止碱和集料的进一步反应。 （4）利用粉煤灰和硅粉可以有效抑制西宁地区砂、石集料的碱集料反应。

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