| 中文名称 | 碱-骨料反应(碱集料反应) | 外文名称 | Alkali-Aggregate Reaction |
|---|---|---|---|
| 简称 | AAR | 危害 | 产生裂缝、膨胀、结构破坏 |
反应机理:Na+(K+)+SiO2+OH-→Na(K)-Si-Hgel
膨胀机理:吸水后的碱硅酸凝胶体体积远远大于反应前固体体积，最大时体积可增大3倍以上，大量凝胶体在混凝土骨料界面区的积聚、膨胀，导致混凝土沿着界面产生不均匀膨胀、开裂。
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(1) 混凝土中碱含量:过量的Na2O(Na2O+0.66K2O)
来自水泥、外加剂、掺合料、骨料、拌合水等组分及周围环境。
低碱水泥:钠、钾含量小于0.6%的水泥称为低碱水泥。
发生碱骨料反应的碱含量范围:高活性的硅质骨料(如蛋白石)，大于2.1kg/m3;中等活性的硅质骨料，大于3.0kg/m3;碱-碳酸盐反应活性骨料，大于1.0kg/m3。
(2) 碱活性骨料
含活性二氧化硅的岩石分布很广，碱-碳酸盐反应活性的只有黏土质白云石质石灰石。充分掌握骨科碱活性的情况，建立碱活性骨料分布图。
(3) 潮湿环境
现有的现场资料充分证明，绝大部分混凝土构筑物在季节性气候变化的暴露条件下，其内部的相对湿度足以维持膨胀性AAR，因此在沙漠地带的大多数公路、大坝以及干燥气候条件下的桥面和柱也可能保持内部湿度而断续发生膨胀反应。同时，在控制环境条件下，室内的大型混凝土构件也能长期维持适当的相对湿度。因此虽然水是碱-骨料反应发生的必要条件之一，但是并没有好的方法预防这一点。
碱骨料反应是指水泥中的碱性氧化物含量较高时，会与骨料中所含的二氧化硅发生化学反应 ，并在骨料表面生成碱-硅酸凝胶，吸水后会产生较大的体积膨胀，导致混凝土胀裂现象。
碱骨料反应
答：这是微观变化，肉眼很难看到的。你可以到 国家硅酸盐研究所 网站 找找相关资料
混凝土碱骨料反应所使用水泥应具备哪些条件
什么是水泥混凝土的碱骨料反应 碱骨料反应是混凝土原材料中的水泥、外加剂、混合材和水中的碱(Na2O或K2O)与骨料中的活性成分反应，在混凝土浇筑成型后若干午(数年至二、三十年)逐渐反应，反应生成物...
什么是骨料？
在混凝土中起骨架或填充作用的粒状松散材料。分粗骨料和细骨料。粗骨料包括卵石、碎石、废渣等，细骨料包括中细砂，粉煤灰等。骨料是组成混凝土的主要材料，有粗骨料（石，砂）和细骨料（水泥）之分，
为什么酸碱中和反应碱可不溶，盐碱反应必须要可溶？
首先,酸碱盐之间的反应都是复分解反应；复分解反应实质是：发生复分解反应的两种物质在水溶液中相互交换离子,结合成难电离的物质。这个反应的前提条件都是是离子交换，必须有自由离子才能进行反应。 酸碱中和反应...
混凝土中粗骨料、细骨料指哪些？
混凝土中粗骨料就是指石子（无论大小），细骨料是指砂子．
碱-骨料反应的类型主要为以下两种
1、碱-硅酸反应(Alkali-Silica Reaction，简称ASR)，是指混凝土中的碱与不定型二氧化硅的反应;
2、碱-碳酸盐反应(Alkali-Carbonate Reaction，简称ACR)，是指混凝土中的碱与某些碳酸盐矿物的反应。
碱-骨料反应是固相与液相之间的反应，起发生具备三个要素:Ⅰ碱活性骨料;Ⅱ有碱存在(K、Na等离子);Ⅲ水。
有人试图用阻挡水分来源的方法控制碱骨料反应的发展，例如笔者见过的日本从大孤到神户的高速公路松原段陆地立交桥，桥墩和梁发生大面积碱骨料反应开裂，日本曾采取将所有裂缝注入环氧树脂，注射后又将整个梁、桥墩表面全用环氧树脂涂层封闭，企图通过阻止水分和湿空气进入的方法控制碱骨料反应的进展，结果仅仅经过一年，又多处开裂。因此世界各国都是在配制混凝土时采取措施，使混凝土工程不具备碱骨料反应的条件。
碱硅酸反应是水泥中的碱与骨料中的活性氧化硅成分反应产生碱硅酸盐凝胶或称碱硅凝胶，碱硅凝胶固体体积大于反应前的体积，而且有强烈的吸水性，吸水后膨胀引起混凝土内部膨胀应力，而且碱硅凝胶吸水后进一步促进碱骨料反应的发展、使混凝土内部膨胀应力增大，导致混凝土开裂。发展严重的会使混凝土结构崩溃。
1)混凝土碱含量
碱含量越高，碱骨料反应膨胀开裂越严重;硅质集料的活性越高，其"安全总碱含量"越低。
2)活性骨料含量与尺寸:每种活性骨料都存在一个最不利掺量范围，这与混凝土中活性SiO2/碱含量有关
3)矿物掺合料:可有效抑制碱骨料反应对混凝土的破坏。
4)环境温度与湿度:高温、高湿环境对碱骨料反应有明显加速作用。
5)其它因素:
掺入引气剂，可在一定程度上减小碱骨料反应膨胀;
骨料颗粒级配的影响:对于不同的活性二氧化硅含量，存在一个不同的最不利颗粒尺寸，此时的膨胀压力最大。
受力状态:受外约束力作用越大，膨胀开裂越小。
1、控制水泥含碱量自1941年美国提出水泥含量低于0.6%氧气化钠当量(即Na2O+0.658K2O)为预防发生碱骨料反应的安全界限以来，虽然对有些地区的骨料在水泥含量低于0.4%时仍可发生碱骨料反应对工程的损害，但在一般情况下，水泥含碱量低于0.6%作为预防碱骨料反应的安全界限已为世界多数国家所接受，已有二十多个国家将此安全界限列入国家标准或规范。许多国家如新西兰、英国、日本等国内大部分水泥厂均生产含碱量低于0.6%的水泥。加拿大铁路局则规定，不论是否使用活性骨料，铁路工程混凝土一律使用含碱量低于0.6%的低碱水泥。
2、控制混凝土中含碱量由于混凝土中碱的来源不仅是从水泥，而且从混合材、外加剂、水，甚至有时从骨料(例如海砂)中来，因此控制混凝土各种原材料总碱量比单纯控制水泥含碱量更重要。对此，南非曾规定每m3混凝土中总碱量不得超过2.1kg，英国提出以每m3混凝土全部原材料总碱量(Na2O当量)不超过3kg，已为许多国家所接受。
3、对骨料选择使用如果混凝土含碱量低于3kg/m3，可以不做骨料活性检验，如果水泥含碱量高或混凝土总碱量高于3kg/m3，则应对骨料进行活性检测，如经检测为活性骨料，则不能使用，或经与非活性骨料按一定比例混合后，经试验对工程无损害时，方可按试验规定的比例混合使用。
4、掺混合材掺某些活性混合材可缓解、抑制混凝土的碱骨料反应。根据各国试验资料，掺S--10%的硅灰可以有效的抑制碱骨料反应，据悉冰岛自1979年以来，一直在生产水泥时掺5-7.5%硅灰，以预防碱骨料反应对工程的损害。另外掺粉煤灰也很有效，粉煤灰的含碱量不同，经试验，即使含碱量高的粉煤灰，如果取代30%的水泥，也可有效地抑制碱骨料反应。另外常用的抑制性混合材还有高炉矿渣，但掺量必须大于50%才能有效地抑制碱骨料反应对工程的损害，现大美、英、德诸国对高炉矿渣的推荐掺量均为 50%以上。
5、隔绝水和湿空气的来源如果在担心混凝土工程发生碱骨料反应的部位能有效地隔绝水和空气的来源，也可以取得缓和碱骨料反应对工程损害的效果。
《混凝土碱骨料反应》系统地阐述了水利水电工程建设中常见岩石及其造岩矿物，岩浆岩、沉积岩、变质岩的结构和构造、分类、简易鉴定方法、主要特征，混凝土碱骨料反应的基本概念、试验方法，工程常见岩石的碱活性，防止和抑制混凝土碱骨料反应的工程措施以及大量的工程实例，内容丰富，资料翔实，具有很强的实用性。
碱骨料反应的发生条件及危害：
①集料具有活性；
②可溶性碱；
③一定的湿度；
④导致混凝土膨胀、开裂，甚至破坏。
反应机理：Na+(K+)+SiO2+OH-→Na(K)-Si-Hgel
膨胀机理：吸水后的碱硅酸凝胶体体积远远大于反应前固体体积，最大时体积可增大3倍以上，大量凝胶体在混凝土骨料界面区的积聚、膨胀，导致混凝土沿着界面产生不均匀膨胀、开裂。 反应机理：碱与白云石发生反应,去白云化。
(1)CaMg(CO3)2+2ROH=Mg(OH)2+CaCO3+R2CO3
(2)R2CO3+Ca(OH)2=2ROH+CaCO3
膨胀机理：Gillott：黏土吸水膨胀，从而造成破坏作用。一方面，R+、OH-和水等进入受限制的紧密空间产生膨胀，另一方面，固相反应产物的框架体积的增大以及水镁石和方解石晶体生长形成的结晶压，产生膨胀应力。
发生碱骨料反应必须具备的条件是：
①混凝土中含有一定量的可溶性碱；
②集料具有碱活性；
③要有一定的湿度。
混凝土中，水泥和部分外加剂含有大量的可溶性碱性物质（氧化钾、氧化钠等），如果混凝土配比中的粗细骨料含有容易与碱性物质发生反应的活性成分（非晶质活性二氧化硅），就可能发生碱骨料反应。
扩展资料：
碱-骨料反应的类型主要为以下两种
1、碱-硅酸反应（简称ASR），是指混凝土中的碱与不定型二氧化硅的反应；
2、碱-碳酸盐反应（简称ACR），是指混凝土中的碱与某些碳酸盐矿物的反应。
现有的现场资料充分证明，绝大部分混凝土构筑物在季节性气候变化的暴露条件下，其内部的相对湿度足以维持膨胀性AAR，因此在沙漠地带的大多数公路、大坝以及干燥气候条件下的桥面和柱也可能保持内部湿度而断续发生膨胀反应。
混凝土的碱集料反应通常称作‘碱-骨料反应’，分为碱-硅酸反应（alkali-silica reaction，ASR）和碱-碳酸盐反应（alkali-carbonate reaction, ACR）两种类型。其中，ACR发生率不高，且发生机理还没有达成共识，所以一般碱-骨料反应多是指碱-硅酸反应（ASR）。全球普遍存在发生ASR的可能性。
ASR发生机理：骨料含有碱活性的硅质矿物（常温活性二氧化硅），在混凝土硬化后，缓慢地与水泥石孔隙溶液中的钠、钾离子反应，产生碱-硅凝胶，凝胶吸水会产生膨胀，膨胀压力达到一定程度会使混凝土开裂。ASR破坏一般是在混凝土浇筑二、三年后，乃至十几年后发生。
碱-骨料反应中的碱是指钠和钾，以当量氧化钠计算（当量氧化钠=氧化钠+0658x氧化钾）。碱-骨料反应发生和产生破坏作用的三个必要条件为：
1）混凝土使用的骨料含有碱活性矿物，即属于碱活性骨料；
2）混凝土含有过量的当量氧化钠，一般超过30kg/m³；
3）环境潮湿，能提供碱-硅凝胶膨胀的水源。
碱-骨料反应被称作‘混凝土癌症’，一旦发生就难以控制，严重影响混凝土结构的耐久性。因此，需要预先防止发生。防止的方法主要从三个方面着手：
1）使用非活性骨料。可对骨料专门进行碱活性测试，或根据以往的调查结果选用骨料。
2）控制混凝土的总含碱量（当量Na2O）低于30kg/m³。碱的来源包括水泥、外加剂、拌合水和骨料，其中水泥和外加剂是主要来源。
3）胶凝材料中使用6%以上硅灰，或25%以上粉煤灰，或40%以上磨细矿渣（矿粉）。这些矿物掺合料含有的氧化硅，比骨料中氧化硅活性更高，能够预先将钾、钠固结在早期反应生成的硅酸钙凝胶中，从而防止后期有过量钾、钠与骨料反应。
总之，碱-骨料反应是可以预防的。对于重要、重大工程，如大坝、大桥等等，往往还多种措施同时采用，确保万无一失。
水泥碱—活性骨料膨胀反应简称为 “碱—骨料反应”它是一种由于水泥中的碱分与活性骨料中的氧化硅起反应生成硅酸钠,并从周围介质中吸收水分而膨胀的现象必须同时具备以三个条件才有可能发生碱—骨料反应现象：
1、水泥中的含碱量（Na2O＋065K2O）超过一定的数值,各国现行有关规范多规定为06%；
2、活性骨料（目前已经被确定的蛋白石、玉髓、鳞石英和方石英等）含量超过一定的数值,各国现行有关规范多规定为1%；
3、充分的水,如用于水工或港工混凝土
但是,具备了上述三个条件并不一定都会发生会膨胀,此时必须进行砂浆或混凝土试验,以鉴定有无膨胀开裂的现象
碱—骨料反应的过程是：混凝土加水拌和后,水泥中的碱分不断地溶解,水泥浆中铝酸钙和硅酸钙吸收水分,使碱的浓度增大,在凝结以后的养护期中与活性骨料中的二氧化硅起作用生成硅酸钠其反应式如下：
H2O
2NaOH＋SiO2→Na2SiO3＋H2O
如H2O中的2应是下标但百度知道我搞不来,抱嫌!若需知特征也可告诉您因手写!麻烦!
混凝土中，水泥和部分外加剂含有大量的可溶性碱性物质（氧化钾、氧化钠等），如果混凝土配比中的粗细骨料含有容易与碱性物质发生反应的活性成分（非晶质活性二氧化硅），就可能发生碱骨料反应。当混凝土长期处于潮湿环境中，由于碱骨料反应产生的硅酸盐凝胶膨胀，引起混凝土内部膨胀，时间长了会导致混凝土疏松、强度降低、开裂等，造成混凝土的破坏。
混凝土发生碱骨料反应的必要条件就是：
较高含量的碱性物质和骨料活性成分，还有就是混凝土处于潮湿环境中。
防止碱骨料反应的措施有：
降低混凝土中水泥和外加剂的总碱性物质含量。一般情况下，水泥含量低于06%作为预防碱骨料反应的安全界限。加上外加剂和水个其他成分中加入的碱性物质，一般控制混凝土含碱量低于3kg/m3可防止碱骨料反应。
不使用含有活性成分的骨料。如果水泥含碱量高或混凝土总碱量高于3kg/m3，则应对骨料进行活性检测，如经检测为活性骨料，则不能使用，或经与非活性骨料按一定比例混合后，经试验对工程无损害时，方可按试验规定的比例混合使用。
掺如某些活性混合材可缓解、抑制混凝土的碱骨料反应，如硅粉、粉煤灰、高炉矿渣等。
隔绝水和湿空气的来源。如果在担心混凝土工程发生碱骨料反应的部位能有效地隔绝水和空气的来源，也可以取得缓和碱骨料反应对工程损害的效果。
混凝土中碱含量：过量的Na2O(Na2O+066K2O)来自水泥、外加剂、掺合料、骨料、拌合水等组分及周围环境。低碱水泥：钠、钾含量小于06%的水泥称为低碱水泥。发生碱骨料反应的碱含量范围：高活性的硅质骨料(如蛋白石)，大于21kg/m3；中等活性的硅质骨料，大于30kg/m3;碱—碳酸盐反应活性骨料，大于10kg/m3。(2) 碱活性骨料含活性二氧化硅的岩石分布很广，碱—碳酸盐反应活性的只有黏土质白云石质石灰石。充分掌握骨科碱活性的情况，建立碱活性骨料分布图。(3) 潮湿环境只有在空气相对湿度大于80%，或直接接触水的环境中，AAR破坏才会发生；有效隔绝水的来源是防治AAR破坏的一个有效措施。
