由于我國過去的水泥含堿量一般不高,加以自50年代起30余年來一直生產(chǎn)高混合材水泥。以致許多設(shè)計、施工工程技術(shù)人員對堿骨料反應(yīng)問題還比較生疏,因此本文主要對如何判斷混凝土裂縫是堿骨料反應(yīng)造成的及其產(chǎn)生反應(yīng)的原因、還有預(yù)防措施作一些基本情況的介紹。
1、定義
由于混凝土發(fā)生堿骨料反應(yīng)而導(dǎo)致的開裂。
2、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(yīng)裂縫呈網(wǎng)狀(龜背紋),裂縫網(wǎng)接近六邊形,裂縫從網(wǎng)結(jié)點三分岔開,夾角約120°,在較大的六邊形之間還可以再發(fā)展出小裂縫。
2)當(dāng)堿骨料反應(yīng)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(xiàn)順筋裂縫。
3)大體積無筋混凝土的堿骨料反應(yīng)膨脹裂縫的深度可達數(shù)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(yīng)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(chǎn)生的網(wǎng)狀裂縫有相似處,但收縮裂縫出現(xiàn)的時間較早,多在施工后若干天內(nèi)。而堿骨料反應(yīng)裂縫則出現(xiàn)較晚,多在施工后數(shù)年甚至10~20年后。
3、典型實例
圖1 堿骨料反應(yīng)裂縫
4、原因分析
1)骨料中的活性硅與水泥水化反應(yīng)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(yǎng)護水、地下水、臨近結(jié)構(gòu)中的堿溶液等)發(fā)生緩慢的膨脹性化學(xué)反應(yīng),將可能逐漸導(dǎo)致混凝土開裂。
2)堿-硅反應(yīng)的結(jié)果將會形成一種膨脹性的膠凝體,這個膠凝體會吸收結(jié)構(gòu)其它部分的水分,這將導(dǎo)致局部膨脹同時還伴隨著產(chǎn)生了張應(yīng)力,**終造成結(jié)構(gòu)的完全破壞。
3)在某些情況下,碳酸鹽類巖石參與到與堿發(fā)生的化學(xué)發(fā)應(yīng)中,結(jié)果將產(chǎn)生有害的膨脹并引起開裂。這些有害的堿-碳反應(yīng)主要與粘性土的白云灰?guī)r密切相關(guān),這些白云灰?guī)r具有非常細(xì)的紋理結(jié)構(gòu)(隱晶質(zhì)的)。受影響的混凝土呈現(xiàn)出網(wǎng)狀裂縫。這種反應(yīng)與堿-硅反應(yīng)的不同之處在于裂縫中不存在膠凝體的堆積。
5、預(yù)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**堿骨料反應(yīng)的摻合料,如粉煤灰、礦渣、硅粉等。
5)使用引氣劑,緩解堿骨料反應(yīng)帶來的膨脹壓力。
6)隔絕水、空氣的來源。
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