碱-碳酸盐反应研究进展

比较详细地介绍了有关碱 -碳酸盐反应的膨胀机理及其影响因素 ,活性碳酸盐岩的特征结构与鉴定方法以及预防和抑制碱 -碳酸盐反应的措施。并对碱

碱-碳酸盐反应热力学讨论

应用热力学方法探讨了温度对碱 碳酸盐反应的影响 ,反应温度升高时 ,反应的推动力减弱。对碱与碳酸盐发生反应生成沉淀时所需碱的浓度以及温度的影响进行了讨论。 2 98K ,pH≥ 10 .6时 ,碱 碳酸盐反应能发生 ,反应温度升高 ,碱 碳酸盐反应所需碱的浓度相应增大。对氢氧化锂与碳酸盐反应可能生成碳酸锂沉淀时溶液的碱的浓度作了计算 ,2 98K ,pH≥ 13.1时 ,氢氧化锂与碳酸盐反应除生成水镁石和方解石外还能生成碳酸锂沉淀 ,反应温度升高时 。

碱—碳酸盐反应和pH值

热力学计算表明,碱—碳酸盐反应的AG_(298)~0=-12.19kJ。这是去白云石化反应得以进行的化学推动力。文中列出了计算所得的白云石稳定区和不稳定区的范围。由此得出,溶液中的pH愈高,CO_3^(2-)浓度愈低,则白云石愈不稳定。这就从理论上阐明了为什么水泥中碱含量愈高,碱—碳酸盐反应愈烈,膨胀破坏作用就愈大。混合材掺量很高时,才能显著降低水泥石液相中的pH值,从而缓和碱—碳酸盐反应。这再一次证明碱—碳酸盐反应与去白云石化密切相关。实验和理论证明,碱—碳酸盐反应是由于去白云石化在原地产生,这种局部化学反应和结晶压是引起膨胀的根本原因。要抑制碱—碳酸盐反应,防止混凝土工程遭受破坏,最根本的途径是采用高混合材掺量的低碱水泥。

混凝土中的碱—碳酸盐反应

综述了混土中碱－集料反应的类型及其危害，以及国内外的研究情况，比较详细地介绍了有关碱－碳酸盐岩反应的以下几方面内容：膨胀反应的性质及其影响因素，如混土中的碱和湿度；活性碳酸盐岩石的特征结构；去白云化作用；膨胀反应机理；碳酸盐集料碱活性的鉴定方法；以及碱－碳酸盐岩反庆的预防和抑制措施。

花岗闪长岩碱-骨料反应及其抑制试验研究

为解决碱-骨料反应问题,文中利用岩相法、砂浆棒快速法试验对天然骨料进行碱活性检验,并对碱骨料抑制措施有效性进行研究。研究结果表明,在混凝土中掺加粉煤灰可以抑制膨胀破坏,对提高水工建筑物的耐久性有着重要的意义。

碱－碳酸盐岩反应的膨胀机理

应用分析电镜／能谱仪（ＡＥＭ／ＥＤＳ）和薄膜试样分析技术，研究了与碱反应前后活性碳酸盐岩的结构和组成变化。根据研究结果把碱－碳酸盐岩反应膨胀机理归为：固相产物吸水肿胀和产物水镁石和方解石晶体生长和重排产生的结晶压力。膨胀值的大小取决于产物层的表观体积。

碳酸盐岩骨料碱活性综合判定的试验研究

选用某水电工程8组碳酸盐岩骨料样品,首先采用X射线衍射试验、化学组成法和岩相法对骨料的碱活性进行预判,然后通过砂浆棒快速法、小岩石柱法和混凝土棱柱体法等测长试验方法对这8组骨料样品碱活性进行综合判定。X射线衍射试验结果表明,8组岩石样品主要由方解石和白云石组成,角砾岩中还含有少量石英和高岭石;化学组成法试验结果表明,5组灰岩骨料样品不具有潜在碱-碳酸盐反应活性,而3组角砾岩骨料样品的碱活性需结合其他方法进行判定;岩相分析试验结果表明,8组骨料中有4组骨料为非活性骨料,其余4组骨料的碱活性需结合其他方法进行判定;砂浆棒快速法结果表明,8组骨料样品均为非碱-硅酸反应活性骨料;小岩石柱法试验结果表明,8组骨料样品均为非碱-碳酸盐反应活性骨料;混凝土棱柱体法试验结果表明,8组骨料样品均为非活性骨料。通过以上试验方法的结果综合判定8组碳酸盐岩骨料样品为非活性骨料。

LiOH抑制碱硅酸反应膨胀及其应用研究

研究了沸石化珍珠岩混凝土在KOH,LiOH溶液中压蒸膨胀行为,通过扫描电镜和能量散射谱对产物的形貌和组成进行了分析,说明LiOH抑制碱硅酸反应膨胀的机理主要是在集料周围形成了含锂盐的非膨胀性产物,含锂产物层的形成对活性集料起保护作用而阻止了碱的进一步侵蚀。研究了由碱硅酸活性集料和碱碳酸盐活性集料制成的混凝土在各种碱中的膨胀行为。结果表明:混凝土在相同摩尔浓度的碱中压蒸,在NaOH溶液中膨胀最大,在LiOH溶液中膨胀最小。在应用LiOH抑制碱硅酸反应膨胀促进碱碳酸盐反应膨胀的双重作用下,在Spratt细粒硅质灰岩中,少量的白云石在碱环境中可发生去白云石化作用而对膨胀有贡献,也即尽管Spratt灰岩中碱硅酸反应是主要的,但也存在碱碳酸盐反应。

两类典型碱活性岩石在碱溶液中压蒸的反应产物

用XRD和SEM/EDS研究了以加拿大Spratt硅质灰岩(SL岩石)和Pittsburg泥质白云质灰岩(PL岩石)为代表的两类典型碱活性岩石在1.8 mol/L KOH,NaOH和LiOH溶液中150℃压蒸150 h后的反应产物.结果表明:2种岩石在不同碱溶液中受侵蚀程度、压蒸产物种类、结晶程度、形貌及分布显著不同.PL岩石除发生去白云石化反应外,岩石中的隐晶质石英也与碱反应生成典型的碱-硅酸反应产物.SL岩石除隐晶质石英与碱反应外,岩石中少量的白云石晶体在碱溶液中可发生去白云石化反应;ASR和ACR可能在某些灰岩集料中同时发生,尽管ASR,ACR在不同岩石中的贡献可能存在差异.

浅谈混凝土骨料碱活性反应、判别与防治

碱活性骨料指可与水泥或混凝土中的碱离子发生化学反应并产生体积膨胀的骨料,一般分为2种类型:一种是含有非晶体或结晶不完整的二氧化硅的骨料,称为碱-硅酸反应活性骨料;另一种是含有具有特定结构构造的微晶白云石骨料,称为碱-碳酸盐反应活性骨料。对碱活性骨料的判别,主要分为初判和复判;初判主要采用岩相法,复判通常包括化学法、砂浆棒快速法、砂浆长度法、岩石圆柱体法和混凝土棱柱体法等。目前,对碱-硅酸反应活性骨料,通常采用掺拌一定比例的粉煤灰等方法来抑制其碱活性;对碱-碳酸盐反应活性骨料还没有找到行之有效的抑制方法。

碱骨料反应试验方法与评价综述

介绍了国内外混凝土碱骨料反应试验方法和评价方法。碱骨料反应分为碱-硅酸反应和碱-碳酸盐反应。碱骨料反应试验方法主要包括岩相法、化学法、砂浆棒快速法、砂浆长度法、岩石柱体法和混凝土棱柱体法,各种方法均有一定的适用范围,且有相应的评价规则,判定碱骨料反应要综合多种方法进行评价。

两类典型碱活性岩石试体在碱溶液中的膨胀行为

为确定以Spratt硅质灰岩(SL岩石)和Pittsburg泥质白云质灰岩(PL岩石)为代表的两类典型碱活性岩石试体在碱性环境中的膨胀来源和发展评定岩石碱活性的方法,研究了不同条件下SL和PL岩石在砂浆和混凝土中的膨胀行为.研究结果表明:SL岩石在砂浆和混凝土中均呈高ASR膨胀性,尽管其中的少量白云石可发生去白云石化反应;决定PL岩石高膨胀性的机制是ACR,与传统的ASR有本质不同,尽管其中含有的少量微晶石英可参与与碱的反应并可能对岩石的膨胀有一定贡献.采用能保持岩石微观结构构造特征的颗粒尺寸是正确评估PL岩石碱活性的关键.利用ASR和ACR对粉煤灰等混合材及含锂化合物的不同响应,特别是LiOH的抑制ASR膨胀和引发ACR膨胀的双重效应,在实验室可以快速区别同时含有白云石和石英的灰岩类集料的活性来源.

碱活性集料在不同碱液中压蒸后产物的研究

通过X射线衍射及扫描电镜/能谱分析法对2 种典型的碱硅酸活性集料(Spratt limestone, SL)和碱碳酸盐活性集料(Pittsburglimestone ,PL)在KOH,NaOH及LiOH溶液中于150 ℃压蒸150 h后的产物进行了研究,结果表明: NaOH对2种集料有最强的腐蚀作用,腐蚀作用最弱的是LiOH。2种集料在不同的碱介质中压蒸后,产物的结晶度、形貌及分布是不同的。PL在碱液中除了去白云化反应外,PL中的隐晶石英也与KOH和NaOH反应生成典型的碱硅酸产物,与LiOH反应形成硅酸锂。SL在不同碱液中除生成大量碱硅酸产物外,SL中的少量的白云石在碱溶液中也发生了去白云石化反应,对膨胀作出贡献。

南水北调中线工程漕河段岭东料场骨料碱活性研究

详细介绍了南水北调中线京石段应急供水工程漕河段岭东料场天然砂砾石骨料碱-硅酸反应活性的研究结果。岩相法检测显示卵石样品主要由石英、钠长石及白云石和少量云母类矿物组成，砂样品主要由石英、钠长石等矿物组成，重要的碱活性物质玉髓主要出现在白云岩裂隙和硅质灰岩的基质中；“砂浆棒快速法”检测结果显示砂、小石、中石样品14d的膨胀率均不超过0．1％，为非碱-硅酸反应活性骨料，但卵石样品仍具有一定的碱活性，且后期膨胀率一直持续增长。综合“岩相法”和“砂浆棒快速法”的试验结果，认为漕河岭东料场的砂砾石骨料在工程中使用时必须采取有效的抑制措施。碱-硅酸反应抑制试验结果表明在混凝土中掺加20％～25％的粉煤灰抑制碱-硅酸反应是有效的。岭东料场的白云岩为不具有潜在碱-碳酸盐反应活性骨料。研究结果为漕河工程的料场选定及混凝土的配制提供了技术支持，为保证工程质量奠定了基础。

南水北调中线工程豫北太行山区石灰岩碱活性特征

碱活性骨料中的活性成分能在混凝土硬化后吸水与水泥中的碱发生膨胀性化学反应,导致混凝土产生开裂破坏。如何能够快速、有效的鉴别各类岩石的碱活性危害一直困扰着工程界。通过对南水北调中线工程选定的豫北太行山区石灰岩料场的碱活性试验,对该区寒武系和奥陶系石灰岩所含碱活性成分、碱活性反应类型、特征和反应原理进行了分析论证,对南水北调中线工程的比选有一定的参考和借鉴意义。

LiNO_3对硅质集料和白云质集料膨胀性的抑制作用

迄今为止,一直缺乏快速有效的方法来区分碱-硅酸反应活性和碱-碳酸盐反应活性。通过测定多种经过RILEM TC191-AAR-5测试检测出具有碱活性的集料在掺加硝酸锂(LiNO3)时试件膨胀率,讨论了LiNO3对硅质集料和白云质集料膨胀性的影响,为建立快速区分碱-硅酸反应活性和碱-碳酸盐反应活性的试验方法奠定了基础。试验结果表明:若集料仅存在碱-硅酸反应活性,当试件中Li/Na摩尔比为2.22,养护液中Li/Na摩尔比为1.11时,试件的28 d膨胀率可以抑制到0.1%以下;若集料为碱-碳酸盐反应活性的,掺加硝酸锂以后试件仍表现出较大的膨胀性,28 d试件膨胀率仍然超过0.1%。

结构特征对白云质灰岩ADR膨胀的影响

运用激光共聚焦显微镜(LSCM)和扫描电子显微镜(SEM)等测试手段对中国山东省潍坊市虎头山的白云质灰岩HTS-3、HTS-5、HTS-8、HTS-10、HTS-12和HTS-13的岩石结构特征进行分析,并采用混凝土微柱法(RILEM AAR-5)和碱-碳酸盐反应快速鉴定法(NRAA 02)对岩石的碱-碳酸盐反应活性进行检测。结果表明:泥晶白云质灰岩中,伊利石含量、白云石含量和白云石-基质间的间隙是影响碱白云石反应(ADR)膨胀的重要因素,伊利石的含量越高,越有利碱迁移至白云石表面发生碱白云石反应;白云石含量越高,碱白云石反应位置增多;白云石-基质间的间隙越小,碱白云石反应生成产物越受限,结果均使得ADR膨胀增大。

菱镁矿粉对混凝土性能影响的试验研究

在C30混凝土基准配合比的基础上,掺入占水泥质量1%~6%的菱镁矿粉,主要研究菱镁矿粉掺量对混凝土体积稳定性、耐久性和抗压强度的影响。结果表明,掺入菱镁矿粉后混凝土的各项性能均有不同程度的提高,其适宜掺量为占水泥质量的4%~5%,为提高混凝土体积稳定性和耐久性提供了一种新的技术措施。

水泥混凝土路面D型裂缝成因分析及防治措施

D型裂缝是水泥混凝土路面中许多间距很近、发丝状的耐久性裂缝,一般发生在接缝或裂缝附近,并与其大致平行,且一般多见于寒区道路上。文章从理论上分析了D型裂缝的形成原因,并提出了相应的防治措施。