含碱集料对碱–硅酸反应的影响

采用80℃蒸汽养护快速实验方法,研究了2种不同类型含碱集料——霞石正长岩和白岗岩对碱–硅酸反应的影响,并通过在150℃不同的碱溶液中压蒸集料的方法,对含碱集料的析碱机理进行了分析。结果表明:霞石正长岩和白岗岩对碱–硅酸反应膨胀的影响与使用水泥的碱含量有关。在使用低碱水泥时,霞石正长岩和白岗岩使碱–硅酸反应膨胀显著增大,而在使用高碱水泥时,霞石正长岩和白岗岩对碱–硅酸反应膨胀促进作用均减弱;在饱和Ca(OH)2溶液中的霞石矿物能稳定存在,随着碱含量的增加,霞石矿物发生分解,而长石矿物均能稳定存在,与碱溶液的反应仅在长石矿物表面区域进行。长石矿物与混凝土孔溶液中Ca2+之间的离子交换反应是混凝土中长石矿物析碱的主要原因。

集料中含碱矿物的分解及对碱-集料反应的影响

化学组成中含有Na,K的含碱矿物,如各种长石、云母等,普遍存在于混凝土集料中。作为地质演变的主要证据,这些含碱矿物在酸性、中性以及弱碱性条件下的分解析碱反应得到了证实。但是处于水泥混凝土中的强碱性复杂环境下,箕料中含碱矿物是否能够分解并析出大量的碱,是否由此而导致混凝土碱-集料反应(alkali-aggregate reaction, AAR)破坏的加剧一直以来成为混凝土碱集料反应研究中的一个悬而未决的问题。针对此问题进行了大量的研究,但至今并未得到统一的认识。本文对混凝土中含碱矿物的碱析出的研究进行了评述,指出了现有研究存在的不足, 并对今后的研究方向提出了意见。

碱性环境下长石的析碱机理

采用150℃压蒸实验方法,研究了2种碱性长石矿物在不同碱性环境下的碱析出,并通过29Si核磁共振方法对长石的析碱机理进行了分析。结果表明:长石矿物在Ca(OH)2饱和溶液中有最大碱析出量;在Ca(OH)2饱和的碱溶液中,随着碱浓度提高,长石的碱析出量降低;长石矿物与碱溶液中Ca2+之间的离子交换反应是长石析碱的主要原因。

霞石正长岩对碱-硅酸反应的影响

以霞石正长岩为代表,研究了含碱集料对碱-硅酸反应膨胀的影响。研究结果表明,80℃或150℃蒸汽养护条件下可快速检测出霞石正长岩对碱-硅酸反应的影响;霞石正长岩在混凝土中的分解反应在增加混凝土可溶碱含量的同时,反应本身还将降低孔溶液OH-浓度,因此由霞石正长岩分解析出的碱与水泥中的碱对碱-硅酸反应影响不同,只有在适当的条件下才能显著增大碱-硅酸反应膨胀。