燧石粉对ASR膨胀性抑制作用的研究

当存在碱硅酸反应风险时,如何抑制混凝土的膨胀破坏是很重要的.本文探讨将磨细碱活性骨料作为混凝土掺合料,研究其对ASR膨胀性的抑制作用.文中对比燧石粉不同比表面积和不同掺量的胶砂试件,采用快速砂浆棒法测定其在各龄期膨胀率,并结合扫描电子显微镜( SEM)和能谱分析( EDS),研究磨细燧石粉对于ASR (Alkali-Silica Reaction, ASR)膨胀性的影响.结果表明:通过掺加一定比表面积和掺量燧石粉可以有效地抑制胶砂试件因ASR产生的膨胀;SEM和EDS分析显示掺入一定比表面积和适量的燧石粉后,燧石骨料周围碱硅酸凝胶产量减少,说明燧石粉的掺入可以有效减少活性骨料表面发生ASR;同时水化硅酸钙的钙硅比亦有所降低,提升水化硅酸钙的固碱能力,进一步有效抑制ASR.本研究结果能为使用潜在碱活性骨料时,抑制其ASR反应措施提供一定的参考.     

骨料碱活性检验及抑制碱骨料反应的试验研究

通过岩相法、砂浆棒快速法及砂浆棒长度法对制备混凝土所用到的砂石骨料进行碱活性检验;同时研究掺高钙粉煤灰对抑制混凝土碱骨料反应的效果。试验结果表明:用岩相法初步判定出A1料场的粗骨料及细骨料均含有碱活性;然后用砂浆棒快速法和砂浆棒长度法检验出A1料场粗骨料及细骨料均为碱活性骨料。掺入20%的高钙粉煤灰可降低骨料膨胀率,从而可有效抑制混凝土碱骨料反应。     

含玻璃砂的高性能碱激发矿渣砂浆性能研究

采用玻璃砂代替部分细骨料制备碱激发矿渣(AAS)砂浆后,研究了玻璃砂含量(0%、10%、20%、30%,质量分数)对AAS砂浆抗压强度、抗折强度、干燥收缩、导热系数和碱-硅酸反应(ASR)膨胀率的影响,并通过扫描电子显微镜(SEM)对微观机理进行了分析。结果表明:掺10%~30%的玻璃砂能显著提高AAS砂浆的早期抗压强度,但会略微降低28 d抗压强度;AAS砂浆的抗折强度随玻璃砂掺量的增加先增大后减小,10%掺量时最有利于3 d抗折强度,20%掺量时最有利于28 d抗折强度;AAS砂浆的干燥收缩、导热系数和ASR膨胀率均随玻璃砂掺量的增加而减小,与对照组相比,掺30%玻璃砂的AAS砂浆导热系数降低14.4%,56 d干燥收缩率降低27.6%,14 d ASR膨胀率降低39.6%,28 d ASR膨胀率降低34.5%;SEM分析发现玻璃砂表面有水化产物生成,其与胶凝材料的结合比石英砂更紧密,使AAS砂浆的微观结构更加致密。     

天然沸石对碱-硅酸反应的抑制及其机理

用高碱水泥和天然沸石制备了含沸石水泥，测定了其砂浆棒的膨胀率，可溶性碱量和有效碱量。用能谱分析（EDXA）了C－S－H凝胶的化学组成。讨论了总碱量，可溶性碱量和有效碱量与膨胀率的关系。结果显示，由碱－硅酸反应（ASR）引起的膨胀与可溶性碱量和有效碱量之间有很好的关系。沸石主要通过离子交换和提高C－S－H凝胶对Na^ 和K^ 的吸收，使可溶性碱量和有效碱量降低，从而起到抑制ASR的作用。     

废玻璃粉作为辅助胶凝材料对砂浆性能影响及作用机理

作为辅助胶凝材料掺入混凝土是废弃玻璃回收利用的途径之一。研究废玻璃粉掺料对砂浆性能影响及作用机理,结果可为该类应用提供指导。本文研究0~0.075 mm、0.075~0.15 mm和0.15~0.3 mm这三组不同粒径废玻璃粉作为辅助胶凝材料对砂浆力学性能及碱硅酸反应(ASR)膨胀作用的影响。研究发现:掺入玻璃粉粒径为0~0.075 mm可将砂浆28 d抗压强度增加5%~15%,ASR膨胀率减小20.2%;掺入玻璃粉粒径为0.15~0.3 mm则使砂浆28 d抗压强度降低5%~8%,ASR膨胀率增加39.7%。采用热重分析、等离子电感耦合、扫描电镜及能谱分析试验对反应产物、孔溶液、微观结构及其元素分布进行检测。分析认为粒径粗的玻璃粉碱骨料活性强,易发生ASR,导致膨胀率增加;粒径细的火山灰活性强,发生火山灰反应生成了膨胀率低的低钙硅比水化硅酸钙凝胶,该产物不仅会吸收Na⁺、K⁺,从而减少用于发生ASR的反应物含量,而且更密实,有利于降低孔隙率,减少水的渗透,提高抗压强度并抵抗膨胀压。     

废弃玻璃粉对ASR膨胀抑制作用机理研究

ASR膨胀是制约废弃玻璃在混凝土中运用的关键因素,也是废弃玻璃混凝土研究热点问题.通过ASTMC1260快速砂浆棒法研究废弃玻璃粉对ASR膨胀的抑制效果,对比不同掺量和不同粒径玻璃粉掺入混凝土时试件不同龄期膨胀率,分析玻璃粉掺量与粒径对ASR膨胀抑制的影响;采用扫描电子显微镜(SEM)对砂浆棒微观结构进行对比分析,探究玻璃粉对ASR膨胀抑制的作用机理.结果 表明:掺入玻璃粉对ASR膨胀有一定的抑制效果;玻璃粉掺量越大,对ASR膨胀的抑制效果越好,且持续时间越长;对比0～13 μm、13 ～ 38 μm、38～ 75 μm三组试验发现玻璃粉粒径改变对ASR膨胀影响弱于掺量改变的影响;玻璃粉对ASR膨胀抑制作用与玻璃粉在早期水化过程中更多地参与了火山灰反应有关.     

关于碱骨料反应试件测量准确性若干问题的探讨

砂浆棒快速度法、混凝土棱柱体法等测长法是研究碱骨料反应比较常用的方法。针对该类试验测量试件长度时易引起测量误差的原因进行了分析,探讨,并提出改进建议,以提高碱骨料反应试件测量数据的准确性。     

碱含量对粉煤灰抑制ASR效果的影响

采用粉煤友部分等量替代水泥,用砂浆棒快速法和混凝土棱柱体法分别进行了不同掺量的粉煤灰抑制集料ASR的试验研究。结果表明：随着混凝土砂浆中的总碱含量的增加,粉煤灰对集抖ASR膨胀的抑制效果减弱。在同等条件下,用粉煤灰部分取代高碱水泥比取代低碱水泥抑制集料的ASR膨胀更有效。     

激发剂对碱矿渣水泥砂浆中碱-硅酸反应的影响

采用硅酸钠溶液为激发剂制备碱矿渣(AAS)水泥砂浆,在80 ℃的1 mol/L氢氧化钠溶液中养护以加速碱-硅酸反应(ASR)进程,研究了激发剂碱含量和硅酸盐模数对ASR膨胀破坏的影响。结果表明,AAS砂浆中出现了危险性ASR膨胀破坏。激发剂中Na₂O掺量大于4%(质量分数)时,砂浆在14 d龄期的ASR膨胀率超过0.1%,且当激发剂硅酸盐模数在1.2~2.0范围内时膨胀率更大。ASR产物主要分布在集料颗粒表面与AAS凝胶相接触的界面区,附近可观测到明显的裂缝扩展。ASR膨胀破坏同时引发了砂浆抗压强度损失。     

粉煤灰在抑制集料碱活性方面的试验研究及应用

通过试验研究了不同掺量粉煤灰的砂浆棒在不同龄期的膨胀率变化.研究结果表明,在集料具有碱活性的混凝土中掺加一定量的粉煤灰,能够很好地抑制混凝土中由于集料碱活性而造成混凝土的膨胀率增大而造成的危害.这对提高混凝土的耐久性有显著作用.     

库塔东干渠骨料碱活性试验研究

根据库塔东干渠骨料碱活性鉴定试验,论述了碱骨料反应的必要条件及活性骨料鉴定的化学法、砂浆测长法、混凝土棱柱体法和砂浆棒快速法试验。     

利用超细粉煤灰提高混凝土耐久性的试验研究

采用ASTMC44 1,C12 0 2、C10 12方法检测分析了超细粉煤灰在抑制混凝土碱骨料反应、Cl-扩散与渗透以及提高混凝土抗硫酸盐腐蚀等方面的作用和机理。试验表明 ,利用超细粉煤灰等量取代 2 5 %～ 3 0 %的水泥 ,可将玻璃砂为骨料的砂浆 14天膨胀率降到 0 .1%以内 ,有效抑制混凝土碱骨料反应 ;粉煤灰等量取代 3 0 %水泥 ,可将水灰比小于0 .42的混凝土 5 6天导电量降低到 10 0 0库仑以下 ,提高其抗Cl-渗透的性能。但在抗硫酸盐腐蚀检测中 ,根据ASTMC10 12试验方法 ,质量损失与砂浆棒膨胀率的结论不太一致 ,而适当降低水灰比 ,加强早期养护 ,则是提高混凝土抗硫酸盐腐蚀的重要手段     

库塔东干渠骨料碱活性试验研究

根据库塔东干渠骨料碱活性鉴定试验,从碱骨料反应的定义、分类及反应机理入手,论述了碱骨料反应的必要条件及活性骨料鉴定的化学法、砂浆测长法、混凝土棱柱体法和砂浆棒快速法试验。     

煤矸石抑制水泥石碱硅酸反应研究

煤矸石目前已成为占用耕地、环境污染的源头之一.开发利用煤矸石具有重大的社会效益和经济效益.采用ASTMC1260试验方法.研究了不同掺量活化煤矸石在不同养护条件对不同活性集料的砂浆试件的ASR抑制效果.试验表明:活化煤矸石可以有效抑制混凝土的碱硅酸反应,其30%掺量的抑制效果明显优于20%掺量的,采用蒸气养护方法的测试结果更能反映煤矸石抑制ASR的真实效果.     

焙烧锂辉石对碱硅酸反应的抑制效果

以试验室焙烧锂辉石(DS)为原材料,研究了在40℃和80℃养护条件下,单掺DS和双掺DS与粉煤灰(FA)取代部分水泥,对沸石化珍珠岩集料和某高活性集料M成型不同砂浆碱集料反应膨胀的影响.试验表明:碱含量为2.5%时,在40℃和80℃养护条件下,DS掺量10%对沸石化珍珠岩集料砂浆试件ASR有效抑制,90 d龄期时试件膨胀值仍小于0.1%.DS掺量10%对高活性集料M砂浆试件ASR抑制效果不大.养护温度不同膨胀值变化趋势不同.DS掺量固定,随着FA掺量的增加,对2种集料砂浆碱集料反应膨胀抑制效果越好.     

新疆大石峡水利枢纽混凝土碱-硅酸反应抑制研究

新疆大石峡水利枢纽混凝土选用的骨料存在碱活性,可能导致工程产生碱骨料破坏问题,本文研究了当地粉煤灰和矿粉对碱-硅酸反应(ASR)的影响,并采用XRD和SEM-EDS测试分析了水化产物和界面过渡区的形态。结果表明：粉煤灰掺量≥20%(质量分数)或矿粉掺量≥40%(质量分数)都能显著抑制碱-硅酸反应;在纯水泥样品界面过渡区可以观察到无定形相,在含有粉煤灰或矿粉的样品中未观察到无定形相,这意味着碱-硅酸反应发生在纯水泥样品中;添加粉煤灰或矿粉降低了界面过渡区物相的Ca/Si摩尔比,抑制了碱-硅酸反应。     

粉煤灰渣替代细骨料对砂浆混凝土强度及抗冻性影响

通过筛分和破碎两种方式分别获得粒径区间为0.6~1.18 mm、0.3~0.6 mm的粉煤灰渣,并用其等体积替代对应粒径区间的细骨料,分析粉煤灰渣对砂浆工作性和强度的影响,探究粉煤灰渣的最优替代粒径区间。结合扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等方法分析了粉煤灰渣替代细骨料后砂浆试件的强度变化机理。基于砂浆最优替代粒径区间结果,验证了砂浆混凝土试件的强度和抗冻性。研究结果表明:分别以筛分方式和破碎方式得到的0.3~0.6 mm粒径区间粉煤灰渣替代对应区间细骨料后,其砂浆试件强度均与基准组(未替代)基本一致;而以筛分方式得到的0.3~0.6 mm粒径区间粉煤灰渣替代对应区间细骨料后,其混凝土试件强度和抗冻性与基准组基本一致。在水泥提供的氢氧化钙环境下粉煤灰渣表面生成水化硅酸钙,从而增加了水泥和粉煤灰渣界面胶结强度,强化水泥与粉煤灰渣界面区域,凹凸不平的粉煤灰渣表面与水泥浆咬合嵌锁,保证了试件的强度。     

煤矸石掺合料的制备及对混凝土碱-骨料反应影响

通过强度评价法,研究了煅烧温度、恒温时间及冷却方式三种热处理技术对未燃煤矸石活性的影响,并将制备的煤矸石掺合料与粉煤灰、矿粉进行了性能对比.在此基础上,通过胶砂流动度和快速砂浆棒试验,研究了煤矸石掺和料的细度、掺量对其稠度和碱-骨料反应的影响.试验结果表明:机械和热活化的煤矸石粉具有微集料和活性效应,对拌合物稠度有一定的改善作用,对混凝土膨胀有一定的抑制作用,其中细度比掺量影响的权重大.当地煤矸石在750 ℃下煅烧3 h、细度达到1150 m2/kg且掺量控制在5%时,煤矸石掺和料对工作性的改善,以及混凝土碱-骨料反应膨胀抑制效果最好.     

铝矾土制备活性氧化铝掺合料的研究

研究了煅烧铝矾土制备活性氧化铝掺合料的过程。结合产物种类、结晶状态和比表面积,研究煅烧温度和煅烧时间对氧化铝活性的影响。采用XRD检测煅烧后铝矾土产物的种类及结晶状态,用激光粒度仪对产品进行比表面积的测定,并通过快速砂浆棒法检测煅烧所得活性掺合料对碱骨料膨胀反应的抑制效果。结果表明,获得活性氧化铝掺合料的最佳煅烧温度和煅烧时间分别为500 ℃和1.0 h,在此条件下制备的活性氧化铝掺合料对碱骨料膨胀反应的抑制效果较好,掺加质量分数为30%的活性氧化铝掺合料能使砂浆棒养护14 d的膨胀率从0.32%降至0.087%,其膨胀率低于0.1%,已经被控制在安全范围内。     

混凝土碱硅酸反应膨胀预测模型的研究进展

本文综述了混凝土碱硅酸反应(alkali-silica reaction, ASR)膨胀预测模型的研究现状,ASR对混凝土结构造成的损伤修复难度高,修复成本大,应对这类耐久性问题主要以预防为主,补救为辅,而精确的预测模型可以评估混凝土结构的实时状态,有助于抑制混凝土中的ASR。本文首先概述了混凝土ASR的过程和机理,然后详细介绍了ASR膨胀预测模型的研究现状。ASR建模过程中需要考虑反应物含量、温度、湿度、胶凝材料组成和骨料尺寸等多种因素的影响。ASR模型主要包括理论模型、结构模型(宏观模型)和材料模型(细观模型),理论模型主要用来描述ASR的化学机理和预测骨料的最劣粒径,但该模型只适用于特定类型的骨料;材料模型在材料层面上解释了受ASR影响的混凝土的劣化机理,却忽略了混凝土收缩和徐变等因素的影响;结构模型通常被用来模拟和预测混凝土结构在ASR下的力学行为,但未充分考虑碱硅酸膨胀的化学过程以及离子扩散对ASR膨胀的影响。