重視預(yù)防堿骨料反應(yīng)，保證混凝土的耐久

摘要：本文主要結(jié)合當(dāng)前全國商品混凝土攪拌站生產(chǎn)的現(xiàn)狀，一些商品混凝土企業(yè)很少進(jìn)行混凝土堿骨料反應(yīng)試驗(yàn)。一旦混凝土發(fā)生堿骨料反應(yīng)，混凝土的各項(xiàng)性能受到影響，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)不能正常使用，混凝土的實(shí)際使用壽命達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。為此提出要重視預(yù)堿骨料反應(yīng)的危害，采取預(yù)防堿骨料反應(yīng)的措施，減少和杜絕堿骨料反應(yīng)破壞，保證混凝土耐久性。

關(guān)鍵詞：堿骨料反應(yīng)；預(yù)防措施；混凝土耐久性

從2009年以來，全國商品混凝土行業(yè)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，商品混凝土的產(chǎn)量成倍增長，商品混凝土企業(yè)和從業(yè)人員大幅度增加。正是由于商品混凝土從業(yè)人員的大量增加，一些技術(shù)人員沒有經(jīng)過專業(yè)的學(xué)習(xí)，對(duì)商品混凝土發(fā)生堿骨料反應(yīng)的可能性認(rèn)識(shí)不足，一些企業(yè)沒有對(duì)生產(chǎn)的商品混凝土作堿骨料反應(yīng)試驗(yàn)。雖然目前暫時(shí)沒有發(fā)生堿骨料反應(yīng)破壞，這是因?yàn)榻鼛啄晟唐坊炷烈话闶褂锰烊还橇希@些骨料已使用多年，以前現(xiàn)場攪拌的混凝土沒有發(fā)生過堿骨料反應(yīng)，但現(xiàn)在商品使用摻合料和外加劑，導(dǎo)致混凝土堿含量增加，加之堿骨料反應(yīng)破壞的時(shí)間特征，一般混凝土澆筑后二、三年或者更長時(shí)間，而有些商品混凝土企業(yè)成立還一到十年，堿骨料反應(yīng)可能還沒有發(fā)生，但不等于不會(huì)發(fā)生。今后將逐步使用人工骨料，人工骨料是活性骨料的可能性較大，若再不重視骨料的堿活性檢驗(yàn)，預(yù)防堿骨料反應(yīng)，這些商品混凝土今后發(fā)生堿骨料反應(yīng)的可能性更大。因此，為了商品混凝土行業(yè)的健康發(fā)展，必須重視預(yù)防混凝土堿骨料反應(yīng)，進(jìn)行骨料的堿活性檢驗(yàn)，控制混凝土的總堿含量，預(yù)防混凝土發(fā)生堿骨料，從而保證混凝土的耐久性。

混凝土堿骨料反應(yīng)：是指混凝土中的堿和環(huán)境中可能滲入的堿與混凝土骨料（砂石）中的堿活性礦物成分，在混凝土固化后緩慢發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)因吸收水份后發(fā)生膨脹，最終導(dǎo)致混凝土從內(nèi)向外延伸開裂和損毀的現(xiàn)象。這種反應(yīng)引起明顯的混凝土體積膨脹和開裂，改變混凝土的微結(jié)構(gòu)，使混凝土的強(qiáng)度指標(biāo)、彈性模量等力學(xué)性能明顯下降，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的安全使用，而且反應(yīng)一旦發(fā)生很難阻止，更不易修補(bǔ)和挽救，被稱為混凝土的“癌癥”。

一、商品混凝土企業(yè)要重視預(yù)防混凝土堿骨料反應(yīng)。

商品混凝土企業(yè)要開展各種有關(guān)的業(yè)務(wù)技術(shù)學(xué)習(xí)，掌握混凝土堿骨料反應(yīng)的基本常識(shí)，提出預(yù)防混凝土堿骨料反應(yīng)的技術(shù)措施，了解各種堿骨料反應(yīng)的試驗(yàn)方法。堿骨料反應(yīng)依堿活性骨料類型不同分堿-硅酸反應(yīng)和堿-碳酸鹽反應(yīng)兩類。

發(fā)生堿骨料破壞必須存在三個(gè)必要條件：混凝土中含有過量的堿；骨料中含有堿活性礦物；混凝土處在潮濕環(huán)境。目前，在使用人工骨料時(shí)，更要重視重視預(yù)防堿骨料反應(yīng)。在使用骨料前應(yīng)將骨料樣品送到建設(shè)工程質(zhì)量檢測中心等省級(jí)檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢驗(yàn)。重點(diǎn)工程應(yīng)將工程使用的水泥、摻合料、外加劑等樣品送有資質(zhì)的檢測機(jī)構(gòu)檢測堿含量。

二、工程質(zhì)量監(jiān)督部門在質(zhì)量監(jiān)督的過程中要重視預(yù)防混凝土堿骨料反應(yīng)。

在各建設(shè)工程的質(zhì)量監(jiān)督活動(dòng)中，應(yīng)要求設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理各單位簽定混凝土堿骨料反應(yīng)的技術(shù)責(zé)任合同、提出預(yù)防混凝土堿骨料反應(yīng)的技術(shù)措施、施工單位提供混凝土所用各項(xiàng)材料的檢測報(bào)告和混凝土配合比、混凝土總堿量計(jì)算等。

三、工程監(jiān)理單位在質(zhì)量控制的過程中要重視預(yù)防混凝土堿骨料反應(yīng)。

在各混凝土工程的澆筑前，應(yīng)到攪拌站進(jìn)行材料現(xiàn)場見證取樣、封樣，要求施工單位或攪拌站送有資質(zhì)的檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢測。要求施工單位和攪拌站等有關(guān)單位簽定混凝土堿骨料反應(yīng)的技術(shù)責(zé)任合同、提出預(yù)防混凝土堿骨料反應(yīng)的技術(shù)措施、提供混凝土所用各項(xiàng)材料的檢測報(bào)告和混凝土配合比、混凝土總堿量計(jì)算等。

四、各市區(qū)檢測機(jī)構(gòu)也要重視預(yù)防混凝土堿骨料反應(yīng)，逐步開展混凝土堿骨料反應(yīng)試驗(yàn)項(xiàng)目。

現(xiàn)在一般市縣區(qū)檢測機(jī)構(gòu)都沒有堿骨料反應(yīng)試驗(yàn)項(xiàng)目，一些單位因?yàn)槁愤h(yuǎn)不愿意到煙臺(tái)建設(shè)工程質(zhì)量檢測中心等省級(jí)檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢驗(yàn)，或不知道在哪里試驗(yàn)而放棄進(jìn)行堿骨料反應(yīng)試驗(yàn)。由于骨料的堿活性試驗(yàn)時(shí)間長，比如“砂漿棒快速法”至少需要14天，“巖石柱法”至少需要90天。由于商品混凝土的迅速發(fā)展和產(chǎn)量劇增，僅省級(jí)檢測機(jī)構(gòu)，時(shí)間上難以滿足各商品混凝土企業(yè)對(duì)堿骨料反應(yīng)試驗(yàn)的需要。

五、要在規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)中強(qiáng)制規(guī)定：商品混凝土必須進(jìn)行堿骨料反應(yīng)的試驗(yàn)。

現(xiàn)國家標(biāo)準(zhǔn)《建設(shè)用砂》GB /T 14684-2011、《建設(shè)用卵石、碎石》GB /T 14685-2011對(duì)堿骨料反應(yīng)的試驗(yàn)規(guī)定為根據(jù)需要檢測。應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定骨料進(jìn)行堿活性檢驗(yàn)的取樣數(shù)量規(guī)定。建議天然砂礫石料場取樣數(shù)量在儲(chǔ)量小于50萬m3時(shí)最少取6組，50萬m3～200萬m3時(shí)最少取9組，大于200萬m3時(shí)最少取12組。人工石料場的取樣數(shù)量若為同一巖性時(shí)最少取5組，同一風(fēng)化層不少于3組”。商品混凝土企業(yè)在從料場堆放的骨料中取樣，以4000m3或6000t為一批。

堿活性骨料是指拌制混凝土的砂、石骨料中含有能與游離鉀、鈉發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、其反應(yīng)生成物吸水膨脹的巖石或礦物。堿活性骨料一般分為兩種類型。一種為含有非晶體或結(jié)晶不完整的二氧化硅的骨料，稱為堿-硅酸反應(yīng)活性骨料。另一種為含有具有特定結(jié)構(gòu)構(gòu)造的微晶白云石骨料，稱為堿-碳酸鹽反應(yīng)活性骨料。

骨料的堿活性檢測是預(yù)防混凝土堿骨料反應(yīng)的重要內(nèi)容，也是防治堿骨料反應(yīng)破壞的重要手段。綜合國內(nèi)外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，骨料堿活性檢驗(yàn)方法主要有以下幾類：巖相法、化學(xué)法、快速砂漿棒法、棱柱體法和壓蒸法。這些方法應(yīng)編制在國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中，并組織混凝土從業(yè)人員進(jìn)行學(xué)習(xí)。

混凝土中堿的來源可分為混凝土內(nèi)部堿來源和環(huán)境堿來源兩部分。內(nèi)部堿主要指來自水泥、摻合料和外加劑中的堿；外部堿主要指來自含堿環(huán)境中的堿。

六、預(yù)防混凝土發(fā)生堿骨料反的措施。

商品混凝土企業(yè)應(yīng)盡可能使用非堿活性骨料配制混凝土。使用非堿活性骨料配制混凝土?xí)r，對(duì)原材料及混凝土中的堿含量可予以適當(dāng)放寬。

配制混凝土?xí)r，水泥、外加劑、摻合料所含堿量中，能參與堿骨料反應(yīng)的有效堿量，按以下規(guī)定計(jì)算：水泥中所含的堿均為有效堿含量，粉煤灰中堿含量的20%為有效堿含量，礦渣粉中堿含量的50%為有效堿含量，硅灰中堿含量的50%為有效堿含量，外加劑中所含的堿均為有效堿含量。 混凝土總堿量=水泥帶入堿量 + 外加劑帶入堿量 + 摻合料中有效堿含量。

混凝土結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境分為干燥環(huán)境和潮濕環(huán)境、含堿環(huán)境三種。混凝土結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境為干燥環(huán)境混凝土中總堿量不大于3.0 kg/m3，混凝土結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境為潮濕環(huán)境混凝土中總堿量不大于2.5 kg/m3。含堿環(huán)境嚴(yán)禁使用堿活性或疑似堿活性骨料。

依據(jù)混凝土工程所處環(huán)境結(jié)構(gòu)類型的不同，采取相應(yīng)的預(yù)防控制措施。抑制措施的最終確定應(yīng)結(jié)合工程混凝土配合比試驗(yàn)進(jìn)行。應(yīng)優(yōu)化混凝土施工配合比，在滿足混凝土各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)及和易性的條件下，盡量降低膠凝材料用量，以降低混凝土中的總堿量，達(dá)到保證工程安全的目標(biāo)。在被迫使用具有堿活性或疑似堿活性骨料時(shí)，混凝土技術(shù)人員應(yīng)在配合比設(shè)計(jì)時(shí)，選用低堿水泥和低堿含含量的摻合料及外加劑。聚羧酸外加劑堿含量低、減水率一般大于25%，飽和摻量時(shí)減水率可達(dá)到45%，可降低混凝土水膠比，降低膠凝材料用量，減少混凝土中總堿量；有一定的引氣作用，能減少堿骨料反應(yīng)的危害。實(shí)際生產(chǎn)中可優(yōu)先選擇聚羧酸外加劑。

總之，在規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定商品混凝土必須進(jìn)行堿骨料反應(yīng)試驗(yàn)，并且商品混凝土企業(yè)、工程質(zhì)量監(jiān)督部門、監(jiān)理單位、檢測機(jī)構(gòu)都重視預(yù)防重視預(yù)防堿骨料反應(yīng)，就可以杜絕或減少混凝土堿骨料反應(yīng)的發(fā)生，混凝土的使用壽命能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，混凝土的耐久性有了保障。

參考文獻(xiàn)：

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