混凝土總堿含量的控制

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摘要：混凝土堿含量來源于組成混凝土的各種原材料，本文結(jié)合工程實際，提出混凝土總堿含量控制措施。 

關(guān)鍵詞：混凝土；堿含量；控制  中圖分類號：tu755文獻(xiàn)標(biāo)識碼： a 文章編號：2095-2104（2012）08-0020-02    前言：混凝土堿含量是指混凝土中等當(dāng)量氧化鈉的含量，以kg/m3計；混凝土原材料的堿含量是指原材料中等當(dāng)量氧化鈉的含量,以重量百分率計?；炷猎牧现械膲A含量過高時, 可能發(fā)生堿集料反應(yīng), 引起混凝土結(jié)構(gòu)的破壞。工程中應(yīng)從混凝土的原材料選擇開始仔細(xì)考慮堿集料反應(yīng), 嚴(yán)格預(yù)防堿集料反應(yīng)的發(fā)生?；炷羶?nèi)部發(fā)生堿集料反應(yīng)破壞與否, 除了與水泥堿含量有關(guān)外, 更重要的是與混凝土中的總堿含量有關(guān)。以混凝土原材料中的總堿含量作為控制標(biāo)準(zhǔn)是切實可行和更為可靠的。下面結(jié)合西寧南繞城公路十一標(biāo)工程實際, 提出了混凝土總堿含量的控制措施, 在保證混凝土施工質(zhì)量前提下, 盡可能地降低工程造價。  1.混凝土堿含量過高的危害及特征  混凝土中堿含量過高，主要特征是混凝土發(fā)生不均勻膨脹，產(chǎn)生裂縫，并有強(qiáng)度和彈性模量的下降等不良現(xiàn)象，從而縮短混凝土的壽命，危及工程安全。  （1） 堿含量過高所產(chǎn)生的混凝土裂縫與鋼筋數(shù)量、分布情況有關(guān)。鋼筋限制，約束作用強(qiáng)的混凝土，裂縫往往發(fā)生在平行于約束力的方向，既順筋方向。無筋或少筋的混凝土，裂縫往往呈網(wǎng)狀，裂縫網(wǎng)接近六邊形，在較大的六邊形之間，還可在發(fā)展出小裂縫。  （2） 很多情況下可看到混凝土裂縫處溢出半透明的乳白色或黃褐色膠體，也有茶褐色和黑色膠體，長時間干燥后變?yōu)榉蹱钗铮@是混凝土堿含量過高的產(chǎn)物，這些膠體會對混凝土中的鋼筋產(chǎn)生腐蝕作用，引起鋼筋銹蝕與凍融循環(huán)，破壞混凝土內(nèi)在質(zhì)量。  （3）混凝土工程堿含量過高導(dǎo)致混凝土工程產(chǎn)生整體變形，移位等病像，如有些長度大的結(jié)構(gòu)物的伸縮縫被頂實甚至膨脹，有的橋梁支點因膨脹增長而錯位，有的橫向結(jié)構(gòu)在兩端限制的條件下因膨脹而產(chǎn)生彎曲，扭動等現(xiàn)象。    某橋梁堿含量過高破壞圖  控制混凝土堿含量是防止堿集料反應(yīng)的有效措施。堿集料反應(yīng)有3個不可或缺的條件:① 混凝土中堿含量過高?；炷翂A含量越高,發(fā)生堿集料反應(yīng)的可能性越大。②所用集料內(nèi)含活性物質(zhì)。一些有代表性的活性集料發(fā)生堿集料反應(yīng)的危險性最大。③ 必須有水份存在。這是發(fā)生堿集料反應(yīng)的必要條件之一。干燥條件下, 混凝土幾乎不發(fā)生堿集料反應(yīng)。處于高濕度環(huán)境下的混凝土發(fā)生堿集料反應(yīng)的速度較大。  2.混凝土工程堿含量控制措施  西寧南繞城十一標(biāo)工地試驗室根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》jtg/t50-2011中對混凝土堿含量的規(guī)定（每立方米混凝土的總堿含量，對一般橋涵不宜大于3.0kg/m3，對特大橋、大橋和重要橋梁不宜大于1.8 kg/m3）結(jié)合工程實際情況，嚴(yán)格控制混凝土總堿含量，確保了混凝土工程的內(nèi)在質(zhì)量。  c50普通砼配合比及各種原材料堿含量匯總和計算如下表：  材料名稱 水泥 砂 碎石 水 減水劑  每方材料用量（kg） 465 711 1161 152 5.12  材料堿含量（%） 0.56 / / / 3.6  計算材料堿含量（kg） 2.604 / / / 0.1843  總堿量（kg） 2.788  規(guī)范規(guī)定值（kg/m3） ＜3kg/m3  結(jié)論 合格  在不考慮水和集料含堿的條件下，根據(jù)以上計算得知c50用于橋梁混凝土總堿含量2.788 kg/m3小于3 kg/m3要求，其中水泥提供2.604 kg/m3，其余主要由外加劑提供，同樣原理計算該工程的其他混凝土配合比的堿含量也同樣合格。本工程均使用低活性骨料，以降低混凝土中堿含量指標(biāo)，使之不發(fā)生或少發(fā)生堿集料反應(yīng)，從而確?；炷凉こ痰馁|(zhì)量。堿含量被稱作混凝土癌癥，一旦發(fā)生就難以控制，嚴(yán)重影響混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。因此，需要預(yù)先防止發(fā)生。防止的方法主要從五個方面著手：  （1）使用非活性骨料?？蓪橇蠈ｉT進(jìn)行堿活性測試，或根據(jù)以往的調(diào)查結(jié)果選用骨料。集料中活性集料的百分比越大, 發(fā)生堿集料反應(yīng)的破壞也越大。當(dāng)使用活性集料時, 堿含量與堿集料反應(yīng)的速度呈大致的線性關(guān)系, 比如堿含量越高, 越易發(fā)生堿集料反應(yīng)。  （2）控制混凝土的總含堿量低于3.0kg/m³。堿的來源包括水泥、外加劑、拌合水和骨料，其中水泥和外加劑是主要來源。  （3）采用低堿水泥或降低水泥用量?？蓳椒勖夯一虻V粉等材料，取代一部分水泥，降低混凝土堿含量，增加混凝土的和易性，降低成本。  （4）水灰比。水灰比越大, 混凝土內(nèi)部孔隙率也越大, 堿在水溶液中的遷移速度也增大, 所以如果具備堿集料反應(yīng)發(fā)生的條件時, 其反應(yīng)速度也加快。減小水灰比可以大幅度降低混凝土滲透性, 從而降低混凝土的滲水性, 因而發(fā)生堿集料反應(yīng)的可能性也必然會減小。  （5）隔絕水和濕空氣的來源。如果擔(dān)心混凝土工程發(fā)生堿骨料反應(yīng)的部位能有效地隔絕水和空氣的來源，也可以取得緩和堿骨料反應(yīng)對工程損害的效果。  通過以上五種方法盡量預(yù)防堿骨料反應(yīng)和控制混凝土中總堿含量，保證工程質(zhì)量。  3.結(jié)語與建議  在施工中通過對混凝土配合比的計算，使得混凝土中總堿含量得到控制，從而減少了混凝土的開裂破壞因素，提高了混凝土的有效壽命。同時在施工中還需制定詳細(xì)的施工工藝，加強(qiáng)管理，嚴(yán)格按規(guī)范要求進(jìn)行。  （1）對重要工程和特殊工程結(jié)構(gòu)，當(dāng)采用非活性骨料時可以不限制混凝土堿含量；當(dāng)采用活性骨料時應(yīng)嚴(yán)格限制堿含量，采用低堿原材料，或采用可靠的抑制措施。  （2）對處于干燥環(huán)境中的重要工程結(jié)構(gòu)和一般結(jié)構(gòu)可不限制混凝土的堿含量。  （3）由于集料的差異，用一個指標(biāo)簡單的控制混凝土堿含量的做法是不行的，需要把混凝土堿含量的限度與集料的性能結(jié)合起來，這是一個十分重要的發(fā)展趨勢。  總之，堿-骨料反應(yīng)是可以預(yù)防的。對于重要、重大工程等，往往還得多種措施同時采用，確保混凝土工程的質(zhì)量，為進(jìn)一步提高工程建設(shè)質(zhì)量，還需所有路橋事業(yè)工作者共同努力。