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，本文結合工程實際，提出混凝土總堿含量控制措施。 

關鍵詞：混凝土；堿含量；控制  中圖分類號：tu755文獻標識碼： 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, 引起混凝土結構的破壞。工程中應從混凝土的原材料選擇開始仔細考慮堿集料反應, 嚴格預防堿集料反應的發(fā)生?；炷羶炔堪l(fā)生堿集料反應破壞與否, 除了與水泥堿含量有關外, 更重要的是與混凝土中的總堿含量有關。以混凝土原材料中的總堿含量作為控制標準是切實可行和更為可靠的。下面結合西寧南繞城公路十一標工程實際, 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，產生裂縫，并有強度和彈性模量的下降等不良現象，從而縮短混凝土的壽命，危及工程安全。  （1） 堿含量過高所產生的混凝土裂縫與鋼筋數量、分布情況有關。鋼筋限制，約束作用強的混凝土，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，裂縫往往呈網狀，裂縫網接近六邊形，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?，這是混凝土堿含量過高的產物，這些膠體會對混凝土中的鋼筋產生腐蝕作用，引起鋼筋銹蝕與凍融循環(huán)，破壞混凝土內在質量。  （3）混凝土工程堿含量過高導致混凝土工程產生整體變形，移位等病像，如有些長度大的結構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，有的橫向結構在兩端限制的條件下因膨脹而產生彎曲，扭動等現象。    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的有效措施。堿集料反應有3個不可或缺的條件:① 混凝土中堿含量過高。混凝土堿含量越高,發(fā)生堿集料反應的可能性越大。②所用集料內含活性物質。一些有代表性的活性集料發(fā)生堿集料反應的危險性最大。③ 必須有水份存在。這是發(fā)生堿集料反應的必要條件之一。干燥條件下, 混凝土幾乎不發(fā)生堿集料反應。處于高濕度環(huán)境下的混凝土發(fā)生堿集料反應的速度較大。  2.混凝土工程堿含量控制措施  西寧南繞城十一標工地試驗室根據《公路橋涵施工技術規(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）結合工程實際情況，嚴格控制混凝土總堿含量，確保了混凝土工程的內在質量。  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  結論 合格  在不考慮水和集料含堿的條件下，根據以上計算得知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，使之不發(fā)生或少發(fā)生堿集料反應，從而確保混凝土工程的質量。堿含量被稱作混凝土癌癥，一旦發(fā)生就難以控制，嚴重影響混凝土結構的耐久性。因此，需要預先防止發(fā)生。防止的方法主要從五個方面著手：  （1）使用非活性骨料。可對骨料專門進行堿活性測試，或根據以往的調查結果選用骨料。集料中活性集料的百分比越大, 發(fā)生堿集料反應的破壞也越大。當使用活性集料時, 堿含量與堿集料反應的速度呈大致的線性關系, 比如堿含量越高, 越易發(fā)生堿集料反應。  （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發(fā)生的條件時, 其反應速度也加快。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)生堿集料反應的可能性也必然會減小。  （5）隔絕水和濕空氣的來源。如果擔心混凝土工程發(fā)生堿骨料反應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對工程損害的效果。  通過以上五種方法盡量預防堿骨料反應和控制混凝土中總堿含量，保證工程質量。  3.結語與建議  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的施工工藝，加強管理，嚴格按規(guī)范要求進行。  （1）對重要工程和特殊工程結構，當采用非活性骨料時可以不限制混凝土堿含量；當采用活性骨料時應嚴格限制堿含量，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)境中的重要工程結構和一般結構可不限制混凝土的堿含量。  （3）由于集料的差異，用一個指標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合起來，這是一個十分重要的發(fā)展趨勢。  總之，堿-骨料反應是可以預防的。對于重要、重大工程等，往往還得多種措施同時采用，確?；炷凉こ痰馁|量，為進一步提高工程建設質量，還需所有路橋事業(yè)工作者共同努力。