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解析混凝土开裂原因——碱骨料反应裂缝

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由于我国过去的水泥含碱量一般不高,加以自50年代起30余年来一直生产高混合材水泥。以致许多设计、施工工程技术人员对 碱骨料反应问题还比较生疏 ,因此本文主要对 如何判断混凝土裂缝是碱骨料反应造成的 及其 产生反应的原因 、还有 预防措施 作一些基本情况的介绍。 1、定义

由于我国过去的水泥含碱量一般不高,加以自50年代起30余年来一直生产高混合材水泥。以致许多设计、施工工程技术人员对 碱骨料反应问题还比较生疏 ,因此本文主要对 如何判断混凝土裂缝是碱骨料反应造成的 及其 产生反应的原因 、还有 预防措施 作一些基本情况的介绍。



1、定义

由于混凝土发生碱骨料反应而导致的开裂。



2、特点

1)如果混凝土 不受约束 (无筋或少筋)的情况下,碱骨料反应 裂缝呈网状(龟背纹) ,裂缝网接近六边形,裂缝从网结点三分岔开,夹角约120°,在较大的六边形之间还可以再发展出小裂缝。


2)当碱骨料反应 受到钢筋或外力的约束 时,其膨胀力将垂直于约束力的方向,而膨胀裂缝则平行于约束力的方向,出现 顺筋裂


3) 大体积无筋混凝土 的碱骨料反应膨胀裂缝的深度可达数十厘米,宽度可达25px左右。


4)钢筋混凝土的碱骨料膨胀裂缝的深度一般不会超过保护层厚度,宽度多为(0.3~0.5)mm。


5)碱骨料反应 裂缝通常伴随有渗出物 ,多为半透明的乳白色或黄褐色,有时也呈茶褐色或黑色。


(6)与收缩产生的网状裂缝有相似处,但收缩裂缝出现的时间较早,多在施工后若干天内。而 碱骨料反应裂缝 则出现较晚,多在施工后 数年甚至10~20年后。



3、典型实例

图1 碱骨料反应裂缝



4、原因分析

1)骨料中的 活性硅与水泥水 化反应生成的碱性材料、或外加剂中含有的碱性材料、或外界带入的碱性材料(如 养护水 地下水 、临近结构中的 碱溶液 等)发生缓慢的膨胀性化学反应,将可能 逐渐导致混凝土开裂


2)碱-硅反应的结果将会形成一种膨胀性的胶凝体,这个 胶凝体会吸收结构其它部分的水分 ,这将导致局部膨胀同时还伴随着产生了 张应力 ,最终造成 结构的完全破坏

3)在某些情况下,碳酸盐类岩石参与到与碱发生的化学发应中,结果将 产生有害的膨胀并引起开裂 。这些有害的碱-碳反应主要与 粘性土的白云灰岩 密切相关,这些白云灰岩具有非常细的纹理结构(隐晶质的)。受影响的混凝土呈现出 网状裂缝 。这种反应与碱-硅反应的不同之处在于裂缝中不存在胶凝体的堆积。



5、预防措施

1)控制水泥含碱量。

2)控制混凝土含碱量。

3)控制使用碱活性骨料。

4)使用能抑制碱骨料反应的掺合料,如粉煤灰、矿渣、硅粉等。

5)使用引气剂,缓解碱骨料反应带来的膨胀压力。

6)隔绝水、空气的来源。

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