混凝土工程的硫酸盐腐蚀,例如混凝土管道经过盐碱地或构筑物基础处于盐碱地或接触含硫酸盐的水时,会发生硫酸盐腐蚀。硫酸盐腐蚀会使混凝土表面颜色变黄或变深色,裂缝多而细,如钢筋锈蚀也会出现顺筋裂缝。受硫酸盐腐蚀的混凝土由表面逐渐向深层变酥,使混凝土失去强度而层层剥落,与AAR损坏明显不同。
怎样预防混凝土工程发生碱骨料反应破坏及应采取的措施
1、 控制水泥含碱量
由于混凝土工程发生AAR损坏是由于混凝土内部的碱与活性骨料反应所致,世界各国
为了避免AAR造成混凝土工程破坏的巨大经济损失,均以预防为主,即配制混凝土时控制活性骨料数量和含碱量。在四五十年代,当时混凝土的单方水泥用量不多,也基本不使用含碱外加剂,主要控制水泥含碱量。今天我们在建造混凝土工程时,也必须控制水泥含碱量。
2、 控制混凝土中碱含量
进入六七十年代,随着混凝土强度等级提高,单方水泥用量增加,外加剂的应用比较
普遍,加上英、日等国由于砂资源不足,大量使用海砂配制混凝土,这样预防AAR就需要限制混凝土的总碱量。英国认为控制在3Kg/m3是安全的;新西兰提出低出3.5 Kg/m3是无害的;南非规定限值2.1 Kg/m3;中国工程建设标准化协会批准的《混凝土碱含量限值标准》CECS53:93规定:干燥环境,一般工程结构、重要工程结构不限制,特殊工程结构3.0 Kg/m3;潮湿环境,一般工程结构3.5Kg/m3,重要工程结构3.0 Kg/m3,特殊工作结构2.1 Kg/m3;含碱环境,一般工程结构3 Kg/m3,重要和特殊工程结构用非活性骨料。香港规定重要工作结构限值标准为3 Kg/m3。
3、 对骨料选择使用
我国水利部从五十年代就规定,要建一座大中型水利工程,例如要用几十万方砂石,
是从南山取石或北山取石或西边河中取砂石,需提前一年做试验,经专家论证,选用其中碱活性较低,并采取使用低碱水泥或掺合料等措施后才开采骨料。因而建国以来,我国建设了几百座大中型水利工程,未安生一起AAR损坏,这在世界上也是少有的。
我国地域辽阔,活性骨料的种类及分布很复杂。例如北京地区经过普查,永定河产骨
料配制混凝土时的安全含碱量限值为3 Kg/m3;潮白河产骨料限值为6 Kg/m3。因此,要做到有效地预防AAR对混凝土工程的破坏,必须先对本地区产的骨料活性进行调研,明确每种骨料的安全含碱量限值。www.tmgc8.com
4、 掺混合材
掺某些活性混合材可缓解、抑制混凝土的AAR,根据各国试验资料,掺5-10%的硅灰,
可以有效抑制AAR冰岛自1979年以来,一直在生产水泥时掺5-7.5%的硅灰,以预防AAR对工程的损害。另外掺粉煤灰也很有效,粉煤灰的含碱量不同,经试验,即使含碱量高的粉煤灰,如果取代30%的水泥,也可有效抑制AAR。另外常用的抑制性混合材还有高炉矿渣,但捅量必须大于50%才能有效地抑制AAR对工程的破坏,现在美、英、德国对高炉矿渣的推荐掺量均为50%以上。
5、 隔绝水和湿空气的来源
如果在担心混凝土工程发生AAR的部位能有效地隔绝水和空气的来源,也可起到缓和
AAR对工程破坏的效果。
七、我国工程中发生碱骨料反应的特殊原因及应采取的一些对策
我国科学家10年前即发现了AAR对建筑物的破坏,究其原因,专家们分析说,说首先是含碱粘土、砂石料在我国普遍分布,北方地区尤其严重;其次是建筑施工中追求高强度和高性能混凝土,使单位混凝土的水泥用量增加,混凝土中来自水泥的碱含量超过了3Kg/m3的限值,大量早强剂、防冻剂的使用又大大促进了AAR的发生发展;其三,国家没有关于防止AAR的有关规定,建筑商只注意工程进度,并不对建筑物的使用寿命负责。还有些人为了降低造价,明知水泥碱性过高会影响建筑物寿命,也不愿增加成本购买低碱水泥。
目前,我国混凝土的用量每年高达15-20亿吨,提高混凝土的质量,延长建筑物的寿命已是刻不容缓的事情。要做好这个事情,第一,国家应制定相应的法律法规,规定建筑者必须保证建筑物的耐久性。同时修改完善标准规范,制定准确可行的防止AAR的鉴定标准、检验方法等技术规范,并将砂石材料中有关AAR的标准上升为各行业的国家标准,严格限制含碱外加剂的应用,开发和推广无氯无碱外加剂,地方政府应责成有关单位制定适合本地原材料实际的相应标准。第二,大幅度增加低碱水泥的产量,对于低碱水泥厂给予政策上的支持,同时支持众多的高碱水泥厂进行改造,生产混合水泥和复合水泥;第三,建立现代化采石场,对所供应的集料要有详细的勘测及日常检测报告,以保证大型重要工程使用无碱活性集料;第四,加强宣传教育,使各级领导和工程技术人员了解AAR对建筑物的危害,避免因追求献礼工程、限期工程而忽视混凝土的质量。要让使用者和建筑者都把保证建筑物的长期寿命列为最重要的目标。
当然,我们在防止一种倾向的时候还应注意另一种倾向,即在防治AAR时,不一定是混凝土含碱越低越好,当混凝土还不够密实,其中的碱含量过低,其PH值小于一定值(有关专秀提出PH值不得小于11.2)时,钢筋的氢氧化铁保护膜遭到破坏,钢筋的锈蚀使开始了,这一点也必须引起足够重视。
八、结束语
由于近年来,我国水泥、外加剂等情况发展变化,混凝土AAR问题已构成我国土建工程的一大潜在危害,这就要求我们的建筑、市政、交通等方面有关混凝土的设计、施工工程技术人员对此问题给予应有的重视,采取可能做到的各种措施,预防AAR对工程的破坏,从而确保或延长混凝土结构的寿命。
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