粉煤灰在碱集料反应中的抑制作用

粉煤灰在碱集料反应中的抑制作用

王金亚蔡洪甬

王金亚蔡洪甬

宁波市交通建设工程试验检测中心有限公司315121

摘要：采用优质粉煤灰对碱集料反应进行抑制效果的讨论，通过试验结果表明，骨料本身的碱活性膨胀率的大小和粉煤灰的掺量有直接关系。而且粉煤灰在抑制碱骨料反应中其掺量因素大于品质因素对抑制效果的影响。通过对不同原材料、不同掺量的粉煤灰在碱集料中抑制作用得出不同的结果。

关键词：粉煤灰；碱集料反应；膨胀率；抑制率

1碱集料反应背景分析

碱集料反应是指水泥、外加剂等混凝土组成物及环境中的碱与集料中碱活性物质在潮湿环境下缓解发生并导致混凝土开裂破坏的膨胀反应。由于碱集料反应一般是在混凝土成型后的若干年后逐渐发生，其结果造成混凝土耐久性下降，严重时还会使混凝土丧失使用价值，且由于反应是发生在整个混凝土中，因此，这种反应造成的破坏既难以预防，又难于阻止，更不易修补和挽救，故被称为混凝土的癌症。

随这公路事业不断发展，要想富先修路的的观念深的人心，水泥混凝土可以就地取材、因价格低廉、抗压强度高，因此水泥混凝土得到的广泛应用，同时混凝土出现的质量问题不断涌现出来，其中混凝土碱集料反应已成为混凝土结构物破坏的主要病害的之一，由于该病害一般与其它病害同时发生，以及对混凝土结构的破坏是一个漫长的过程，一般不易引起人们的重视。

2碱-硅酸反应的机理

本试验方法根据《GB/T14685-2011建筑用卵石、碎石》碱集料反应中的快速碱-硅酸反应（ASR）。水泥中的碱与集料中的活性SiO2成分反应产生碱硅酸盐凝胶或称碱硅凝胶，碱硅凝胶固体积大于反应前的体积，而且有强烈的吸水性，吸水后膨胀引起混凝土内部膨胀应力，而且碱硅凝胶吸水后进一步促进碱集料反应的发展，使混凝土内部膨胀应力增大，导致混凝土开裂，发展严重的会使混凝土结构崩溃。

3碱集料反应分析

本方法适用于检验硅质集料与混凝土中的碱发生潜在碱硅酸反应的危害性。按照GB/T14685-2011试验方法成型。粉煤灰掺量分别是0%、5%、10%、15%、20%、25%分析抑制情况。

试验1是产地为嵊州的材料，未掺粉煤灰14d碱集料反应结果为0.07%，粉煤灰掺量为5%、10%、15%、20%、25%时膨胀率情况如下。

试验3原材料未掺粉煤灰膨胀率在＞0.2%，C样产地为温州洞头，D样产地为宁波北仑。粉煤灰掺量为5%、10%、15%、20%、25%时膨胀率情况如下。

4结论

试验表明粉煤灰抑制作用与骨料本身膨胀率有密切关系。

试验1是嵊州石场的材料，未掺粉煤灰14d膨胀率为＜0.1%，对于骨料本身膨胀率较小的掺粉煤灰的抑制作用不大。

试验2原材料未掺粉煤灰膨胀率在0.1%~0.2%之间，粉煤灰掺量控制在15%左右，抑制作用较明显。

试验3原材料未掺粉煤灰膨胀率在＞0.2%，粉煤灰掺量控制在15%~30%为宜。

根据大量试验表明，宁波以及周边的产石场碱集料反应大多在0.1%~0.2%的，要改善碱集料反应的膨胀率，掺合理的粉煤灰是最佳的方法。现在工程上也是这么做的，以下是粉煤灰在象山港公路主桥配合比的应用。

以下是象山港公路大桥主桥试验室配合比

使用部位强度等级配合比材料使用情况7d强度（Mpa）28d强度（Mpa）粉煤灰掺量（%）

参考文献：

[1]吴定燕混凝土骨料碱活性及掺粉煤灰抑制效果研究湖北武汉430072

[2]《GB/T14685-2011建筑用卵石、碎石》