碱集料反应具备的条件以及预防和抑制碱集料反应的措施

碱集料反应发生和产生破坏作用的三个必要条件为：

1）混凝土使用的骨料含有碱活性矿物，即属于碱活性骨料；

2）混凝土含有过量的当量氧化钠，一般超过3.0kg/m³；

3）环境潮湿，能提供碱-硅凝胶膨胀的水源。

碱集料反应被称作‘混凝土癌症’，一旦发生就难以控制，严重影响混凝土结构的耐久性。因此，需要预先防止发生。防止的方法主要从三个方面着手：

1）使用非活性骨料。可对骨料专门进行碱活性测试，或根据以往的调查结果选用骨料。

2）控制混凝土的总含碱量（当量Na2O）低于3.0kg/m³。碱的来源包括水泥、外加剂、拌合水和骨料，其中水泥和外加剂是主要来源。

3）胶凝材料中使用6%以上硅灰，或25%以上粉煤灰，或40%以上磨细矿渣（矿粉）。这些矿物掺合料含有的氧化硅，比骨料中氧化硅活性更高，能够预先将钾、钠固结在早期反应生成的硅酸钙凝胶中，从而防止后期有过量钾、钠与骨料反应。

混凝土的碱集料反应通常称作‘碱-骨料反应’，分为碱-硅酸反应（alkali-silica reaction，ASR）和碱-碳酸盐反应（alkali-carbonate reaction, ACR）两种类型。其中，ACR发生率不高，且发生机理还没有达成共识，所以一般碱-骨料反应多是指碱-硅酸反应（ASR）。全球普遍存在发生ASR的可能性。

ASR发生机理：骨料含有碱活性的硅质矿物（常温活性二氧化硅），在混凝土硬化后，缓慢地与水泥石孔隙溶液中的钠、钾离子反应，产生碱-硅凝胶，凝胶吸水会产生膨胀，膨胀压力达到一定程度会使混凝土开裂。ASR破坏一般是在混凝土浇筑二、三年后，乃至十几年后发生。

碱-骨料反应中的碱是指钠和钾，以当量氧化钠计算（当量氧化钠=氧化钠+0.658x氧化钾）。碱-骨料反应发生和产生破坏作用的三个必要条件为：

1）混凝土使用的骨料含有碱活性矿物，即属于碱活性骨料；

2）混凝土含有过量的当量氧化钠，一般超过3.0kg/m³；

3）环境潮湿，能提供碱-硅凝胶膨胀的水源。

碱-骨料反应被称作‘混凝土癌症’，一旦发生就难以控制，严重影响混凝土结构的耐久性。因此，需要预先防止发生。防止的方法主要从三个方面着手：

1）使用非活性骨料。可对骨料专门进行碱活性测试，或根据以往的调查结果选用骨料。

2）控制混凝土的总含碱量（当量Na2O）低于3.0kg/m³。碱的来源包括水泥、外加剂、拌合水和骨料，其中水泥和外加剂是主要来源。

3）胶凝材料中使用6%以上硅灰，或25%以上粉煤灰，或40%以上磨细矿渣（矿粉）。这些矿物掺合料含有的氧化硅，比骨料中氧化硅活性更高，能够预先将钾、钠固结在早期反应生成的硅酸钙凝胶中，从而防止后期有过量钾、钠与骨料反应。

总之，碱-骨料反应是可以预防的。对于重要、重大工程，如大坝、大桥等等，往往还多种措施同时采用，确保万无一失。

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