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安斯福妙樂和堿硅酸反應是怎樣的

     紹:

圍繞堿硅酸反應主題的環境或者ASR回到1940年,加利福尼亞路政廳首次指出,ASR是一種多樣化的化學反應,它發生在普通硅酸鹽水泥漿中堿性空隙溶液的骨料微粒和活性骨料微粒內部(一般是大骨料)。

因為活性骨料被發現在世界很小的集中區域,所以ASR相關問題并不是非常普遍。長期以來確定,美國的大多數區域缺少原生活性骨料。經過大范圍,可信的研究證明,從來沒有任何實例證實混凝土不良會造成ASR的發生。

ASR歷程:

一個復雜的化學過程。當堿性空隙溶液(堿金屬類氫氧化物)同定量活性骨料混合以形成一種吸收水分并膨脹的凝膠體的時候發生ASR反應,然后氫氧基離子滲透入骨料區域表面并破壞硅氧鍵鏈接。實際上,空隙溶液中的鈣、鉀、鈉離子隨氫氧基離子來維持中性。雖然這個反應被稱為‘堿硅酸反應’,實際上它是熱力學亞穩態骨料和空隙溶液中氫氧離子之間發生反應所引起過程的一個結果,這個程序在很大程度上受控于堿性離子的濃度(鈉和鉀)一般發現于普通硅酸鹽水泥中。

簡單的說,在反應階段,當反應骨料同硅酸鹽水泥中的堿性成分和水化學合并在一起的時候就發生了堿硅酸反應(混凝土內部相對濕度要求持續超出80%),并生成一種不利于混凝土的凝膠體。這種凝膠比原來的硅占據更多的空間,導致能夠承受附加壓力的表面(毛孔)發生反應,這種表面壓力同周圍水泥漿和骨料微粒中間的張力相平衡。這些壓力可能會超出混凝土的拉伸強度并生成許多裂縫,然后最終從骨料內部發散到周圍的泥漿中。裂縫剛開始形成的時候是空的,但隨后會從裂縫中生成ASR凝膠體。

必須要知道,在ASR發生并生成一種潛在的昂貴的凝膠體的時候,在空隙溶液中,除了反應骨料,還必須含有一種重要的堿性物質如:鈉、鉀和可溶的金屬堿離子。另外,還需要大量的水(混凝土要持續保持暴露于80%+的濕度環境中)。如果這三個條件中缺少任何一個,就不能發生ASR反應。偶爾會有其他的一些假設也只是關于混凝土的動態問題,在做了廣泛的研究后沒有任何被證實。

評估ASR的潛能:

因為小微粒可能發生的堿硅酸反應不會有裂縫,既不會于混凝土內部生成堿硅酸凝膠體,也不會存在結合ASR導致混凝土結構不良的變色(一個藻類生長的條件也可以是過濾的結果)。相反,因為ASR的動態沒有被確認,所以有裂縫并不是必然就暗示了ASR的存在。實際上,除非當地活性骨料已被事先證實,混凝土裂縫在很大程度上不會是ASR的結果。

優質混凝土要經過對組成材料的細心挑選,合理設計、配比、澆筑、凝固、抹面和養護才能有足夠的強度和耐磨性來達到所期功能要求。

混凝土裂縫和爆裂是混凝土內部擴張的結果,除了稀有的ASR條件還有其他因素也會生成類似結果。

預防ASR的發生

在建筑階段可以預防ASR相關不良的發生,沒有訂立適應的方法將已經受到攻擊的機構翻轉,使用化學添加物如:鉀鹽、氟硅酸鹽和氧基硅烷證實在減少ASR擴張的不同效果。

最后,預防ASR的最好方法是仔細選擇骨料(參見ASTM -295&C-856),控制濕度,最小化堿的含量,必要條件下選擇適當的水泥(參見ASTM C-150)及其他物質的含量要精確(依ASTM標準)天然火山灰、粉煤灰、粒狀金屬渣和硅粉。ASR的本質需要預防程序,而不是依賴期望在反應發生的時候可以把過度擴張控制住。


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