混凝土工程碱骨料反应损坏及预防

碱骨料反应是混凝土中所含的碱（Na2O或K2O）与骨料的活性成分反应，在混凝土浇筑成型后数年至数十年逐渐反应，反应生成物吸水膨胀，导致混凝土工程开裂，称为碱骨料反应损坏。

一、    碱骨料反应发生条件与预防方法

1、    碱骨料反应发生条件

　　混凝土工程发生碱骨料损坏必须具备三个条件：一是配制混凝土时由原材料带进混凝土中一定数量的碱，二是有一定数量的能与碱反应的活性骨料，三是潮湿环境，可以供应反应物吸水膨胀所需水分。只有具备这三个条件，才会发生碱骨料反应对工程的损害。

2、    碱骨料反应对工程损害的预防方法

（1）    控制水泥含碱量

（2）    控制混凝土中含碱量

　　由于混凝土中碱的来源不仅是水泥，而且从外加剂、掺合料、水、甚至有时从骨料（如海砂）中带来，因此控制混凝土各种材料总碱量比单纯控制水泥含碱量更为重要。各国对此有不同的规定，南非曾规定每立方米混凝土中总碱量（Na2O当量）不得超过2.1kg，英国提出每立方米混凝土总碱量不得超过3 kg等。

（3）    对骨料选择使用

　　由于活性骨料是发生碱骨料反应的必要条件，因此，凡处于潮湿条件下的混凝土工程、露天混凝土工程、接触化冰盐的混凝土工程和每立方米混凝土含碱量高的工程，均应选用对工程无害的骨料，以避免碱骨料反应对工程的损坏。

（4）    掺活性掺合料

　　某些活性掺合料可缓解、抑制混凝土的碱硅酸反应。根据各国试验资料，掺水泥重量5~10%的硅灰，掺30%的粉煤灰或掺50%的高炉矿渣，均可有效地抑制碱硅酸反应对工程的损害。

（5）    掺用引气剂

　　掺用引气剂可使混凝土具有4% ~ 5%的含气量，可容纳一定数量的反应产物，从而可以缓解碱骨料反应的膨胀压力。

（6）    隔绝水和湿空气的来源

　　如对混凝土工程可能发生碱骨料反应的部位能有效的隔绝水和湿气的侵入，也可以取得缓和碱骨料反应对工程损害的效果。

四、我国土建工程的碱骨料反应问题

　　我国水利工程界吸取了美国派克大坝等许多土建工程因碱骨料反应毁坏和重建的教训，从50年代起就明确规定凡较大的水利工程采用的骨料都要求进行活性检验及专家论证并采用掺大量混合材的水泥以及在现场掺活性掺合料等措施，这些规定至今仍在水利工程有关规范和标准中沿用。因此我国自50年代以来建设的许多大中型水利工程，未出现过碱骨料反应对工程的损害。

　　另外，我国自50年代起生产掺大量混合材的水泥，例如大量生产使用的矿渣水泥，其中矿渣含量高达60%~70%，水中的大量活性混合材，起到了缓解与抑制碱骨料反应作用，因而在八十年代以前，我国一般土建工程尚未见有因碱骨料反应导致混凝土工程损害的报道。

　　自70年代以来，水泥工业逐渐由湿法生产改为干法生产，使水泥含碱量增加；特别是自80年代后期起，为利用工业废料和节约能源，将回收的高碱窑灰掺入水泥中这一措施，使国产水泥含碱量大大增加。1984年后又生产了硅酸盐水泥。采用这种水泥配制混凝土，如果不作检测骨料活性，就会为工程带来发生碱骨料反应的隐患。更值得注意的是我国自七十年代后期以来多以硫酸钠作为水泥混凝土早强剂，而防冻剂则多采用硝酸钠、亚硝酸钠、碳酸钾等，这些盐类中的可溶性钾、钠离子大大增加了混凝土中的总碱量，增加碱骨料反应对工程损害的潜在危害。

　　由于近几年来混凝土中水泥用量的增大、水泥品种及各种外加剂等情况的发展变化，碱骨料反应问题可能已构成我国某些混凝土工程的一大潜在危害，希望我国工程技术人员对此问题给予应有的重视，采取可能作到的各种措施，预防碱骨料反应对工程的损害。