ASR反应是什么

日期: 2018-12-01
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都说ASR是地坪的癌症,但是很多人并不太了解ASR具体是什么,作为邦特希锂基混凝土密封固化剂指定代理商,有必要和大家说说ASR,ASR(碱-硅酸盐反应)其实是AAR(碱-骨料反应)的其中一种,也是普遍的一种,下面就和大家详细介绍下。

-骨料反应概述

● 碱骨料反应:混凝土中的碱性物质(包括外界渗入的碱)与骨料中的活性成分发生化学反应引起混凝土内部自膨胀应力而开裂的现象严重时会造成混凝土的破坏。

● 因碱骨料反应时间较为缓慢,短则几年,长则几十年才能被发现。碱骨料反应给混凝土工程带来的危害是相当严重的。

-骨料反应原理

● -骨料反应(Alkali-Aggregate Reaction,简称AAR)是指混凝土中的碱(K2O、Na2O)与活性骨料(燧石、蛋白石、安山岩等等)之间发生的化学反应。

● 水泥中95%以上的主要成分是CaO,SiO2Al2O3Fe2O3另外少量的其他氧化物MgO,SO3K2O,Na2O等,这些氧化物主要是生产过程中反应不够充分而残留在水泥中的,其成分与含量跟水泥生产的原材料和工艺水平有关。Na2O水化后生成NaOH,K2O水化后生成KOH。而NaOH和K2O是强碱,能与活性比它们弱的元素发生置换反应。

-骨料反应分类

-骨料反应包括3种主要类型:

● -硅酸反应(Alkali-Silica Reaction,简称ASR) 指混凝土中的碱与骨料的活性SiO2反应

● -硅酸盐反应(Alkali-Silicate Reaction,简称ASR ) 指混凝土中碱与骨料中硅酸盐矿物反应

● -碳酸盐反应(Alkali-Carbonate Reaction,简称ACR) 指混凝土中的碱与骨料中某些碳酸盐矿物反应

——摘自《混凝土结构的裂缝与对策》第十章

-骨料反应造成混凝土开裂的机理

-硅酸反应: 2Na(K)OH+SiO2+nH2O → Na(K)2·SiO2·nH2O

● -硅酸反应是分布广,研究多的碱-骨料反应,该反应是指混凝土中的碱组分与骨料中的活性SiO2之间发生的化学反应,其结果是导致骨料被侵蚀,生成碱-硅酸凝胶,并从周围介质中吸收水分而膨胀,导致混凝土开裂的现象。

● 硅酸碱类呈胶体状,并从周围介质中吸水膨胀,体积可增大3倍,当其膨胀受到水泥石的限制而发生较大的膨胀压力和渗透压力时,就会使混凝土产生裂缝和崩坏。

● 许多研究表明,碱-硅酸盐反应,本质上仍是碱-硅酸反应。故许多学者将碱-硅酸,碱-硅酸盐归为同一类,均称ASR

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● -碳酸盐反应:

(1)CaMg(CO3)2+2ROH = Mg(OH)2+CaCO3+R2CO3

(2)R2CO3+Ca(OH)2=2ROH+CaCO3

式中:R—代表钾和钠,是水泥中的碱分。

● 膨胀机理:碱-碳酸盐反应是岩石中的白云石与碱溶液间的化学反应,反应产物是方解石、水镁石和碳酸碱。在混凝土中,生成的碳酸碱会与水泥水化产生的氢氧化钙反应,生成碳酸钙并使碱再生,使反应持续进行。该反应膨胀的驱动力为反应生成的方解石和水镁石晶体在受限空间生长产生的结晶压力。

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碱骨料反应的危害

● 碱骨料反应的结果不是提高和改善混凝土的结构,而是在混凝土中产生膨胀应力,至一定程度后引起混凝土开裂或混凝土结构破坏。碱骨料反应是混凝土的重要耐久性指标之一,由于具有反应过程缓慢、影响因素十分复杂、引起混凝土开裂的时间难预测且一旦发生破坏几乎无法修补等特点,素有混凝土“癌症”之称。

AR造成混凝土结构开裂实例

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参考文献:碱-骨料反应PPT , 北京冶建裂缝处理中心

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