机制砂配比对混凝土的抗碱骨料反应有何影响?

机制砂作为一种新型的混凝土用砂,因其具有良好的级配、较低的成本和环保优势,在我国得到了广泛的应用。然而,机制砂中常含有活性氧化硅等成分,容易引起混凝土的抗碱骨料反应(Alkali-Aggregate Reaction,简称AAR)。本文将从机制砂配比的角度,探讨其对混凝土抗碱骨料反应的影响。

一、机制砂的定义及特性

机制砂是指由人工破碎、筛分、清洗等工艺制成的砂,其原料通常为天然岩石、废石、尾矿等。与天然砂相比,机制砂具有以下特性:

  1. 级配稳定:机制砂的级配可通过人工调整,使其满足不同混凝土工程的需求。

  2. 粒径分布均匀:机制砂的粒径分布较窄,有利于提高混凝土的密实度。

  3. 成本较低:机制砂的生产成本相对较低,有利于降低混凝土的成本。

  4. 环保:机制砂的生产过程中,可以充分利用废石、尾矿等资源,实现资源的循环利用。

二、抗碱骨料反应的机理

抗碱骨料反应是指混凝土中的碱金属氧化物与骨料中的活性氧化硅发生化学反应,产生碱硅酸凝胶,导致混凝土结构破坏的一种病害。该反应的机理如下:

  1. 混凝土中的碱金属氧化物(如Na2O、K2O)溶解于水,形成碱性溶液。

  2. 碱性溶液中的OH-离子与骨料中的活性氧化硅发生反应,生成碱硅酸凝胶。

  3. 碱硅酸凝胶的体积膨胀,导致混凝土结构破坏。

三、机制砂配比对混凝土抗碱骨料反应的影响

  1. 机制砂的SiO2含量

机制砂中SiO2含量是影响混凝土抗碱骨料反应的关键因素。SiO2含量越高,活性氧化硅含量越高,混凝土发生AAR的可能性越大。因此,在选用机制砂时,应尽量选择SiO2含量较低的砂。


  1. 机制砂的细度模数

机制砂的细度模数是衡量砂粒粗细程度的指标。细度模数越小,砂粒越细,混凝土的密实度越高,有利于提高混凝土的抗碱骨料反应能力。然而,过细的砂粒会降低混凝土的强度和耐久性,因此在选用机制砂时,应根据工程需求合理选择细度模数。


  1. 机制砂的级配

机制砂的级配对混凝土的抗碱骨料反应也有一定影响。良好的级配可以保证混凝土的密实度,降低碱金属氧化物的浓度,从而降低AAR的发生概率。在实际工程中,应根据混凝土的设计要求和骨料的特性,合理调整机制砂的级配。


  1. 机制砂的碱含量

机制砂的碱含量也会影响混凝土的抗碱骨料反应。碱含量越高,混凝土发生AAR的可能性越大。因此,在选用机制砂时,应尽量选择碱含量较低的砂。

四、结论

机制砂配比对混凝土的抗碱骨料反应有显著影响。在实际工程中,应根据工程需求、骨料特性和机制砂的特性,合理选择机制砂的配比,以提高混凝土的抗碱骨料反应能力。同时,加强混凝土的质量管理,严格控制原材料的质量,对预防AAR的发生具有重要意义。

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