
首頁 > 新聞中心 > 正文
新聞中心
混凝土一旦發(fā)生堿-集料反應(yīng)破壞,就會表現(xiàn)出堿-集料反應(yīng)的特征,在外觀上主要是表面裂縫、變形和滲出物;內(nèi)部特征主要有內(nèi)部凝膠、反應(yīng)環(huán)、活性集料、堿含量等。工程發(fā)生堿-集料反應(yīng)出現(xiàn)裂紋后,會加速混凝土的其它破壞。如空氣、水、二氧化碳等侵入。會使混凝土碳化加快,當(dāng)鋼筋周邊的混凝土碳化后,則將引起鋼筋銹蝕,而鋼筋銹蝕體積膨脹約3倍,又會使裂縫擴(kuò)大;若在寒冷受凍地區(qū),混凝土出現(xiàn)裂縫后又會使凍融破壞加速,這樣就造成了工程混凝土發(fā)生綜合破壞。但只要發(fā)生了堿-集料反應(yīng)破壞,就會留下堿-集料反應(yīng)的內(nèi)部和外部特征,通過對工程混凝土進(jìn)行檢測和分析,找出下述特征,還是可以幫助我們確定是否發(fā)生了堿-集料反應(yīng)破壞以及破壞的程度等。
1. 時間性 受堿-集料反應(yīng)影響的混凝土需要幾年或更長的時間才會出現(xiàn)開裂破壞。由于堿-集料反應(yīng)是混凝土孔隙液中的可溶性堿與集料中的活性成分之間逐漸發(fā)生的一種化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)有滲透、溶解、發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、吸水膨脹等幾個階段,因此不可能在澆注后的很短的時間內(nèi)表現(xiàn)出開裂,據(jù)國內(nèi)外發(fā)現(xiàn)堿-集料反應(yīng)工程破壞的報(bào)導(dǎo),一般需要幾年或更長的時間。例如:最早發(fā)現(xiàn)堿-集料反應(yīng)的美國加利福尼亞州玉城橋建于1919~1920年,在建成后第三年發(fā)現(xiàn)橋墩頂部發(fā)生開裂,此后裂縫逐漸向下部發(fā)展;美國派克壩建于1938年,1940年發(fā)現(xiàn)大壩混凝土嚴(yán)重開裂;英國澤島大壩建成10年后因發(fā)生“堿-硅”反應(yīng)膨脹開裂。因而,在工程破壞診斷時應(yīng)注意調(diào)查工程施工時間、季節(jié)等。
2. 表面開裂 堿-集料反應(yīng)破壞最重要的現(xiàn)場特征之一是混凝土表面的開裂。如果混凝土沒有施加預(yù)應(yīng)力,裂紋呈網(wǎng)狀(龜背紋),每條裂紋長度約數(shù)厘米。開始時,裂紋從網(wǎng)點(diǎn)三分岔成三條放射狀裂紋,起因于混凝土表面下的反應(yīng)集料顆粒周圍的凝膠或集料內(nèi)部產(chǎn)物的吸水膨脹。當(dāng)其他集料顆粒發(fā)生反應(yīng)時,產(chǎn)生更多的裂紋,最終這些裂紋相互連接,形成網(wǎng)狀。 隨著反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行,新產(chǎn)生的裂紋將原來的多邊形分割成小的多邊形,此外,已存在的裂紋變寬、變長。如果預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件遭受嚴(yán)重的堿-集料反應(yīng)破壞,其膨脹力將垂直于約束力方向,在預(yù)應(yīng)力作用的區(qū)域,裂紋將主要沿預(yù)應(yīng)力方向發(fā)展,形成平行于鋼筋的裂紋,在非預(yù)應(yīng)力作用的區(qū)域或預(yù)應(yīng)力作用較小的區(qū)域,混凝土表現(xiàn)出網(wǎng)狀開裂。在堿-集料反應(yīng)膨脹很大時,也會在預(yù)應(yīng)力區(qū)域形成一些較細(xì)的網(wǎng)狀裂紋。如果反應(yīng)沒有完全結(jié)束,裂紋寬度將持續(xù)增加。
3. 膨脹 堿-集料反應(yīng)破壞是由膨脹引起的,通過檢查工程接頭或相鄰混凝土單元的位移可以提供混凝土是否發(fā)生膨脹的信息。 堿-集料反應(yīng)膨脹可使混凝土結(jié)構(gòu)工程發(fā)生整體變形、移位等現(xiàn)象,如某些長度大的構(gòu)筑物的伸縮縫被頂在一起甚至被破壞,有的橋梁支點(diǎn)因膨脹增長而錯位,有的大壩因膨脹導(dǎo)致壩體升高,有些橫向結(jié)構(gòu)在兩端限制的條件下因膨脹而發(fā)生彎曲、扭翹等現(xiàn)象。總之,混凝土工程發(fā)生變形、移位、彎曲、扭翹等現(xiàn)象,是混凝土工程發(fā)生膨脹的特征,結(jié)合其它特征再確定該膨脹是否是堿-集料反應(yīng)引起的膨脹。 4. 滲出凝膠 堿-硅酸反應(yīng)生成的堿-硅酸凝膠有時會從裂縫中流到混凝土的表面,新鮮的凝膠是透明的或者呈淺黃色,外觀類似于樹脂狀。脫水后,凝膠變成白色。是否有凝膠滲出,取決于堿-硅酸反應(yīng)進(jìn)行的程度和集料種類,反應(yīng)程度較輕或者集料中堿活性組分分為分散分布的微晶質(zhì)至隱晶質(zhì)石英等礦物(如硬砂巖)時,一般難以觀察到明顯的凝膠滲出。當(dāng)集料只具有堿-碳酸鹽反應(yīng)活性時,混凝土中沒有類似于堿-硅酸凝膠的物質(zhì)生成,因此混凝土表面也不會有凝膠滲出。
5. 內(nèi)部凝膠 “堿-硅”反應(yīng)的膨脹是由生成的堿-硅酸凝膠吸水引起的,因此堿-硅酸凝膠的存在是混凝土發(fā)生了堿-硅酸反應(yīng)的直接證明。通過檢查混凝土芯樣的原始表面、切割面、光片和薄片,可在空洞、裂紋、集料—漿體界面區(qū)等處找到凝膠,因凝膠流動性較大,有時可在遠(yuǎn)離反應(yīng)集料的地方找到凝膠。
6. 反應(yīng)環(huán) 有些集料在與堿發(fā)生反應(yīng)后,會在集料的周邊形成一個深色的薄層,稱為反應(yīng)環(huán),有時活性集料會有一部分被作用掉。但也有些集料發(fā)生堿-集料反應(yīng)后不形成反應(yīng)環(huán),因此不能將反應(yīng)環(huán)的存在與否用來直接判定是否存在堿-集料反應(yīng)破壞。但如果鑒定反應(yīng)環(huán)的確是堿-集料反應(yīng)的產(chǎn)物后,可作為發(fā)生了堿-集料反應(yīng)的證據(jù)之一。 7. 活性集料 活性集料是混凝土遭受堿-集料反應(yīng)破壞的必要條件。通過檢查混凝土芯樣薄片,可以確定粗集料的巖石類型、不同巖石的數(shù)量、形狀、尺寸、具有潛在活性的巖石類型及其活性礦物類型,可以確定細(xì)集料的主要組成、各種顆粒的數(shù)量、是否具有潛在堿活性及活性礦物所占的比例
