堿骨料反應條件是在混凝土配制時形成的,即配制混凝土中只要有足夠的堿和反應性骨料,在混凝土澆注后就會逐漸反應,在反應產物的逐漸吸水膨脹和內應力足以使混凝土開裂的時候,工程便開始出現(xiàn)裂縫。這種裂縫和對工程的損害隨著堿骨料反應的發(fā)展而發(fā)展,嚴重時會使工程崩潰。要抑制混凝土發(fā)生堿骨料反應,主要是在配制混凝土時采取措施,使混凝土工程不具備堿骨料反應的條件。主要有以下幾種措施。
(1)控制水泥含堿量
自1941年美國提出水泥中堿含量低于0.6%氧化納當量(即Na2O+0.658K2O)為預防發(fā)生堿骨料反應的界限以來,雖然有些地區(qū)的骨料在水泥堿含量低于0.4%時仍可發(fā)生堿骨料反應對工程產生損害,但一般情況下低于0.6%作為預防堿骨料反應的界限已為世界多數國家所接受。
(2)控制混凝土中含堿量
由于混凝土中堿的來源不僅是從水泥,而且從混合材、外加劑、水,甚至有時從骨料(例如海砂)中來,因此控制混凝土各種原材料總堿量比單純控制水泥含堿量更為科學。但各國骨料存在著不同的差異,對堿含量的控制也不同。2003年4月,國際材料與結構研究試驗聯(lián)合會(RILEM)提出了“減少混凝土中堿反應的國際標準草案”。在這一草案中,對于不同活性的骨料提出不同的堿含量限制指標。對于低活性集料(相應于非活性集料),沒有對混凝土堿含量的限度提出要求;對于中等活性集料,混凝土堿含量的限度為3.0kg/m3或3.5kg/m3Na2Oeq;對于高活性骨料,混凝土堿含量的限度應低于2.5kg/m3Na2 Oeq。混凝土堿含量限度的控制原則是比試驗室測定的集料單方堿臨界值少2.0kg/m3Na2 Oeq。
(3)對骨料選擇使用
當骨料的堿一硅酸反應砂漿棒膨脹率在0.10%以下時,可認為骨料不具有堿活性,可不考慮混凝土堿活性反應;當骨料的堿一硅酸反應砂漿棒膨脹率在0.10%~0.20%時,混凝土的堿含量應根據所處環(huán)境進行限制;當骨料的砂漿棒膨脹率在0.20%~0.30%時,除了對混凝土的堿含量加以限制外,還應在混凝土中摻加具有明顯抑制效能的礦物摻和料和外加劑,并經試驗證明抑制有效。
(4)摻礦物摻和料
摻某些礦物摻和料可緩解、抑制混凝土的堿骨料反應。根據各國試驗資料,摻5%~10%的硅灰可以有效的抑制堿骨料反應。摻粉煤灰也很有效,即使含堿量高的粉煤灰、如果取代30%的水泥,也可有效地抑制堿骨料反應。另外常用的抑制性混合材還有高爐礦渣,但摻量必須大于50%才能有效地抑制堿骨料反應對工程的損害?,F(xiàn)在美、英、德諸國對高爐礦渣的推薦參量均為50%以上摻加礦物摻和料還有助于提高混凝土的密實性能,增強硬化混凝土的抗化學侵蝕性能
(5)摻用引氣劑
摻用引氣劑可使混凝土具有4%~5%的含氣量,可容納一定數量的反應產物,從而可以
緩解堿骨料反應的膨脹壓力。
(6)隔絕水和濕空氣的來源
如果在擔心混凝土工程發(fā)生堿骨料反應的部位能有效地隔絕水和空氣的來源,也可以取
得緩和堿骨料反應對工程損害的效果。