本發(fā)明涉及水泥基混凝土材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種抑制混凝土堿硅酸反應(yīng)的方法。
背景技術(shù)：
混凝土(簡(jiǎn)稱“砼”)是由膠凝材料、砂、石按一定比例配合和水(可含有外加劑)攪拌而得?；炷林械乃?、外加劑、混合料、水以及砂石骨料中的堿會(huì)在混凝土澆筑成型中會(huì)發(fā)生緩慢的堿骨料反應(yīng)，可使?jié)仓尚偷幕炷羶?nèi)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，內(nèi)應(yīng)力會(huì)越來(lái)越大將澆筑成型的混凝土脹裂、而且這種脹裂是無(wú)法補(bǔ)救的，嚴(yán)重時(shí)只能造成建筑的報(bào)廢拆除。堿骨料反應(yīng)指堿活性骨料中特定內(nèi)部成分在一定條件下與混凝土中的堿發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成的反應(yīng)產(chǎn)物吸水膨脹，造成混凝土開(kāi)裂甚至破壞的現(xiàn)象。堿骨料反應(yīng)按反應(yīng)類型的不同可分為堿硅酸反應(yīng)和堿碳酸反應(yīng)?，F(xiàn)階段發(fā)生的堿骨料反應(yīng)中，大部分都是堿硅酸反應(yīng)，因而對(duì)堿硅酸反應(yīng)研究的深度和廣度上均遠(yuǎn)超堿碳酸反應(yīng)。
目前國(guó)內(nèi)外主要采用以下幾種措施來(lái)抑制堿硅酸反應(yīng)：(1)控制混凝土中堿含量，主要是采用堿活性比較低的骨料或者使用堿含量比較低的水泥，但是含有較低堿含量的骨料是有限的，在近些年的高速建設(shè)發(fā)展中，低活性骨料的存量急劇減少；(2)在混凝土中添加煤粉、礦渣、硅灰等礦物摻合料，這也是目前使用最多的方式，但是根據(jù)活性骨料中的堿含量不同，需要添加的摻合料的含量不同，對(duì)于堿活性骨料中含堿量比較高的地區(qū)，只能通過(guò)長(zhǎng)途運(yùn)輸、高成本的方式將摻合料運(yùn)輸?shù)浇ㄖ?，大大提高了建筑成本，而且摻合料所具有的抑制堿骨料反應(yīng)的長(zhǎng)期作用也有待研究；(3)添加鋰鹽等化學(xué)添加劑，雖然具有較好的抑制效果，但是成本高，一般不會(huì)推廣使用。因此為了抑制混凝土的堿活性反應(yīng)，在配制混凝土?xí)r多采用在混凝土中添加摻合料的方法以抑制混凝土的堿活性反應(yīng)，目前所用的摻合料大多為粉煤灰(部分摻和硅粉)，但是不管是粉煤灰還是硅粉，其成本都相當(dāng)高，經(jīng)濟(jì)性不好。
針對(duì)上述問(wèn)題，急需一種低成本、便捷、高效的一致堿硅酸反應(yīng)的方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足，本發(fā)明提供了一種抑制混凝土堿硅酸反應(yīng)的方法，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有堿活性材料進(jìn)行加工處理后能有效抑制混凝土發(fā)生堿硅酸反應(yīng)，解決了目前工藝中存在的高成本、摻合料來(lái)源及成本受限等尖端問(wèn)題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：一種抑制混凝土堿硅酸反應(yīng)的方法，包括如下步驟：s1、將堿活性骨料粉磨為具有火山灰活性的粉狀料，且粉狀料的比表面積≥300m2/kg；s2、將粉狀料摻入混凝土中進(jìn)行拌合，粉狀料摻入量占混凝土膠凝材料總重量的比例≥20％。
進(jìn)一步的，所述粉狀料比表面積達(dá)為300m2/kg-1000m2/kg。
進(jìn)一步的，所述粉狀料的摻入量占混凝土膠凝材料總重量的比例為20％～50％。
進(jìn)一步的，所述步驟s1中包括：在堿活性骨料粉磨前，添加占?jí)A活性骨料重量0.5％～0.8％的激發(fā)劑，提高粉狀料的火山灰活性。
進(jìn)一步的，所述激發(fā)劑為石灰或石膏。
相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果：
1、有效抑制具有堿活性骨料的混凝土發(fā)生堿硅酸反應(yīng)，通過(guò)快速砂漿棒法測(cè)試結(jié)果：14天膨脹率大于0.3％的堿活性骨料在使用本發(fā)明的方法后，同等條件下，14天和56天膨脹率均低至0.01％，對(duì)應(yīng)的14天和28天膨脹率降低率均大于75％，具有明顯改善，能長(zhǎng)期抑制堿硅酸反應(yīng)的發(fā)生，提高了建筑的可靠性及使用壽命；
2、本發(fā)明中采用的堿活性骨料與混凝土使用的原材料相同，節(jié)約了運(yùn)輸摻合礦物料的運(yùn)輸成本，也節(jié)約了采購(gòu)成本，再者，使得混凝土中的含有物種類減少，可靠的控制周邊效應(yīng)的產(chǎn)生；
3、對(duì)于只有堿活性骨料的地區(qū)也能直接采用堿活性骨料參與建筑，通過(guò)本發(fā)明的方法合理利用了現(xiàn)有資源，使得堿活性骨料的廣泛應(yīng)用成為可能。
3、粉狀料的比表面積與摻入膠凝材料中的重量成反比，可通過(guò)增加粉狀料粉末時(shí)間來(lái)減少摻入量，也能通過(guò)增加摻入量來(lái)減少粉狀料的粉磨時(shí)間，能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用情況，合理調(diào)節(jié)資源配比，最大程度控制成本的同時(shí)防止堿硅酸反應(yīng)的產(chǎn)生。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。
通過(guò)jgj52-2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》中的砂漿棒快速法在80℃、1m濃度naoh溶液里浸泡14天齡期的膨脹率為0.331％，對(duì)于膨脹率低于0.1％的可認(rèn)為為非活堿性材料，作為參照基準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，以說(shuō)明本發(fā)明所述方法的使用效果。
根據(jù)astmc441-2005《standardtestmethodforeffectivenessofpozzolansorgroundblast-furnaceslaginpreventingexcessiveexpansionofconcreteduetothealkali-silicareaction》中對(duì)膨脹率降低率的定義，對(duì)14天和56天膨脹率降低率越高，產(chǎn)生堿硅酸反應(yīng)的可能性越低，可作為混泥土產(chǎn)生堿硅酸反應(yīng)判定條件，作為參照基準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，以說(shuō)明本發(fā)明所述方法的使用效果。
采用產(chǎn)自中國(guó)河北靈壽縣堿活性燧石骨料作為實(shí)施例原材料進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。
實(shí)施例1：
本發(fā)明包括以下步驟：
s1:取堿活性燧石骨料，使用球磨機(jī)粉磨0.5h，形成比表面積為394.2m2/kg的粉狀料，使其具有火山灰活性；
s2:將粉狀料、混凝土原料(包含堿活性燧石骨料)及混凝土膠凝材料進(jìn)行拌合，其中粉狀料的摻入量為混凝土凝膠材料總重量的50％。
采用砂漿棒快速法對(duì)拌合后的混凝土進(jìn)行測(cè)試，14天和56天的膨脹率分別為0.085％和0.097％；而14天和56天的膨脹率降低率分別為74.3％和80.9％。膨脹率低于0.1％認(rèn)定堿活性材料的標(biāo)準(zhǔn)線，是可以直接使用的。而且膨脹率降低率處于中上水平，對(duì)后期的維持效果也有保證。
實(shí)施例2：
本發(fā)明包括以下步驟：
s1:取堿活性燧石骨料，使用球磨機(jī)粉磨1.0h，形成比表面積為542.5m2/kg的粉狀料，使其具有火山灰活性；
s2:將粉狀料、混凝土原料(包含堿活性燧石骨料)及混凝土膠凝材料進(jìn)行拌合，其中粉狀料的摻入量為混凝土凝膠材料總重量的40％。
采用砂漿棒快速法對(duì)拌合后的混凝土進(jìn)行測(cè)試，14天和56天膨脹率分別為0.057％和0.070％；而14天和56天的膨脹率降低率分別為82.8％和86.2％。
實(shí)施例3：
本發(fā)明包括以下步驟：
s1:取堿活性燧石骨料，使用球磨機(jī)粉磨1.5h，形成比表面積為701.2m2/kg的粉狀料，使其具有火山灰活性；
s2:將粉狀料、混凝土原料(包含堿活性燧石骨料)及混凝土膠凝材料進(jìn)行拌合，其中粉狀料的摻入量為混凝土凝膠材料總重量的30％。
采用砂漿棒快速法對(duì)拌合后的混凝土進(jìn)行測(cè)試，14天和56天膨脹率分別為0.065％和0.075％；而14天和56天的膨脹率降低率分別為80.4％和85.3％。
實(shí)施例4：
本發(fā)明包括以下步驟：
s1:取堿活性燧石骨料，使用球磨機(jī)粉磨2h，形成比表面積為899.9m2/kg的粉狀料，使其具有火山灰活性；
s2:將粉狀料、混凝土原料(包含堿活性燧石骨料)及混凝土膠凝材料進(jìn)行拌合，其中粉狀料的摻入量為混凝土凝膠材料總重量的20％。
采用砂漿棒快速法對(duì)拌合后的混凝土進(jìn)行測(cè)試，14天和56天膨脹率分別為0.080％和0.096％；而14天和56天的膨脹率降低率分別為75.8％和81.1％。
實(shí)施例5：
本實(shí)施例在采用實(shí)施例1～實(shí)施例4中的方法時(shí)，在堿活性骨料粉磨前，添加堿活性骨料重量的0.5～0.8％的石灰或者石膏，以提高粉狀料的火山灰活性，能進(jìn)一步提高粉狀料水化反應(yīng)的效果，而抑制堿硅酸反應(yīng)的效果也能得到增強(qiáng)。
最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。