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。混凝土中的水泥、外加劑、混合料、水以及砂石骨料中的堿會在混凝土澆筑成型中會發(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，隨著時間的延長，內(nèi)應(yīng)力會越來越大將澆筑成型的混凝土脹裂、而且這種脹裂是無法補救的，嚴(yán)重時只能造成建筑的報廢拆除。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)。

目前國內(nèi)外主要采用以下幾種措施來抑制堿硅酸反應(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，對于堿活性骨料中含堿量比較高的地區(qū)，只能通過長途運輸、高成本的方式將摻合料運輸?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)濟性不好。

針對上述問題，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)實現(xiàn)要素：

針對現(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，通過對現(xiàn)有堿活性材料進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、摻合料來源及成本受限等尖端問題。

為實現(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％。

進一步的，所述粉狀料比表面積達為300m²/kg-1000m²/kg。

進一步的，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％。

進一步的，所述步驟s1中包括：在堿活性骨料粉磨前，添加占堿活性骨料重量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)，通過快速砂漿棒法測試結(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)約了運輸摻合礦物料的運輸成本，也節(jié)約了采購成本，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，可通過增加粉狀料粉末時間來減少摻入量，也能通過增加摻入量來減少粉狀料的粉磨時間，能根據(jù)現(xiàn)場使用情況，合理調(diào)節(jié)資源配比，最大程度控制成本的同時防止堿硅酸反應(yīng)的產(chǎn)生。

具體實施方式

下面通過實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步說明。

通過jgj52-2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標(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)進行對比實驗，以說明本發(fā)明所述方法的使用效果。

根據(jù)astmc441-2005《standardtestmethodforeffectivenessofpozzolansorgroundblast-furnaceslaginpreventingexcessiveexpansionofconcreteduetothealkali-silicareaction》中對膨脹率降低率的定義，對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)進行對比試驗，以說明本發(fā)明所述方法的使用效果。

采用產(chǎn)自中國河北靈壽縣堿活性燧石骨料作為實施例原材料進行試驗驗證。

實施例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拌合后的混凝土進行測試，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，對后期的維持效果也有保證。

實施例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拌合后的混凝土進行測試，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拌合后的混凝土進行測試，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拌合后的混凝土進行測試，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％。

實施例5：

本實施例在采用實施例1～實施例4中的方法時，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。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進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。