工程人，碱-骨料反应你听过吗？
几年前，上海松江一家做化工类产品公司的车间里，一个生产用罐体发生倾斜，且除该罐体发生倾斜外，其他罐体并未发生异常情况，都在正常生产。
据了解，该生产车间所在厂房投入使用已七、八年有余，厂区内及附近，近期并没有进行市政管沟方面的施工作业，所以基本可以排除地面发生不均匀沉降导致罐体倾斜的可能，问题很大可能出在罐体本身。
果不其然，据生产负责人回忆，大概一年前，曾经把这个罐体下方承装酸性液体搅拌桶的周边清空，重新浇筑了一个多立方的混凝土。因为原来的嵌固不实，搅拌过程中搅拌桶会晃动，导致酸性溶液飞溅出来。搅拌桶周边清空后，考虑到原来生产中是有酸性溶液外溅出来，担心酸性环境会影响浇筑混凝土的质量，于是就在搅拌桶周边撒了一些碱性剂，为的是中和一下……
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专家在进行现场踏勘时，发现罐体下面确实有个搅拌桶，但周边基本都被白色的粉末覆盖，看不清楚。在把白色粉末清理干净后发现，后浇筑的混凝土发生了膨胀开裂，从而扰动了罐体基础，导致罐体发生倾斜。
这是一起典型的混凝土碱-骨料反应。
碱骨料反应的三种类型
碱-骨料反应是指混凝土原材料中的碱性物质与活性成分发生化学反应，生成膨胀物质（或吸水膨胀物质），从而引起混凝土开裂的现象。由于它反应过程缓慢，影响因素极为复杂，而一旦发生，其引起混凝土开裂、破坏过程几乎无法阻断，是不可逆的，所以又有有“混凝土癌症”之称。
碱骨料反应大致有以下三种类型：
第一种类型 碱-硅酸反应常温下，骨料中的活性二氧化硅SiO2与水泥水化析出在溶液中的Na 、K 、OH（或者外来渗入）发生反应，生成硅酸盐凝胶。硅酸盐凝胶在水的作用下产生膨胀，造成混凝土结构物开裂、损伤。
第二种类型 碱-硅酸盐反应碱与某些层状硅酸盐骨料反应，使层状硅酸盐层间距离增大，骨料发生膨胀，造成混凝土膨胀、开裂。
第三种类型 碱-碳酸盐反应骨料中的某些微晶或隐晶的碳酸盐岩石（白云石、石灰石等）与水泥中的碱发生反应。反应产物是方解石、水镁石和碳酸碱。生成的碳酸碱会与水泥水化产生的氢氧化钙反应，生成碳酸钙并使碱再生，从而使反应持续进行。
碱-骨料反应造成混凝土结构开裂破坏，要具备以下三个条件：1.混凝土中骨料含有活性组分；2.混凝土中含有足够的碱；3.有水存在或者潮湿的环境。其中第2个因素是关键因素。因为另外两个因素在混凝土中是普遍存在的，只有当第2个因素满足时，碱-骨料反应才更容易发生。
半个多世纪以来，在世界各地已发生多起因碱活性骨料反应而导致混凝土工程严重破坏的案例。例如，美国的布克坝建成10年后，发生了较严重的碱-骨料反应；加拿大魁北克省的博赫尔格依斯水电站建成10余年后，陆续发现坝体因碱-骨料反应而出现严重的地图状开裂，并导致坝体各部位发生不同程度的位移。
如何预防碱-骨料发生？碱-骨料反应一旦发生，目前几乎没有行之有效的抑制手段，产生的混凝土破坏结果也非常严重，几无修补的可能。所以，现阶段，比较可靠的手段就是尽最大可能，避免反应的发生，通过事前控制达到抑制碱-骨料反应的目的。
关于碱-骨料反应的预防，施工作业规范中给出了这样几条建议，归纳如下：
1.首先从原材料方面采取措施，尽量使用非活性骨料，这样反应的概率非常低。
2.当使用活性骨料时，要严格控制混凝土中的总碱含量不要超标。水泥含碱量小于0.6％，这是控制发生碱-骨料反应的关键。
3.水泥原料中，应使用低碳的硅石或砂岩代替碱量高的黏土，尽量降低混凝土中水泥用量。
4.在保证混凝土施工质量情况下，掺入掺合料以抑制碱-骨料反应，比如掺加粉煤灰、磨细矿渣粉、超细沸石粉等。但掺粉煤灰要适宜，一般掺30％左右低钙灰为好。
5.掺加碱-骨料反应的抑制剂，常用的有锂盐、钙盐、2％～6％的碳酸钡 、硫酸钡、氯化钡等。合理使用抑制剂，也能在一定程度上抑制碱-骨料反应的发生。
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