[01475950]河南地区混凝土集料碱活性普测及抑制措施

一、任务来源 河南省教育厅自然科学研究计划（12A560009） 二、应用领域和技术原理 1. 应用领域：土木建筑工程 2. 技术原理： （1）对河南省不同地区混凝土所用砂、石采样进行碱活性测试,评价不同地区的砂、石的碱活性状况,绘制河南地区砂、石集料碱活性含量分布图; （2）对河南地区生产的水泥碱含量进行调研普查,研究其对碱骨料反应的影响; （3）研究粉煤灰掺量对混凝土碱-集料反应的抑制作用。 三、性能指标 1.测定了河南地区混凝土用砂石集料的碱活性; 2.调研了河南地区水泥及不同强度等级混凝土单方的碱含量; 3.研究了混凝土用砂集料碱活性超标时的抑制措施。 四、与国内外同类技术比较 本项目分别从以下三个方面进行了查新： 1. 河南地区混凝土用砂的碱活性实验测定与评价; 2. 河南地区混凝土用石子的碱活性实验测定与评价; 3. 河南地区混凝土用砂存在碱活性时的抑制措施研究。 查新机构对查新项目分别或综合进行国内文献对比分析。依据查新规则,检索到国内公开发表的中文文献66篇,密切相关文献1篇,其中较密切相关文献9篇。国内文献检索结果表明,除 本项目成员的研究成果外,未显示有相同文献报道。 五、成果的创造性和先进性 创新点1：测定了河南地区混凝土用砂、石的碱活性,并作出综合性评价。 河南大多地区混凝土用砂及全部地区的混凝用石子不存在潜在的碱-硅酸反应,少数地区的混凝土用砂存在一定程度的碱活性。绘制了河南省混凝土用细骨料碱活性分布如图1所示。 创新点2：河南地区混凝土用砂的碱活性超标时的抑制措施。 掺入粉煤灰对碱活性超标的砂试件膨胀率抑制作用十分明显,对4组试件,当粉煤灰掺量达10%时,试件在14d的膨胀率均在0.1%以下,即可有效地抑制集料的碱活性。粉煤灰掺量达20%时,与不掺粉煤灰相比,可将膨胀率降低约70%;粉煤灰掺量达30%时,可将膨胀率降低约90%以上;当粉煤灰掺入量达40%时,试件膨胀率变化较少,因此建议最佳粉煤灰掺量约为30%。对混凝土而言,当粉煤灰掺量达30%时,对骨料碱活性有较好的抑制效果,同时可以节省水泥用量,降低混凝土单方造价。 六、作用及意义 河南省粘土碱含量相对高,使得生产的水泥及熟料碱含量较高。如果盲目要求混凝土的碱含量低于某一限值,将会使在河南地区本地生产的水泥很大比例上的使用受到不必要的限制。同时,企业为生产低碱水泥不得不另选原料,既浪费了本地的优势资源,又增加了生产成本,也给生产过程带来很大的困难。 本项目对河南地区16个区域的混凝土用骨料的碱活性进行了普测,分析了各区域的混凝土用砂、石的碱活性状况,为本省重要工程的混凝土用骨料的选用,特别是大型水利工程的混凝土用骨料的来源,提供了重要参考。既预防了混凝土碱骨料反应的危害性,又能针对性地提出混凝土碱含量限值的要求,以达到最大限度节约和利用自然资源的目的,具有广阔的应用前景。 河南地区以火力发电为主,粉煤灰的排放量很高,而其利用率较低。粉煤灰作为混凝土掺和料用于土木工程领域不仅经济效益明显,还具有其他材料无法替代的技术优势,特别是其用量大、对环境无不利影响,亦为解决粉煤灰对环境影响最为根本的途径。本课题针对粉煤灰掺和料对本地区碱骨料反应的抑制作用,进行了实验测试,对河南地区用高碱水泥与活性骨料生产混凝土时,粉煤灰的掺加量及效果,给出明确的指导意见,在抑制混凝土碱骨料反应时,具有良好的经济效益和环境效益。