文档介绍：重庆交通大学土木工程学院1混凝土结构耐久性2016年4月22日重庆交通大学土木工程学院吴海军博士、教授Durability of Concrete Structure重庆交通大学土木工程学院2第7章混凝土的碱-集料反应重庆交通大学土木工程学院3内容1碱-集料反应的认识历史碱-集料反应的种类和反应机理2碱-集料反应对结构的影响3碱-集料反应的发生条件4碱-集料反应的破坏特征抑制碱一集料反应的预防措施56重庆交通大学土木工程学院4?ARR定义——是水泥、含碱外加剂和环境等释放的可溶性碱(钾、钠)溶于混凝土孔溶液中,与骨料中的活性矿物成分在混凝土硬化后逐渐发生的具有膨胀性的化学反应。反应产物膨胀产生内应力,导致混凝土膨胀和开裂的现象。?反应类型反应类型碱硅反应(ASR)碱碳酸盐反应(ACR)碱硅酸盐反应(ASLR)、碱集料反应的发现与研究历史重庆交通大学土木工程学院5?产生碱-集料反应破坏的形式常见的碱—集料反应破坏形式重庆交通大学土木工程学院6碱集料反应是影响混凝土耐久性的主要因素之一,它被一些学者称为混凝土的“癌症”。充分掌握集料的碱活性程度对确保大型工程的耐久性具有重大的意义。概述碱集料反应对混凝土建筑物的破坏是在1930年首次发现的。100多年以来,混凝土的碱集料反应已经在世界各地造成了大量混凝土工程的严重破坏。国际混凝土碱集料反应会议(ICAAR)自1974 年首次在丹麦召开以来,已连续召开十三届,并一直受到混凝土领域极大关注。该会议发展为本领域四年一次的学术盛会。会议的主题内容也由最初的工程案例鉴定不断扩展到与土木结构工程、材料表征、物理、化学、应用矿物学和计算机模拟等专业领域相融合,研究层次更是深化到各尺度的细观研究。研究历史重庆交通大学土木工程学院7世界首例美国加州Ash Creek桥梁AAR破坏图片使用8年美国某高速公路隔音墙AAR破坏图片世界ASR 破坏案例几乎遍及美国所有州(ACR仅5个州),大坝、桥梁、机场、道路以及各种海工构筑物,在交通设施和机场路面尤为严重,仅次于钢筋锈蚀的第二大混凝土病害。、碱集料反应的发现与研究历史时间国家工程事件危害1920年美国加利福利亚州的王成桥桥墩桥墩顶部建成后的第3年就发生裂缝,1924年所有桥墩顶部都发生了裂缝。此后至30年代在加州又陆续发现许多类似裂缝,如学校建筑物、海岸和公路路面等结构工程中,直到1940年2月,加州公路局的StanTon,,这就是最早发现的一种碱骨料反应(Alkali-Aggregate Reaction,简称AAR),并将这种反应类型定名为碱硅酸反应。AAR成为了一个全球性的问题,碱骨料反应在混凝土中产生的破坏难以阻止和修复,且会加速其它劣化因素对混凝土结构的破坏,造成更为严重的事故,因此被称为“混凝土的癌症”。半个多世纪以来,己在世界范围内造成了大量混凝土工程的破坏和巨大的经济损失。包括大坝、桥梁、公路、机场、港口及工业民用建筑。1940年美国高98米的派克混凝土拱坝1922年建成,1940年即发现混凝土大坝严重裂缝1944年美国德鲁姆有他混凝土拱坝大坝运行20年后即发现坝面严重破坏,当时以为冰冻破坏,凿除坝面混凝土后重新浇筑混凝土并进行喷浆防护,但是20年后混凝土又严重破坏,深度达8~20cm,1965年采用环氧树脂修补,几年后表面又出现破坏,经试验研究证实为碱骨料反应破坏,1968年坝体拆除重建英国瓦尔德拉玛雷混凝土重力坝大坝混凝土表面严重裂缝,结构明显变形,反应产物白色凝胶布满下游坝面加拿大不哈罗水电站由于采用了砂岩等活性骨料和高碱水泥,造成了严重的碱骨料反应破坏德国法国丹麦南非中国相继发现碱骨料反应破坏,1990年前后,我国也有很多AAR破坏的报道,事故发生地遍布北京、天津、山东、陕西、内蒙古、河南等地,破坏工程涉及立交桥、机场、大型预应力混凝土桥梁、铁路轨枕、一些工业和民用建筑。