湘江砂卵石堿活性研究及抑制堿—骨料反應(yīng)的膠凝材料設(shè)計(jì).pdf

1、混凝土的堿-骨料反應(yīng)一直是全世界研究的熱門(mén)課題。大量的研究結(jié)果已經(jīng)指出，在配制混凝土的過(guò)程中摻入礦物摻合料可以有效地抑制堿-骨料反應(yīng)有害膨脹的發(fā)生，同時(shí)采用這些摻合料還可以提高混凝土其它方面的耐久性能，并且節(jié)約成本，因此研究礦物摻合料抑制堿-骨料反應(yīng)的有效性，以及對(duì)抑制堿-骨料反應(yīng)的膠凝材料進(jìn)行設(shè)計(jì)有重要的價(jià)值。
　　本文采用采用巖相法(ASTM C295-08)，砂、石堿活性快速試驗(yàn)方法(CECS48:93)，快速砂漿棒法(AS

2、TM C1260)以及場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)多種測(cè)試手段對(duì)湖南湘江湘陰段、湘潭段、望城段的砂子和卵石的堿活性進(jìn)行了全面的調(diào)查研究。
　　研究結(jié)果表明，湘江湘潭段、湘陰段和望城段的砂和卵石由硅質(zhì)的雜砂巖和石英巖組成，其中存在相當(dāng)含量結(jié)晶較差的隱晶和微晶石英，具有堿活性的可能性極大；快速砂漿棒法測(cè)得的結(jié)果也指出，試件14d的膨脹值均超過(guò)了ASTMC1260規(guī)定的閾值0.1％，因此，判定這些砂和卵石為堿活性骨料。最后通過(guò)掃描

3、電子顯微鏡的觀察，發(fā)現(xiàn)了典型的堿-硅酸(ASR)反應(yīng)產(chǎn)物凝膠形貌，以及骨料周邊的裂紋，同時(shí)輔以能量散射X-射線分析(EDXA)，得到了這些產(chǎn)物的化學(xué)組成，證實(shí)了產(chǎn)物為ASR凝膠。
　　在上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，通過(guò)摻入粉煤灰和礦粉等質(zhì)量取代水泥，可以有效地抑制ASR反應(yīng)的膨脹。同時(shí)，采用正交設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)的了7組實(shí)驗(yàn)對(duì)抑制ASR反應(yīng)膨脹的膠凝材料進(jìn)行了優(yōu)化，繪制了相應(yīng)的膨脹值等值線圖，并得到了抑制ASR反應(yīng)膨脹的安全的膠凝組分區(qū)域。

4、r>　　基于正交設(shè)計(jì)法的基本原理，求得了預(yù)測(cè)ASR膨脹的回歸方程模型，對(duì)湘江砂和卵石分別設(shè)計(jì)了多組實(shí)驗(yàn)，比較了預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值，結(jié)果顯示，一方面，預(yù)測(cè)的結(jié)果誤差非常小，滿足規(guī)范的精度要求，另一方面，置信水平為95％時(shí)，預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值也顯示出非常好的擬合效果。證實(shí)了因子設(shè)計(jì)法用于抑制ASR膨脹的膠凝材料設(shè)計(jì)時(shí)有很好的適用性。
　　本文的研究揭示了湘江砂和卵石存在堿活性，采用這類(lèi)骨料的工程發(fā)生堿-骨料反應(yīng)的可能性極大，必須予以重視；工程