含铝物质对碱硅酸反应的影响及机理研究

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1、摘要摘要碱一骨料反应是导致混凝土耐久性下降、过早失去使用价值、缩短寿命的主要原因之一。碱一硅酸反应作为最主要和最普遍的碱一骨料反应类型，其抑制措施的研究一直是混凝土耐久性研究的重要内容。论文研究几种含铝物质对碱一硅酸反应的影响，并对其抑制碱一硅酸反应的机理进行探讨。采用石英玻璃作为碱活性骨料，利用快速砂浆棒法检测几种含铝物质(包括活性A1203掺合料、氢氧化铝、硫酸铝、硝酸铝、改性硝酸铝)对碱一硅酸反应的抑制效果，结合x射线衍射(Ⅺm)、扫描电镜(SEM)等测试手段，分析含铝物质对碱一硅酸反应产生影响的原因。活性m203掺合料通过煅烧

2、处理生铝矾土来获得。结果表明，活性A1203、氢氧化铝可以抑制碱一硅酸反应，硫酸铝、硝酸铝对碱一硅酸反应基本无抑制效果。从有效碱含量，铝的固溶对C．S-H凝胶吸附碱离子的影响，含铝物质对碱-硅酸反应产物的影响几方面研究含铝物质抑制ASR的机理，结果如下：活性A1203掺合料可以使混凝土孔溶液中有效碱含量降低。随活性A1205掺量的增加，孔溶液中有效碱含量降低。但随氢氧化铝掺量增大，孔溶液中有效碱含量先降低后增大。固溶A13+离子的C．S-H凝胶对Na÷离子的吸附能力增大，且C．S．H凝胶的AI／Si摩尔比对C．S．H凝胶吸附碱的能力有

3、影响。AI／Si摩尔比为某一定值时，C·S-H凝胶对Na+离子吸附量最大。固溶铝的C．S-H凝胶对Na?离子吸附量随时间的增加而增大。含铝物质对碱．硅酸反应产物有影响。含铝物质的加入使碱．硅酸反应产物发生变化，产物趋向于生成晶体类物质。石英玻璃在含铝碱溶液中浸泡产生沸石类矿物。图【31】表【17】参【49】关键词：碱．硅酸反应；铝矾土；含铝物质；抑制；机理分类号：(TQl72)河北理工大学硕士学位论文AbstractAlkali-aggregatereaction(AAR)isoneofthemostimportantfactorst

4、hatcauseconcretelosingitsdurabilityandusablevaluetooearlyaswell髂cuttingdownitslife．Alkalisilicareaction(ASIUisthemostimportantanduniversaltypeofAARandithasbeenahottopicinareaofAARstudytoavoidASRexpansion．Inthispaper，theeffectofseveralsubstancescontainingaluminumonalkali

5、·silicareactionandmechanismwereinvestigated．Quartzglasswas—usedforthealkalireactiveaggregate．Byultra-acceleratedmortar-bartest,theeffectsofseveralsubstancescontainingaluminum(includingactivealuminaadmixture、aluminumhydroxide、aluminumsulfate、aluminumnitrateandrectifiedal

6、uminumnitrate)onalkali-silicareactionweretested．CombinedwithXRDandSEM，thereasonsofaluminumonalkali·silicareactionWereinvestigated．Activealuminaadmixturewasobtainedbyburningbauxite．Theresultsshowedthatalkali-silicareactioncallbeinhibitedwhenthereplacementofcementbyactive

7、aluminaandaluminumhydroxide，butcallnotbeinhibitedbyaluminumsulfateandaluminumnitrate。TheinhibitingmechanismofthesubstancescontainingaluminumonASRwasdiscussedfromthecontentofavailablealkali、theeffectofC．S．HthatA13+ionsweresoliddissolvedinonadsorptionabilityforalkaliionsa

8、ndtheeffectofproducts，theresultsweregoRen：Thecontentofavailablealkaliofporesolutionwasreducedbyactivealumina．T