某工程混凝土异常膨胀的调查与分析.pdf

某工程混凝土异 常膨胀 的调查与分析 T h e t a ( ) 图6 X R D图谱 金 属铝粉正是早期混凝 土行 业中 用作混凝 土膨胀剂膨 胀源的一种 比较常用 的物质 但 铝粉作膨胀源 在膨 胀时机和 膨胀量上具有很大 的不可控性 且对 强度 影响较大 已被 明令 禁止用于生产混凝土膨胀剂 铝是一种化学性质 活泼的两性金属 在一定条件下能 与 强碱发生化学反应 生成氢气并 放出热量 化学反应方程式 见 式： 2 A 1 + 2 0 H 一 +2 H 2 0=2 A l O f +3 H 2 t + 热量 2 A l + 6 H 2 O = 2 A I ( O H ) 3 + 3 H 2 t A I ( O H) 3 + O H 一 = A l O 2 - + 2 H2 0 反应实质上是一个分步反应 ， 铝先与水反应( 式) ， 生 成氢 氧化铝 ，且温度越高反应越快 ；在 强碱 环境 中 ， A I ( O H) ， 和O H 一 反应生成偏铝酸盐和水( 式) 。 从上 可以看 出 影响A l 与水反应 速率 的关键 因素是温度 和 强碱性环境 所 以该反应 的发生应具备三个条 件 ：一定 的温 度 ； 强碱环境 ； 有单质铝参与 。 式中生成的氢气是一种可燃的气体， 密度为0 0 8 9 9 g L ， 约为空气的1 1 4 其扩散性和导热能力 为空气 的7 倍 。 根据温度 的不 同， 1 g 铝完全反应 后放出 的氢气 1 2 4 L 1 4 4 L， 如此 多量 的 氢气如果被密封在混凝 土内 将会 产生很大 的应 力 在混凝 土 强度尤其是抗 拉强 度很低 的早期 阶段 ，这种应力足 以让混凝 土产生膨胀和开裂 3 2混凝土 冒气膨胀过程分 析 从前述分析可知 导致该工程楼板混凝土产生 冒泡膨胀 的 源头是混杂在粉煤灰 中的金 属铝粉 ， 结 合其膨胀机理 ， 对其产 生的异常情况分析 如下 ： ( 1 ) 在混凝土拌合、 运输及浇筑初 期 ， 水泥水化反应处于诱 圈 C h o n g q n g A rc h ite c tu re 2 0 14 N O 7 导期 放热 速率 小 ， 碱度低 ， 粉煤灰 中金 属铝表 面存在 的氧 化物 尚未 完 全溶解 金属 铝 与水反 应 较为 缓慢 冒泡现象不 明显 。 ( 2 ) 在 混凝 土凝 结和早期硬化 阶段 为水 泥水化 加速期 强碱性环 境 ( p H值 1 0 l 2 ) 逐渐 形成 ， 水化热 逐渐升 高 此 时三个 条件 同时 具 备 ， 反应开始发生 。 ( 3 )单质铝 与强碱发 生反应 ， 生成可燃性 的氢气并放 出热量 由 于该反应有水参 与 要消耗掉混凝 土 中的游离水 混凝土表现 出坍落 度损失较快 ： 同时扩散性极强 的氢 气 溢出至混凝 土表面后 从混凝土 表面泌水 、养护水或浮浆中 冒出 呈现出“ 沸腾状” ( 4 ) 在混凝 土尚未完全失 去塑性的初凝至终凝 阶段 ， 混凝 土强度特别是抗拉 强度很低 封 闭在混 凝土 内部 的大量氢 气 产生较大 的应 力 使混凝 土体 积产生膨胀甚 至开裂 。 氢气 溢出 后混凝 土内部 原先被氢气 占据 的空 间形成气孔 表 面混凝土 形成 向外 的喇叭 口形气孑 L 。 4结论 通过对该工程楼板混凝 土所用原材料进行深入分析 结合 现场调查 。 得出混凝 土发生 冒气 、 膨胀 的原 因是粉煤灰 中的铝 粉所致 掺合料是商 品混凝土实现高性能 、 高耐久性的技术措施 和 必要条件之一 但这很大程度 上取决于掺合料 的品质 劣质的 掺合料往往适得 其反 在重庆地 区掺合 料特别是优质 粉煤 灰 供不应求 的现实 条件下 如何兼顾 生产和质量是每个从 业者 必须认 真思 考的问题 。此外 ，开发 出一种新型 的混凝 土掺合 料 。 作为粉煤灰 的替代 品也是迫在眉睫的。 参考文献 ： 【 1 陈碧宗 浅析高铁混凝土施工中冒泡现象 J 】 福建建材， 2 0 1 1 ， 2 【 2 】 吴丹虹 问题粉 煤灰引起混凝 土异常 现象 的原 因分析 J 粉煤灰 ， 2 0 0 9 ， 3 3 1 黄象杭 叶青 一起由粉煤灰引起的混凝土冒泡事故分 析 J 浙江建筑 ， 2 0 0 7 ， 1 0 责任编辑 ： 孙苏 ， 李 红