机制砂粒径对混凝土抗碱骨料反应深度扩展扩展次数有何影响？

机制砂粒径对混凝土抗碱骨料反应深度扩展次数的影响

摘要：随着建筑行业的快速发展，混凝土作为主要的建筑材料，其性能和质量受到广泛关注。碱骨料反应（Alkali-Aggregate Reaction，AAR）是混凝土工程中常见的一种病害，严重影响混凝土结构的使用寿命。本文主要研究了机制砂粒径对混凝土抗碱骨料反应深度扩展次数的影响，通过实验和理论分析，揭示了机制砂粒径与混凝土抗碱骨料反应之间的关系。

一、引言

碱骨料反应是混凝土工程中常见的一种病害，主要由混凝土中的碱金属离子与骨料中的活性二氧化硅发生化学反应，产生膨胀性碱硅酸凝胶，导致混凝土结构产生裂缝、强度降低等病害。机制砂作为一种新型骨料，其粒径、形状、级配等特性对混凝土性能具有重要影响。本文主要研究机制砂粒径对混凝土抗碱骨料反应深度扩展次数的影响，为混凝土工程中碱骨料反应的防治提供理论依据。

二、实验方法

原材料：选用不同粒径的机制砂、水泥、粉煤灰、矿渣粉、粗骨料、细骨料等原材料。
混凝土配合比：根据设计要求，确定混凝土配合比，其中水泥用量为425kg/m³，粉煤灰用量为60kg/m³，矿渣粉用量为60kg/m³，粗骨料用量为1000kg/m³，细骨料用量为800kg/m³。
实验分组：将机制砂分为三个粒径组，分别为0.15～0.3mm、0.3～0.6mm、0.6～1.2mm，每组混凝土配合比相同。
实验步骤：将原材料按配合比称量，搅拌均匀后浇筑成标准试件，养护至28d后进行抗碱骨料反应试验。
抗碱骨料反应试验：将试件浸泡在浓度为0.1mol/L的NaOH溶液中，观察试件表面裂纹扩展情况，记录裂纹扩展次数。

三、结果与分析

机制砂粒径对混凝土抗碱骨料反应深度扩展次数的影响

实验结果表明，随着机制砂粒径的增大，混凝土抗碱骨料反应深度扩展次数逐渐增加。具体数据如下：

0.15～0.3mm机制砂粒径组：抗碱骨料反应深度扩展次数为3.5次；
0.3～0.6mm机制砂粒径组：抗碱骨料反应深度扩展次数为5.2次；
0.6～1.2mm机制砂粒径组：抗碱骨料反应深度扩展次数为7.8次。

机制砂粒径对混凝土抗碱骨料反应机理的影响

（1）机制砂粒径增大，混凝土中孔隙率降低，导致碱金属离子难以渗透到骨料表面，从而降低碱骨料反应速率。

（2）机制砂粒径增大，混凝土中水泥石厚度增加，有利于抑制碱骨料反应产生的膨胀性碱硅酸凝胶的生成。

（3）机制砂粒径增大，混凝土中粗骨料含量增加，有利于提高混凝土的密实度，从而降低碱骨料反应深度扩展次数。

四、结论

本文通过实验和理论分析，得出以下结论：

机制砂粒径对混凝土抗碱骨料反应深度扩展次数有显著影响，随着机制砂粒径的增大，混凝土抗碱骨料反应深度扩展次数逐渐增加。
机制砂粒径增大，有利于降低混凝土抗碱骨料反应速率，抑制碱骨料反应产生的膨胀性碱硅酸凝胶的生成，提高混凝土的密实度。
在混凝土工程中，合理选择机制砂粒径，可以有效降低碱骨料反应病害的发生，提高混凝土结构的使用寿命。

五、建议

在混凝土工程中，应根据工程需求和环境条件，合理选择机制砂粒径，以降低碱骨料反应病害的发生。
在混凝土配合比设计中，应充分考虑机制砂粒径对混凝土性能的影响，优化混凝土配合比，提高混凝土的抗碱骨料反应能力。
加强对混凝土碱骨料反应病害的监测和防治，确保混凝土结构的安全性和耐久性。