[发明专利]一种硅质岩人工细骨料碱活性的抑制方法

说明书

本发明公开了一种硅质岩人工细骨料碱活性的抑制方法，所述抑制方法所采用的砂浆由以下重量份数的原料制备而成：硅质岩砂900‑1000份、多元活性材料100‑140份、水泥250‑300份和水170‑200份；所述多元活性材料由偏高岭土、粉煤灰以及矿渣组成。本发明方法采用偏高岭土、粉煤灰以及矿渣作为多元活性材料替代部分胶凝材料拌制混凝土中，所得的砂浆不仅可以降低混凝土中的总碱含量，改善硅质岩带来的开裂、膨胀等问题，有效地延缓或抑制硅‑碱活性骨料的碱活性反应，扩宽了硅质岩骨料使用范围，且还可以提高砂浆的力学强度，原料充足、经济实惠，方便购买，将硅质岩大范围应用到工程中，对水利工程有非常大的积极作用。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体是涉及一种硅质岩人工细骨料碱活性的抑制方法。

背景技术

硅质岩是指SiO2的含量在70%～80%的岩石，且不包括因机械沉积作用产生的石英砂岩和石英岩。硅质岩属于沉积岩中的碳酸盐石，是碱活性矿物，在全球的分布较少。因为硅质岩属于碱活性较高的骨料，所以掺入到混凝土中容易发生碱骨料反应（AAR）。AAR根据反应机制可分为两大类：碱-硅酸盐反应（ASR）和碱-碳酸盐反应（ACR），又硅质岩属于碳酸盐类岩石，SiO₂含量很高，所以选用硅质岩作为混凝土的细骨料主要会造成大坝发生ASR。

ASR是混凝土孔隙溶液中的碱（Na⁺、K⁺和OH^-）之间的化学反应还有一些不稳定的硅质相出现在混凝土骨料中，ASR的反应公式如下:

2NaOH+SiO₂+nH₂O→Na₂O·SiO₂·(n+1)H₂O

碱骨料反应最直观的表现就是使混凝土建筑发生不均匀膨胀形成开裂，且破坏不可逆转，从而减少混凝土建筑的使用寿命。目前混凝土行业最常用来抑制ASR的方法有三种：（1）控制混凝土中的碱含量。（2）采用粉煤灰取代水泥拌制混凝土。（3）隔绝水和潮湿空气。隔绝水和潮湿空气在实验室可以实现，具体工程建设是比较难实行的，工程上最常用来抑制ASR的方法是采用外加粉煤灰替代水泥，从而降低混凝土的总碱含量，达到抑制ASR的效果。虽然掺入粉煤灰能一定程度上降低硅质岩人工砂砂浆总体的碱含量，从而达到抑制碱活性反应的效果，但是抑制膨胀的同时，砂浆强度也会降低。

本次将采用多元活性材料替代部分胶凝材料拌制混凝土，加入一定比例的多元活性材料不仅可以有效地延缓或抑制硅-碱活性骨料的碱活性反应，还可以提高砂浆的力学强度，此外，多元活性材料原料充足、经济实惠，方便购买。

发明内容

本发明为了解决硅质岩发生碱活性反应的问题，提供一种硅质岩人工细骨料碱活性的抑制方法。本发明方法采用偏高岭土、粉煤灰以及矿渣作为多元活性材料替代部分胶凝材料拌制混凝土中，不仅可以降低混凝土中的总碱含量，有效地延缓或抑制硅-碱活性骨料的碱活性反应，还可以提高砂浆的力学强度，原料充足、经济实惠，方便购买，符合工程应用要求。

为了实现以上目的，本发明是通过如下技术方案实现：

一种硅质岩人工细骨料碱活性的抑制方法，所述抑制方法所采用的砂浆由以下重量份数的原料制备而成：硅质岩砂900-1000份、多元活性材料100-140份、水泥250-300份和水170-200份；所述多元活性材料由偏高岭土、粉煤灰以及矿渣组成。

作为本发明的优选技术方案：所述多元活性材料中偏高岭土、粉煤灰以及矿渣的质量比为0.5-2:0.5-2:1。

作为本发明的优选技术方案：所述硅质岩砂是采用5个粒径级配而成，分别为5～2.5mm、2.5～1.25mm、1.25～0.63mm、0.63～0.315mm、0.315～0.16mm。