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碱-硅酸反应(ASR)自1940年在美国发现以来,已经在世界范围内造成了严重的工程破坏和巨大的经济损失。我国是一个发展中国家,并且目前正处在建设的高峰期,大量的基础建设都需要用到混凝土。因而,如何预防与抑制活性集料的ASR膨胀就显得尤为重要。通常对ASR膨胀的抑制方法主要包括使用非活性集料、低碱水泥和矿物外加剂等,但是每一种方法均有其自身的缺点。自从1951年研究者发现锂盐能够抑制ASR膨胀以来,含锂外加剂抑制ASR膨胀已经取得了很多的进展,但是至今仍然存在一些未解决的问题。对于不同的集料,多少掺量的锂盐可以有效的抑制其ASR膨胀,怎样去有效的评价锂盐抑制ASR膨胀有效性,锂盐能否长期有效的抑制活性集料的ASR膨胀,并且为何锂盐对某些砂岩ASR膨胀的抑制效果不好,此外,对于锂盐抑制ASR膨胀机理至今还存在一定的争论。 本文主要采用三种不同的试验方法研究了LiNO3对沸石化珍珠岩、防城港砂岩、锦屏砂岩和两河口砂岩四种活性集料的ASR膨胀的抑制效果,对影响LiNO3抑制ASR膨胀效果的主要因素进行了分析,并用激光扫描共聚焦显微镜和SEM对长龄期养护的试件中的集料的反应程度进行了表征。利用XRD、SEM-EDS对浸泡在混合溶液中养护的集料切片的表面产物的组成和形貌进行分析,研究得出锂盐抑制ASR膨胀的机理,并阐述LiNO3对两河口砂岩的ASR膨胀抑制不良的原因。主要结论如下: 对于沸石化珍珠岩和防城港砂岩,在一定的范围内,[Li]/[Na+K]摩尔比越高,锂盐对ASR膨胀抑制效果越好,但是对于沸石化珍珠岩,[Li]/[Na+K]摩尔比较低,在后期其膨胀率甚至超过了未掺锂盐的试件;在一定的范围内,足量的LiNO3对沸石化珍珠岩和防城港砂岩的ASR膨胀具有良好的抑制效果。 对于锦屏砂岩,在80℃NaOH和LiNO3混合溶液养护条件下,在28d龄期内LiNO3对其ASR膨胀具有一定的抑制效果。但是当采用混凝土棱柱法和小混凝土柱法在38℃湿气养护时,掺加锂盐对试件的ASR膨胀基本没有抑制效果。而对于两河口砂岩,采用三种试验方法,LiNO3均不能有效抑制两河口砂岩的ASR膨胀,在后期LiNO3的掺入甚至会大大的增加试件的膨胀。对于锦屏砂岩和两河口砂岩,LiNO3不能长期有效的抑制其ASR膨胀。 影响LiNO3对集料ASR膨胀的抑制效果的主要因素为LiNO3的掺量、集料性质、养护温度和养护方式。 试件中掺加LiNO3时,Li会与集料中的活性SiO2反应生成一层凝胶和Li2SiO3晶体,它们会覆盖在集料中活性SiO2的表面,对活性SiO2形成包裹,可以减缓或阻止OH-对活性SiO2的进一步侵蚀,但是在[Li]/[Na+K]摩尔比较低,在后期反应形成的产物层会被破坏,仍然会导致ASR膨胀。