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关于混凝土-我的几点感悟(一) 精选

已有 10500 次阅读 2017-7-27 08:45 |系统分类:科研笔记

                 

  201611月北京一次会议上,清华大学廉慧珍老师对我讲:“宝联,你的空间文章不错,好多人都在看,但是你转载的文章最好加个点评,因为你不点评别人就以为你认同文章观点,而有些观点是值得商榷的,毕竟看的人很多,容易造成理解上的混乱”,廉老师说的很对,然后我与廉老师又请教了关于几个基本概念的理解,廉老师与我建议,可以考虑写些东西,我当时只是偶然一闪念,也并无多少构思,这几天闲下来,想想可能还是应该写点东西,先简单罗列几点粗浅认识算是抛砖引玉吧,不当之处还请各位专家指正。

1 商品混凝土or预拌混凝土?

预拌混凝土采用集中搅拌,是混凝土生产由粗放型生产向集约化大生产的转变,它实现了混凝土生产的专业化、商品化和社会化,是建筑依靠技术进步改变小生产方式,实现建筑工业化的一项重要改革,而且有显著的社会、经济效益,为了区分20世纪50年代冶金系统如鞍钢及包钢企业内部曾使用过的集中搅拌混凝土,并强调其进入社会后的商品属性,曾命名它为“商品混凝土”。但在商品混凝土的技术标准中,为了与国际接轨,仍称其为预拌混凝土,英文是Readymixedconcrete,不能直译成commodityconcrete。闻德荣老先生也一直强调,当时的背景主要强调混凝土的商品属性,现在再这么叫已经不合适了,只是大家都叫习惯了,预拌混凝土才是真正的提法,比如《预拌混凝土 GBT14902-2012》、预拌混凝土生产施工技术规程 DBJ13-42-2013》。

2 碱集料反应or-集料反应?

-集料反应英文名称:alkali-aggregate reaction从这里可以直观看出,是-集料反应指混凝土集料中某些活性矿物(活性氧化硅、活性氧化铝等)与混凝土微孔中的碱溶液产生的化学反应,其反应生成物体积增大,从而导致混凝土结构发生破坏。碱集料-集料看似只有一个波折号,但却是概念的混淆。

3 -集料反应碱是什么?

混凝土碱-集料反应分为3种:碱—硅反应,碱—碳酸盐反应和碱—硅酸盐反应。其中碱—硅反应最为常见。碱集料反应产生的碱—硅酸盐等凝胶遇水膨胀,将在混凝土内部产生较大的膨胀应力,从而引起混凝土开裂。混凝土集料在混凝土中呈均匀分布,故裂缝首先在混凝土表面无序、大量产生,随后将加速其他因素的破坏作用而使混凝土耐久性迅速降低。引起碱-集料反应的三个条件中有两个来自混凝土内部,一是混凝土中掺入了一定数量的碱性物质,或者混凝土处于有利于碱渗入的环境;二是集料中有一定数量的碱活性骨料(如含SiO2的骨料);三是潮湿环境,可以提供反应物吸水膨胀所需要的水分。

实际上,这里的碱并不是氢氧化钙,而是碱金属离子,主要是钾离子、钠离子,氢氧化钙只是提供了碱性环境,下面的反应式可以看出这一点。

 

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4 关于控制碱-集料反应的氧化纳当量计算

为控制碱-集料反应,1941年美国提出水泥含量低于0.6%(即Na2O+0.658K2O)为预防发生碱骨料反应的安全界限,K2O前面0.658的系数怎买来的?我问过很多年轻人,其中不乏科班出身的,没有一个能答上来。在回答这个问题之前,先了解下,碱集料反应是一种膨胀反应,体积的变化。在元素周期表中,钾和钠属于一个序列,同族,化学性质相似,Na2OK2O的空间结构相似,都属于反萤石结构。

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1 萤石型结构

萤石结构可以理解为:Ca2+ 做立方最紧密堆积,F-充填在其中全部的四面体孔隙中。N个球最紧密堆积有2N个四面体空隙,所以Ca:F= 1:2,故得其分子式为CaF2。萤石(CaF2)、氯化锶(SrCl2)、氯化钡(BaCl2)、氟化铅(PbF2)都如此。

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2 反萤石型结构

氧化钾(K2O)、氧化钠(Na2O)、氧化锂(Li2O)为反萤石结构,阴离子按立方紧密方式堆积,阳离子则填充了其中所有的四面体空隙。假设一个氧化钾分子所占的体积与氧化钠相同,那么就出现了当量的概念,氧化钾分子量94.2氧化钠分子量61.98,61.98/94.2=0.658,这个假设的前提是两者分子所占体量一样,但胡明玉唐明述通过对试验数据进行聚类分析和作图分析,提出当前普遍使用的当量碱计算公式Na2Oeq=Na2O+0.658K2O中K2O的系数偏大,并初步得出该系数应为0.4~0.5

(待续)




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4 张海权 黄永义 苏德辰 shenlu

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