碱-骨料反应对地坪工程的影响

   碱-骨料反应(Alkali-Aggregate Reaction，简称AAR或Alkali Silica Reaction，简称ASR）是指水泥中的碱性氧化物含量较高时，会与骨料中所含的二氧化硅发生化学反应 ，并在骨料表面生成碱-硅酸凝胶，吸水后会产生较大的体积膨胀，导致混凝土胀裂现象。
碱-骨料反应条件是在混凝土配制时形成的，配制的混凝土中要有足够的碱和反应性骨料，在混凝土浇筑后就会逐渐反应，在反应后产物吸水膨胀，其产生内应力足以使混凝土开裂，便开始出现裂缝。这种裂缝的损害随着碱-骨料反应的发展而扩大，严重时会使工程崩溃。
因碱骨料反应时间较为缓慢,短则几年,长则几十年才能被发现。
碱-骨料反应的类型主要为以下三种：
1、碱-硅反应（Alkali-Silica Reaction，简称ASR），是指混凝土中的碱与不定型二氧化硅的反应；
2NaOH+SiO2+nH2O →Na2O•SiO2•(n+1)H2O
2、碱-硅酸盐反应（Alkali-Silicate Reaction，简称ASR），是指混凝土中的碱与某些硅酸盐矿物的反应。
3、碱-碳酸盐反应（Alkali-Carbonate Reaction，简称ACR），是指混凝土中的碱与某些碳酸盐矿物的反应。碱－碳酸盐反应是指混凝土中的碱与具有特定结构的黏土质细粒白云质石灰岩或黏土质细粒白云岩集料发生下列反应，进行的           所谓去（脱）白云化作用。
CaMg(CO3)2+2NaOH→ Mg(OH)2+CaCO3+Na2CO3
Na2CO3+Ca(OH)2 → 2NaOH+CaCO3
这种反应持续进行，直至白云石被完全作用或碱浓度降到足够低为止，其特点是反应较快，而且反应少见凝胶产物，多呈龟裂或开裂。
碱-骨料反应时固相与液相之间的反应，起发生具备三个要素：Ⅰ碱活性骨料；Ⅱ有碱存在（K、Na等离子）；Ⅲ水。

国内某地坪工程施作过程有使用耐磨材、密封固化剂等，半年后发生开裂情况如上图所示，图中可见地坪明显出现爆裂，已严重影响到正常使用，分析原因可能为碱-骨料反应所致。国内除了大规模工程（如高铁）对水泥有严格要求，指定用低碱水泥之外，其它均未要求低碱。低碱水泥是指碱金属氧化物（氧化钾和氧化钠）含量低的水泥。总碱含量以当量氧化钠（Na2O+0.658K2O）计算，低碱水泥要求总碱含量（当量氧化钠）低于0.6%。国内工程所用水泥基本具有一定的碱性，如与萘系减水剂（一般国内萘系减水剂中Na2SO4含量超过16%）配合使用，且骨料中含有活性SiO2（如玉髓、玛瑙、鳞石英、方石英等等材料，在我国广西红水河地区、辽宁锦州地区、北京地区、沱江地区等地的骨料含较高活性成分。) 会增加碱-骨料反应的机率。况且，由上图可知其地坪使用了密封固化剂，而国内密封固化剂多为钠基，增加了原料中的碱含量。综上所述，图中地坪工程具备碱-骨料反应的3大因素，一旦遇水就可能膨胀爆裂。影响因素含量的多少会改变碱-骨料反应发生的时间，所以短期间，地坪就出现爆裂的现象。

有人试图用阻挡水分来源的方法控制碱-骨料反应的发展，例如日本从大孤到神户的高速公路松原段陆地立交桥，桥墩和梁发生大面积碱-骨料反应开裂，日本曾采取将所有裂缝注入环氧树脂，注射后又将整个梁、桥墩表面全用环氧树脂涂层封闭，企图通过阻止水分和湿空气进入的方法控制碱-骨料反应的进展，结果仅仅经过一年，又多处开裂。因此世界各国都是在配制混凝土时采取措施，使混凝土工程不具备碱-骨料反应的条件。