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蘇丹天然砂和礫石的潛在堿活性反應(yīng)研究論文

時(shí)間:2021-04-15 18:56:46 論文 我要投稿

蘇丹天然砂和礫石的潛在堿活性反應(yīng)研究論文

  1 概述

蘇丹天然砂和礫石的潛在堿活性反應(yīng)研究論文

  蘇丹是非洲最大的國家,面積為2560000km2。南北貫穿尼羅河。西部干旱的內(nèi)陸毗鄰乍得和利比亞,東臨紅海和埃塞俄比亞。地區(qū)大多偏遠(yuǎn)、不良地質(zhì)的映射和惡劣的氣候抑制著蘇丹的發(fā)展。蘇丹國已經(jīng)開始興建混凝土水壩。在該國的主要水泥工業(yè)集中在喀土穆北部的阿特巴拉。水泥種類很多,大多是靠進(jìn)口。Sims 和 Evans的發(fā)現(xiàn)的通過了肯尼亞坎布魯方案,提高了非洲對潛在堿硅酸反應(yīng)的認(rèn)識。

  堿骨料反應(yīng)是混凝土里的堿性孔隙液體之間的反應(yīng),主要是波蘭水泥和某些類型的集料產(chǎn)生的破壞作用,最常見的反應(yīng)類型是堿硅酸反應(yīng)(ASR),硅質(zhì)骨料形成一種鈣堿性硅膠。這種凝膠吸水后體積膨脹從而破壞了混凝土。

  2 試驗(yàn)工作

  試驗(yàn)采用的集料來自于蘇丹當(dāng)?shù)叵窦t海、北卡爾多番、尼羅河州和蘇丹北部。5個(gè)天然砂樣(S1~S5)來自于季節(jié)性水道,5個(gè)天然礫石樣品(G1~G5)來自于礫石料場。這些用作土石壩工程的混凝土集料。具體集料信息見表1。水泥采用普通硅酸鹽水泥的堿含量是0.71%的氧化鈉。天然砂的水灰比為0.45,天然礫石水灰比是0.5。

  巖相檢測(美國材料學(xué)會C295)是用來檢測集料的潛在堿活性成分。反應(yīng)試驗(yàn)(快速砂漿棒試驗(yàn):美國材料學(xué)會C1260)進(jìn)行反應(yīng)的強(qiáng)度和骨料的潛在膨脹性。肉眼檢查和試樣切片檢查確定所觀察到的膨脹,如果有膨脹的話,則是由于堿硅酸反應(yīng)造成的。

  3 集料的地質(zhì)背景研究

  (1)天然砂:河道及季節(jié)性河道的沖積層,在當(dāng)?shù)乇环Q為瓦迪斯和科爾斯,在蘇丹遍布很廣。這些沖積層是細(xì)集料的重要來源。它們包含不同類型的母質(zhì),但主要是石英砂。

  (2)天然礫石:蘇丹有豐富的殘積土,也是天然砂礫的重要來源。這些沖積層由一些分解和崩解的努比亞型沉積物形成。風(fēng)化的多孔的細(xì)粒材料被有效分離,通過天然的侵蝕和運(yùn)輸造成的更耐用的巖石碎片和礦物顆粒。主要形成了石英顆粒和一些砂巖碎片。礫巖層殘跡仍然被保存著。

  4 潛在堿活性檢測

  對所有樣品進(jìn)行了巖相分析和快速堿活性試驗(yàn)。巖相分析表明,幾乎所有的樣品中,都有不同量的潛在堿硅酸反應(yīng)的`成分。這些活性成分包括:微晶石英脈,靜脈讓微晶硅和高壓石英。

  根據(jù)美國材料學(xué)會 C1260砂漿棒試驗(yàn),這些集料則被認(rèn)為是沒有反應(yīng)的。它們形成一定的堿硅膠,但是這并沒有伴隨著過度擴(kuò)張。所有試樣中都觀測到凝膠和微裂的堿硅膠反應(yīng)。

  5 結(jié)論

  本研究采用蘇丹各個(gè)地區(qū)的有疑似活性成分的天然骨料。巖相檢驗(yàn)表明所有待測樣品中含有不同數(shù)量的潛在堿活性成分。然而,美國材料學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)快速砂漿棒膨脹試驗(yàn)表明,所有的集料樣品試驗(yàn)結(jié)果都符合美國材料學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)C1260的要求,14d的膨脹率小于0.1% 。因此,根據(jù)這一方法可將這些集料列為無反應(yīng)或無害,盡管事實(shí)上它們形成一定量的凝膠,但是這并沒有伴隨著過度擴(kuò)張。

  因此,建議盡管試驗(yàn)的集料是無害的,但它們只能用具有少量堿的波特蘭水泥,如0.6%或更少的混凝土或砂漿里,因?yàn)檫@些所有都包含潛在的堿硅酸反應(yīng)成分。為了減少由于堿骨料反應(yīng)對工程造成危害的風(fēng)險(xiǎn),建議這種潛在的活性集料,配合使用低堿水泥,并更換25%~40%重量的F級粉煤灰(或N級火山灰)。

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