(内蒙古大学 交通学院 道路工程系，内蒙古 呼和浩特 010023)
摘 要：文章以具体事例介绍了混凝土碱集料破坏对工程 结构的影响，阐述了碱集料反应的分类和机理，说明了碱集料反应发生的原因和基本特征， 提出了预防碱集料反应对工程结构破坏应采取的具体措施。 
关键词：碱集料反应；混凝土；危害
中图分类号：u416  文献标识码：a  文章编 号：1007—6921(2009)09—0132—02

混凝土碱集料反应是指混凝土中的碱和环境中可能渗入的碱与混凝土集料(砂石)中的活性 矿物成分，在混凝土固化后缓慢发生化学反应产生胶凝物质因吸收水分后发生膨胀，最终导 致混凝土从内向外延伸开裂和损毁的现象，它是破坏混凝土建筑的一个重要因素。

我国科学家10年前发现了碱集料反应对建筑物的破坏，究其原因，专家们分析：①含碱粘土 、砂石料在我国分布很广，北方地区尤其严重；②建筑施工中追求高强度和高性能混凝土， 使单位混凝土的水泥用量增加，混凝土中来自水泥的碱含量超过了3kg/m3的限值，大量早 强剂、防冻剂的使用又大大促进了碱集料反应的发生发展；③国家没有关于 防止碱集料反应的有关规定，建筑商只注意工程进度，并不对建筑物的使用寿命负责。还有 些人为了降低造价，明知水泥碱性过高会影响建筑物寿命，也不愿增加成本购买低碱水泥。 例如：天津市内的八里台立交桥，也是天津最大的立交桥，使用的含活性硅成份的蓟县灰岩 做骨料。有许多潮湿部位的柱子、支撑梁发生网状开裂和顺筋开裂，有的桥台潮湿处混凝土 胀裂，裂缝表面不平。天津市长江道立交桥柱子、支承梁和主粱梁端在潮湿处发生顺筋开裂 ，有些柱子表面发生网状裂缝。
1 碱骨料反应的分类和机理
1.1 碱硅酸反应

水泥中的碱与骨料中的活性sio2成分反应产生碱硅酸盐凝胶或称碱硅凝胶，碱硅凝胶固相 体积大于反应前的体积，而且有强烈的吸水性，吸水后膨胀引起混凝土内部膨胀应力，而且 碱硅凝胶吸水后进一步促进碱集料反应的发展，使混凝土内部膨胀应力增大，导致混凝土开 裂，发展严重的会使混凝土结构崩溃。

能与碱发生反应的活性氧化硅矿物有蛋白石、玉髓、鳞石英、方英石、火山玻璃及结构有缺 欠的石英以及微晶、隐晶石英等，而这些活性矿物广泛存在于多种岩石中，如安山岩、流纹 岩等。迄今为止，世界各国发生的碱集料反应绝大多数为碱硅酸反应。
1.2 碱碳酸盐反应

碱碳酸盐反应的机理与碱硅酸反应完全不同，在泥质石灰白云石中含粘土和方解石较多，碱 与这种碳酸钙镁反应时，将其中的白云石［mgco3］转化为镁石［mg(oh)2］，水镁石晶 体排列的压力和粘土吸水膨胀，引起混凝土内部应力，导致混凝土开裂。
1.3 碱硅酸盐反应

水泥(或混凝土)中碱与某些层状硅酸盐集料反应并导致砂浆或混凝土产生异常膨胀，这一 类反应亦可归为碱硅酸反应。
1.4 其他碱集料反应

①高硅质砂砾石集料在砂浆或混凝土中引起地形开裂；②含粘土多的水成岩(杂砂岩、泥质 板岩、千枚岩、泥质岩石等)由于碱硅酸反应(粘土是层状晶格硅酸盐)引起粘土矿物“剥落 ”。
2 碱骨料反应的发生原因(条件)和特征

混凝土工程发生碱骨料反应需要具有3个条件。①混凝土的原材料如水泥、混合材、外加剂 和水中含碱量高；②骨料中有相当数量的活性成分；③潮湿环境，有充分的水分或湿空气供 应。

硅酸凝胶膨胀随水泥的碱含量增加而增大，在水泥含碱量低于0.6%时，就可以避免发生碱集 料反应；一定碱量的水泥，则集料颗粒愈小而膨胀愈大。研究发现，在较低的活性氧化硅含 量范围内，对一定碱量，活性氧化硅含量越多，膨胀越大。但当活性氧化硅含量超过一定范 围后，情形就相反了。混凝土各种原材料成分中的碱(n