在水泥的技術(shù)性質(zhì)里，有一個(gè)關(guān)于“活性骨料”的概念，請(qǐng)問什么是活性骨料？

熱心網(wǎng)友

活性骨料就是指用于生產(chǎn)混凝土的砂（細(xì)骨料）、石（粗骨料）中含有的活性二氧化硅、硅酸鹽、碳酸鹽等堿活性礦物。它的存在會(huì)導(dǎo)致混凝土開裂破壞的膨脹反應(yīng)，即堿—骨料反應(yīng)。

熱心網(wǎng)友

水泥中的堿能和活性骨料發(fā)生堿骨料反應(yīng)，產(chǎn)生局部膨脹，引起構(gòu)筑物開裂變形，甚至崩潰。 混凝土是土建工程中用途最廣、用量最大的建筑材料之一。近百年來(lái)，混凝土的發(fā)展趨勢(shì)是強(qiáng)度不斷提高。發(fā)達(dá)國(guó)家愈來(lái)愈多使用50MPa以上的高強(qiáng)混凝土。有些遠(yuǎn)見卓識(shí)的專家考慮到某些工程的需要，在提出高強(qiáng)度的同時(shí)，也提出耐久性和施工和易性的要求，尤其是近5年，在很多重要工程中成功地采用高性能混凝土。盡管同業(yè)對(duì)高性能混凝有不同的定義和解釋，但彼此均認(rèn)?高性能混凝土的基本特徵是按耐久性進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證拌和物易於澆筑和密實(shí)成型，不發(fā)生或盡量減少由溫度和收縮産生的裂縫，硬化後有足夠的強(qiáng)度，內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)合理而有低滲透性和高抗化學(xué)侵蝕。高性能混凝土是21世紀(jì)的混凝土，是近期混凝土技術(shù)的主要發(fā)展方向。高性能混凝土具有很豐富的技術(shù)內(nèi)容，其核心是保證耐久性。(1) 混凝土工程耐久性不足的後果混凝土工程因其工程量浩大，將會(huì)因耐久性不足對(duì)未來(lái)社會(huì)造成極?沉重的負(fù)擔(dān)。據(jù)美國(guó)一項(xiàng)調(diào)查顯示，美國(guó)的混凝土基礎(chǔ)設(shè)施工程總價(jià)值約?6萬(wàn)億美元，每年所需維修費(fèi)或重建費(fèi)約?3千億美元。美國(guó)50萬(wàn)座公路橋梁中20萬(wàn)座已有損壞，平均每年有150-200座橋梁部分或完全坍塌，壽命不足20年；美國(guó)共建有混凝土水壩3,000座，平均壽命30年，其中32%的水壩年久失修。美國(guó)對(duì)二戰(zhàn)前後興建的混凝土工程，在使用30-50年後進(jìn)行加固維修所投入的費(fèi)用，約占建設(shè)總投資的40%-50%以上。中國(guó)50年代所建設(shè)的混凝土工程已使用40余年，如果我國(guó)混凝土工程的平均壽命按30-50年計(jì)，在今後的10-30年內(nèi)，?了維修建國(guó)以來(lái)所建基礎(chǔ)設(shè)施的費(fèi)用，將是極其巨大的。目前，我國(guó)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程規(guī)模宏大，每年高達(dá)２萬(wàn)億元人民幣以上，約30-50年後，這些工程也將進(jìn)入維修期，所需的維修費(fèi)或重建費(fèi)將更?巨大。作?21世紀(jì)的高性能混凝土，更要從提高混凝土耐久性入手，以降低巨額的維修和重建費(fèi)用。(2) 影響混凝土耐久性的主要因素一般混凝土工程的使用年限約?50-100年，不少工程在使用10-20年後，有的甚至使用9年以後，即需要維修。用普通水泥混凝土所完成的工程不能滿足耐久性(超耐久)要求的根本原因，在於混凝土本身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。　　 首先，?滿足混凝土施工工作性要求，即用水量大、水灰比高，因而導(dǎo)致混凝土的孔隙率很高，約占水泥石總體積的25%-40%，特別是其中毛細(xì)孔占相當(dāng)大部分，毛細(xì)孔是水分、各種侵蝕介質(zhì)、氧氣、二氧化碳及其它有害物質(zhì)進(jìn)入混凝土內(nèi)部的通道，引起混凝土耐久性的不足。其次，水泥石中的水化物穩(wěn)定性不足。波特蘭水泥水化後的主要化合物是鹼度較高的高鹼性水化矽酸鈣、水化鋁酸鈣、水化硫鋁酸鈣。此外，在水化物中還有數(shù)量很大的游離石灰，它的強(qiáng)度極低，穩(wěn)定性極差，在侵蝕條件下，是首先遭到侵蝕的部分。要大幅度提高混凝土的耐久性，就必須減少或消除這些穩(wěn)定性低的組分，特別是游離石灰。(3) 提高混凝土耐久性的技術(shù)途徑如前分析，要提高混凝土的耐久性，必須降低混凝土的孔隙率，特別是毛細(xì)管孔隙率，最主要的方法是降低混凝土的拌和用水量。但是如果純粹的降低用水量，混凝土的工作性將隨之降低，又會(huì)導(dǎo)致?lián)v實(shí)成型工作困難，同樣造成混凝土結(jié)構(gòu)不致密，甚至出現(xiàn)蜂窩等宏觀缺陷，不但混凝土強(qiáng)度降低，而且混凝土的耐久性也同時(shí)降低。目前減少孔隙率的途徑往往是摻入高效減水劑。3。1 摻入高效減水劑在保證混凝土拌和物所需流動(dòng)性的同時(shí)，盡可能降低用水量，減小水灰比，使混凝土的總孔隙，特別是毛細(xì)管孔隙率大幅度降低。水泥在加水?dāng)嚢栳幔瑫?huì)産生一種絮凝狀結(jié)構(gòu)。在這些絮凝狀結(jié)構(gòu)中，包裹著許多拌和水，從而降低了新拌混凝土的工作性。施工中?了保持混凝土拌和物所需的工作性，就必須在拌和時(shí)相應(yīng)地增加用水量，這樣就會(huì)促使水泥石結(jié)構(gòu)中形成過多的孔隙。當(dāng)加入減水劑後，減水劑的定向排列，使水泥質(zhì)點(diǎn)表面均帶有相同電荷。在電性斥力的作用下，不但使水泥?#27700;體系處?kù)断鄬?duì)穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)，還在水泥顆粒表面形成一層溶劑化水膜，同時(shí)使水泥絮凝狀的絮凝體內(nèi)的游離水釋放出來(lái)，因而達(dá)到減水的目的。許多研究表明，當(dāng)水灰比降低到0。38以下時(shí)，消除毛細(xì)管孔隙的目標(biāo)便可以實(shí)現(xiàn)，而摻入高效減水劑，完全可以將水灰比降低到0。38以下。3。2 摻入高效活性礦物摻料普通水泥混凝土的水泥石中水化物穩(wěn)定性的不足，是混凝土不能超耐久的另一主要因素。在普通混凝土中摻入活性礦物的目的，在於改善混凝土中水泥石的膠凝物質(zhì)的組成。活性礦物摻料(矽灰、礦渣、粉煤灰等)中含有大量活性SiO2及活性A12O3，它們能和波特蘭水泥水化過程中産生的游離石灰及高鹼性水化矽酸鈣産生二次反應(yīng)，生成強(qiáng)度更高，穩(wěn)定性更優(yōu)的低鹼性水化矽酸鈣，從而達(dá)到改善水化膠凝物質(zhì)的組成，消除游離石灰的目的。有些超細(xì)礦物摻料，其平均粒徑小於水泥粒子的平均粒徑，能填充於水泥粒子之間的空隙中，使水泥石結(jié)構(gòu)更?致密，并阻斷可能形成的滲透路。此外，還能改善集料與水泥石的界面結(jié)構(gòu)和界面區(qū)性能。這些重要的作用，對(duì)增進(jìn)混凝土的耐久性及強(qiáng)度都有本質(zhì)性的貢獻(xiàn)。3。3 消除混凝土自身的結(jié)構(gòu)破壞因素除了環(huán)境因素引起的混凝土結(jié)構(gòu)破壞以外，混凝土本身的一些物理化學(xué)因素，也可能引起混凝土結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重破壞，致使混凝土失效。例如，混凝土的化學(xué)收縮和干縮過大引起的開裂，水化熱過性過高引起的溫度裂縫，硫酸鋁的延遲生成，以及混凝土的堿集料反應(yīng)等。因此，要提高混凝土的耐久性，就必須減小或消除這些結(jié)構(gòu)破壞因素。限制或消除從原材料引入的堿、SO3、C1-等可以引起結(jié)構(gòu)破壞和鋼筋 蝕物質(zhì)的含量，加強(qiáng)施工控制環(huán)節(jié)，避免收縮及溫度裂縫産生，提高混凝土的耐久性。3。4 保證混凝土的強(qiáng)度盡管強(qiáng)度與耐久性是不同概念，但又密切相關(guān)，它們之間的本質(zhì)聯(lián)系是基於混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，都與水灰比這個(gè)因素直接相關(guān)。在混凝土能充分密實(shí)條件下，隨著水灰比的降低，混凝土的孔隙率降低，混凝土的強(qiáng)度不斷提高，與此同時(shí)，隨著孔隙率降低，混凝土的抗?jié)B性提高，因而各種耐久性指標(biāo)也隨之提高。在現(xiàn)代的高性能混凝土中，除摻入高效減水劑外，還摻入了活性礦物材料，它們不但增加了混凝土的致密性，而且也降低或消除了游離氧化鈣的含量。在大幅度提高混凝土強(qiáng)度的同時(shí)，也大幅度地提高了混凝土的耐久性。此外，在排除內(nèi)部破壞因素的條件下，隨著混凝土強(qiáng)度的提高，其抵抗環(huán)境侵蝕破壞的能力也越強(qiáng)。(4) 結(jié)論高性能混凝土在配制上的特點(diǎn)是低水灰比，選用優(yōu)質(zhì)原材料，除水泥、水和骨料外，必須摻加足夠數(shù)量的礦物集料和高效減水劑，減少水泥用量，減少混凝土內(nèi)部孔隙率，減少體積收縮，提高強(qiáng)度，提高耐久性。混凝土工程的超耐久化，并不意味混凝土成本一定增加，甚至還可能導(dǎo)致成本的降低。例如，應(yīng)用耐久性高的高性能混凝土，由於強(qiáng)度提高，結(jié)構(gòu)造價(jià)降低；又如摻入粉煤灰等工業(yè)廢料取代部分水泥，可以降低混凝土材料成本。 。