PDF《白云岩粉末压实体碱白云石反应的膨胀应力》

第41 卷第

3 期2019 年5月南京工业大学学报(自 然科学版) JOURNAL OF NANJING TECH UNIVERSITY (Natural Science Edition) Vol.

41 No.3 May

2019 doi:10.3969/ j.issn.1671-7627.2019.03.005 白云岩粉末压实体碱白云石反应的膨胀应力 茆忠阳,邓敏(南京工业大学 材料科学与工程学院 材料化学工程国家重点实验室,江苏 南京 211800) 收稿日期:2018-05-25 基金项目:材料化学工程国家重点实验室开放课题重点项目(ZK201302) 作者简介:茆忠阳 (1993―),男,E?mail:651628945@ qq.com;

邓敏 (联系人),教授,E?mail:dengmin@ njtech.edu.cn. 引用本文:茆忠阳,邓敏.白云岩粉末压实体去白云石化反应的膨胀应力[J].南京工业大学学报(自然科学版),2019,41(3):300-305. 摘要: 采用自制膨胀应力测定仪对白云岩粉末压实体的碱白云石反应(ADR)膨胀应力进行直接测定. 结果表 明:白云岩粉末压实体与碱发生去白云石化反应可以产生膨胀应力,膨胀应力可以达到

103 MPa. 白云岩粉末压实 体发生去白云石化反应产生的膨胀应力趋势相同,即变化过程可分为

3 个阶段:平缓阶段、缓慢增加阶段和快速增 加阶段. 在养护过程中,受限的白云岩粉末压实体内的白云石发生去白云石化反应,生成细小的方解石和水镁石. 这些产物在受限的孔隙和间隙里沿白云石边缘生长并形成搭接框架后,继续生长引起白云岩粉末压实体缓慢产生 膨胀应力. 关键词: 白云岩粉末;

压实体;

膨胀应力测定;

去白云石化反应;

碱白云石反应 中图分类号: TU528?

01 文章编号: 1671-7627(2019)03-0300-06 Expansion stress of powdered dolostone compacts in alkali?dolomite reaction MAO Zhongyang,DENG Min (State Key Laboratory of Materials?Oriented Chemical Engineering, College of Materials Science and Engineering, Nanjing Tech University, Nanjing 211800, China) Abstract:The expansion stress of powdered dolostone compacts in alkali dolomite reaction (ADR) was measured directly by self?made expansion stress measuring instrument. Results showed that the dedolomitization reaction between the powdered dolostone compacts and alkali could produce expansion stress, which could reach more than

100 MPa. The variation of the expansion stress curve with time had similar trend, and could be divided into three segments of the expansion stress remained flat value, increased slowly and increased quickly. In the flat segment, the dolomite in compacts interacted with the NaOH from the pore solution to form fine intergrowth of calcite and brucite. The brucite and calcite filled the pores of the compacts and created new pores. When the products were grown in contact with dolomite particles and particles, a lapped framework was formed, and continued growth caused the dolostone powdered compact to slowly develop expansion stress. Key words:dolomite powder;

compacts;

swelling stress measurement;

dedolomitization reaction;

alkali? dolomite reaction 碱碳酸盐反应(ACR) 是指混凝土中的碱与集 料中的白云石发生反应,导致混凝土膨胀开裂,称 为碱白云石反应(ADR),也称为去白云石化反应. ADR 是Swenson[1] 在1957 年首次在加拿大金斯顿 地区发现并提出的,随后国内外研究人员[2-4] 也相 继发现了由 ADR 反应膨胀而造成混凝土破坏的工 程案例. ADR 膨胀机制主要有

3 种:黏土吸水肿胀 机制[5-6] 、 结晶压机制[3,7] 以及碱硅酸反应机制[8-9] . 迄今为止,关于 ADR 膨胀机制仍存在争 论,争论的焦点在于碳酸盐集料中的 ADR 是否产生 膨胀[10-13] . 之前关于 ADR 的研究主要以测试岩石、砂浆或 混凝土试件的膨胀率来表征集料的 ADR 活性,包括 岩石柱法、 小混凝土柱法和混凝土棱柱体法等[14-16] . 但这些方法无法准确判定膨胀根源是由 碱硅酸盐反应( ASR)、ADR 或者是两者共同引起 的[17-18] . Deng 等[19] 研究了微晶石英质量分数为 0? 25% ~ 1? 42% 的白云岩小混凝土柱在