题目

硅粉在混凝土中反应和碱骨料反应有何异同?不都是二氧化硅与碱反应吗?

提问时间：2021-03-13

答案

硅灰－碱（钾、钠离子）之间的反应,与碱骨料反应中的碱－硅酸反应（ASR）,本质上是一样的,即都是二氧化硅与碱金属离子之间的反应.
但是,两种反应又有所差别：
（1）反应发生时间差异：硅灰（包括粉煤灰、矿粉）的二氧化硅化学活性高,反应发生在混凝土凝结硬化的早期,主要在几个月内.碱－硅酸反应发生较晚,一般在几年、十几年后,因为天然骨料中的活性二氧化硅,碱活性要弱许多.
（2）反应产物碱－硅凝胶的特性不同：硅灰的活性二氧化硅主要参与火山灰反应,即与水泥水化产生的氢氧化钙发生二次反应,生成硅酸钙凝胶,同时会夹杂部分碱金属离子,这种凝胶有提高强度和密实度作用,没有吸水膨胀特性.碱－硅酸反应的产物碱－硅凝胶,可能具有吸水膨胀能力,决定于凝胶的硅/钾和钠的摩尔比.
（3）反应产物的分布特性不同：超细的硅灰颗粒,搅拌后均匀地分布在水泥浆体中,反应产物也会均匀分布.碱－硅酸反应发生在粗骨料的表面,反应产物凝胶会局部集中在粗骨料表面.
由于有上述的差异,硅灰（包括粉煤灰、矿粉）的活性二氧化硅与碱金属离子的反应,不仅无害,还能够非常有效地抑制碱骨料反应中的碱－硅酸反应（ASR）,因为碱金属（钾钠）离子被先进行的反应大量吸收固定了,大幅度降低水泥石孔隙溶液中的钾、钠离子浓度,使后续的碱骨料（碱－硅酸）反应无法进行.