對堿-集料反應(yīng)(AAR)來說，不同形式的堿對其影響是不同的。深入了解堿的存在形式，對認(rèn)識堿-集料反應(yīng)，尤其對認(rèn)識抑制堿-集料反應(yīng)措施的機(jī)理會有很大幫助，從而也為提出更好的抑制措施提供理論依據(jù)。
　　
　　一、混凝土中堿的存在形式與堿-集料反應(yīng)的關(guān)系
　　
　　混凝土是由固相、液相和氣相組成的。固相主要由水泥及摻和料水化后的水化產(chǎn)物和集料組成；液相就是存在于極細(xì)孔隙中的含有多種離子的水溶液，即所謂的孔溶液；氣相則是分布于混凝土中的大小不等的氣孔。
　　
　　二、水泥中的堿
　　
　　水泥中的堿主要由生產(chǎn)水泥的原料粘土和燃料煤引入。水泥中的堿一部分以硫酸鹽(K2SO4，Na2SO4，3K2SO4·Na2SO4，2CaS04·K2SO4)及碳酸鹽(K2CO3，Na2CO3)的形式存在，一部分則固溶在熟料礦物中，如KC23S12，NC23·S12，KC8A3，NC8A3。
　　當(dāng)水泥加水后，硫酸鹽及碳酸鹽形式的堿很快溶入水中，固溶在熟料中的堿則隨著礦物水化的進(jìn)行而慢慢地溶入水中，同時(shí)溶入水中的堿又有部分被水化產(chǎn)物所吸收。試驗(yàn)結(jié)果：38℃下，28天時(shí)，硅酸鹽水泥中的堿有86～97％釋放，45～85％是在前幾個(gè)小時(shí)內(nèi)釋放的。
　　對高堿水泥與粉煤灰或煅燒頁巖制成的混合水泥進(jìn)行十四年的長期暴露研究。結(jié)果表明，硅酸鹽水泥的硬化漿體中僅保留15％的堿，而混合水泥水化產(chǎn)物中保留了總堿的95％。他們還發(fā)現(xiàn)，漿體中浸出的堿量越低，混凝土破壞性膨脹的可能性越小。換言之，C—S—H結(jié)合的堿越多，對堿集料反應(yīng)而言系統(tǒng)越穩(wěn)定。
　　鑒于上述，可將水泥中的堿含量分為三種：總堿量、可溶性堿量及可利用堿?？倝A量是指以各種形式存在的堿的總和?？扇苄詨A是將水泥加入水中攪拌一定時(shí)間后能溶解出的那部分堿?？衫脡A是指將水泥按一定W/C比，水化到一定齡期時(shí)，存在于孔溶液中的那部分堿。之所以稱之為可利用堿或有效堿，是因?yàn)橹挥羞@部分堿才參與堿-集料反應(yīng)。有效堿的概念不易理解，易引起混淆。如果用“有害堿”代之，則更簡單明了，即水泥中的有害堿就是能參與堿-集料反應(yīng)的那部分堿。
　　因此，水泥中的堿并不是全部用于堿-集料反應(yīng)，而是只有部分有害堿才參與反應(yīng)。
　　
　　三、混合材或摻和料中的堿
　　
　　在水泥工業(yè)，摻入水泥中的礦物外加劑習(xí)慣上稱為混合材，而在混凝土行業(yè)用于混凝土中的礦物外加劑則習(xí)慣上稱為摻和料，也稱為輔助性膠凝材料。目前，常用的混合材是礦渣、粉煤灰等，常用的摻和料除礦渣和粉煤灰外，還有硅灰、沸石等。混合材或摻和料中的堿同樣可分為總堿量、可溶性堿量及有害堿量三種。
　　沸石已被證明是一種很好的抑制堿—集料反應(yīng)的礦物摻和料。當(dāng)將沸石加入到混凝土中時(shí)，有明顯的抑制堿—集料反應(yīng)的作用。
　　此外，沸石中含有部分玻璃體，具有火山灰活性，可與Ca(OH)2反應(yīng)生成C—S—H凝膠，吸收一定量的堿。
　　由上述可見，水泥中的堿，尤其是摻有混合材的水泥，其中的堿并不全部參與堿-集料反應(yīng)。因此，我們認(rèn)為防止堿-集料反應(yīng)，對水泥中的含堿量限制在0.6％以下的規(guī)定，不能一概而論。對于純硅酸鹽水泥，這個(gè)規(guī)定是適宜的，而對于摻有一定量混合材的水泥，還值得商榷。我們認(rèn)為用有效堿或有害堿量更為適宜。
　　
　　四、拌和水及化學(xué)外加劑中的堿
　　
　　拌和水中的堿全部是水溶性的，均能參與堿—集料反應(yīng)，即拌和水中的堿全部為有害堿。
　　外加劑的使用是現(xiàn)代混凝土技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要動力，但同時(shí)帶來某些外加劑引入堿的問題。最常用的萘系高效減水劑中含Na2SO4量高達(dá)10％左右，如摻量為水泥用量的1％，則外加劑引入的Na2SO4約為水泥的0.1％，折合Na2O約為0.045％。
　　摻加Na2SO4早強(qiáng)劑引入的堿更不容忽視，如摻量以水泥用量的2％計(jì)，則引入的Na2O約為水泥的0.9％，即等于甚至大于水泥自身的含堿量。
　　
　　五、可溶性堿及有害堿的測定方法
　　
　　可溶性堿量的測定一般按ASTM C114進(jìn)行，其過程可簡述為：稱25.0g水泥放入500ml錐形瓶中，在室溫下?lián)u動10分鐘，然后在弱真空條件下用布氏漏斗過濾，將濾液轉(zhuǎn)移到一個(gè)500ml的容量瓶中，加水至刻度。測定其濃度后，即可計(jì)算出水泥的可溶性堿量。
　　有害堿的測定方法，可分為兩類：使用一種擠壓裝置，將孔隙中的溶液擠出來，稱之為擠壓法；將硬化漿體或混凝土磨細(xì)，再與水混合，將孔隙中的化學(xué)成分溶解出來，稱之為溶出法。
　　擠壓法采用一種擠壓裝置，將孔溶液在高壓下擠壓出來。擠壓用的模具具有不同的形式，但大體相同。擠壓法可以直接測得孔溶液中堿的濃度。但擠壓法還有一些不足，如提取量過少，不便于分析，低W/C時(shí)則不能擠壓出溶液。Chatterji對擠壓法提出了疑問，他認(rèn)為，提取的孔溶液不能反映真實(shí)情況，具有不確定性。此外，擠壓法的操作要求很高，目前還難于推廣。
　　溶出法常按改進(jìn)的ASTM C311法進(jìn)行，其過程可簡述為：將10g水泥放入一個(gè)25ml
　　的塑料瓶中，加10ml水，加蓋并用膠帶密封好，搖動使其均勻，存放于38±2℃的環(huán)境中。第28天時(shí)，將瓶中之物用研缽磨細(xì)，轉(zhuǎn)移到一個(gè)燒杯中，加水至200ml，在室溫下攪拌l小時(shí)。然后用布氏漏斗過濾，將濾液轉(zhuǎn)移到一個(gè)500ml的溶量瓶中，加水至刻度。測定其濃度后，即可計(jì)算出孔溶液中的堿。
　　
　　六、建議
　　
　　將“可利用堿”或“有效堿”稱為“有害堿”更為直觀，更易被接受。評定水泥中的堿含量時(shí)，對摻有混合材的水泥，對混凝土中的總堿量的限值，都可使用“有害堿”含量。建議制訂我國的測定水泥中“有害堿”的標(biāo)準(zhǔn)方法。
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