本发明涉及水泥基混凝土材料技术领域，具体涉及一种抑制混凝土碱硅酸反应的方法。
背景技术：
混凝土(简称“砼”)是由胶凝材料、砂、石按一定比例配合和水(可含有外加剂)搅拌而得。混凝土中的水泥、外加剂、混合料、水以及砂石骨料中的碱会在混凝土浇筑成型中会发生缓慢的碱骨料反应，可使浇筑成型的混凝土内产生内应力，随着时间的延长，内应力会越来越大将浇筑成型的混凝土胀裂、而且这种胀裂是无法补救的，严重时只能造成建筑的报废拆除。碱骨料反应指碱活性骨料中特定内部成分在一定条件下与混凝土中的碱发生化学反应，生成的反应产物吸水膨胀，造成混凝土开裂甚至破坏的现象。碱骨料反应按反应类型的不同可分为碱硅酸反应和碱碳酸反应。现阶段发生的碱骨料反应中，大部分都是碱硅酸反应，因而对碱硅酸反应研究的深度和广度上均远超碱碳酸反应。
目前国内外主要采用以下几种措施来抑制碱硅酸反应：(1)控制混凝土中碱含量，主要是采用碱活性比较低的骨料或者使用碱含量比较低的水泥，但是含有较低碱含量的骨料是有限的，在近些年的高速建设发展中，低活性骨料的存量急剧减少；(2)在混凝土中添加煤粉、矿渣、硅灰等矿物掺合料，这也是目前使用最多的方式，但是根据活性骨料中的碱含量不同，需要添加的掺合料的含量不同，对于碱活性骨料中含碱量比较高的地区，只能通过长途运输、高成本的方式将掺合料运输到建筑地，大大提高了建筑成本，而且掺合料所具有的抑制碱骨料反应的长期作用也有待研究；(3)添加锂盐等化学添加剂，虽然具有较好的抑制效果，但是成本高，一般不会推广使用。因此为了抑制混凝土的碱活性反应，在配制混凝土时多采用在混凝土中添加掺合料的方法以抑制混凝土的碱活性反应，目前所用的掺合料大多为粉煤灰(部分掺和硅粉)，但是不管是粉煤灰还是硅粉，其成本都相当高，经济性不好。
针对上述问题，急需一种低成本、便捷、高效的一致碱硅酸反应的方法。
技术实现要素：
针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种抑制混凝土碱硅酸反应的方法，通过对现有碱活性材料进行加工处理后能有效抑制混凝土发生碱硅酸反应，解决了目前工艺中存在的高成本、掺合料来源及成本受限等尖端问题。
为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种抑制混凝土碱硅酸反应的方法，包括如下步骤：s1、将碱活性骨料粉磨为具有火山灰活性的粉状料，且粉状料的比表面积≥300m2/kg；s2、将粉状料摻入混凝土中进行拌合，粉状料摻入量占混凝土胶凝材料总重量的比例≥20％。
进一步的，所述粉状料比表面积达为300m2/kg-1000m2/kg。
进一步的，所述粉状料的摻入量占混凝土胶凝材料总重量的比例为20％～50％。
进一步的，所述步骤s1中包括：在碱活性骨料粉磨前，添加占碱活性骨料重量0.5％～0.8％的激发剂，提高粉状料的火山灰活性。
进一步的，所述激发剂为石灰或石膏。
相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、有效抑制具有碱活性骨料的混凝土发生碱硅酸反应，通过快速砂浆棒法测试结果：14天膨胀率大于0.3％的碱活性骨料在使用本发明的方法后，同等条件下，14天和56天膨胀率均低至0.01％，对应的14天和28天膨胀率降低率均大于75％，具有明显改善，能长期抑制碱硅酸反应的发生，提高了建筑的可靠性及使用寿命；
2、本发明中采用的碱活性骨料与混凝土使用的原材料相同，节约了运输掺合矿物料的运输成本，也节约了采购成本，再者，使得混凝土中的含有物种类减少，可靠的控制周边效应的产生；
3、对于只有碱活性骨料的地区也能直接采用碱活性骨料参与建筑，通过本发明的方法合理利用了现有资源，使得碱活性骨料的广泛应用成为可能。
3、粉状料的比表面积与掺入胶凝材料中的重量成反比，可通过增加粉状料粉末时间来减少掺入量，也能通过增加掺入量来减少粉状料的粉磨时间，能根据现场使用情况，合理调节资源配比，最大程度控制成本的同时防止碱硅酸反应的产生。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
通过jgj52-2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》中的砂浆棒快速法在80℃、1m浓度naoh溶液里浸泡14天龄期的膨胀率为0.331％，对于膨胀率低于0.1％的可认为为非活碱性材料，作为参照基准进行对比实验，以说明本发明所述方法的使用效果。
根据astmc441-2005《standardtestmethodforeffectivenessofpozzolansorgroundblast-furnaceslaginpreventingexcessiveexpansionofconcreteduetothealkali-silicareaction》中对膨胀率降低率的定义，对14天和56天膨胀率降低率越高，产生碱硅酸反应的可能性越低，可作为混泥土产生碱硅酸反应判定条件，作为参照基准进行对比试验，以说明本发明所述方法的使用效果。
采用产自中国河北灵寿县碱活性燧石骨料作为实施例原材料进行试验验证。
实施例1：
本发明包括以下步骤：
s1:取碱活性燧石骨料，使用球磨机粉磨0.5h，形成比表面积为394.2m2/kg的粉状料，使其具有火山灰活性；
s2:将粉状料、混凝土原料(包含碱活性燧石骨料)及混凝土胶凝材料进行拌合，其中粉状料的掺入量为混凝土凝胶材料总重量的50％。
采用砂浆棒快速法对拌合后的混凝土进行测试，14天和56天的膨胀率分别为0.085％和0.097％；而14天和56天的膨胀率降低率分别为74.3％和80.9％。膨胀率低于0.1％认定碱活性材料的标准线，是可以直接使用的。而且膨胀率降低率处于中上水平，对后期的维持效果也有保证。
实施例2：
本发明包括以下步骤：
s1:取碱活性燧石骨料，使用球磨机粉磨1.0h，形成比表面积为542.5m2/kg的粉状料，使其具有火山灰活性；
s2:将粉状料、混凝土原料(包含碱活性燧石骨料)及混凝土胶凝材料进行拌合，其中粉状料的掺入量为混凝土凝胶材料总重量的40％。
采用砂浆棒快速法对拌合后的混凝土进行测试，14天和56天膨胀率分别为0.057％和0.070％；而14天和56天的膨胀率降低率分别为82.8％和86.2％。
实施例3：
本发明包括以下步骤：
s1:取碱活性燧石骨料，使用球磨机粉磨1.5h，形成比表面积为701.2m2/kg的粉状料，使其具有火山灰活性；
s2:将粉状料、混凝土原料(包含碱活性燧石骨料)及混凝土胶凝材料进行拌合，其中粉状料的掺入量为混凝土凝胶材料总重量的30％。
采用砂浆棒快速法对拌合后的混凝土进行测试，14天和56天膨胀率分别为0.065％和0.075％；而14天和56天的膨胀率降低率分别为80.4％和85.3％。
实施例4：
本发明包括以下步骤：
s1:取碱活性燧石骨料，使用球磨机粉磨2h，形成比表面积为899.9m2/kg的粉状料，使其具有火山灰活性；
s2:将粉状料、混凝土原料(包含碱活性燧石骨料)及混凝土胶凝材料进行拌合，其中粉状料的掺入量为混凝土凝胶材料总重量的20％。
采用砂浆棒快速法对拌合后的混凝土进行测试，14天和56天膨胀率分别为0.080％和0.096％；而14天和56天的膨胀率降低率分别为75.8％和81.1％。
实施例5：
本实施例在采用实施例1～实施例4中的方法时，在碱活性骨料粉磨前，添加碱活性骨料重量的0.5～0.8％的石灰或者石膏，以提高粉状料的火山灰活性，能进一步提高粉状料水化反应的效果，而抑制碱硅酸反应的效果也能得到增强。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。