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(1.长江科学院 工程质量检测中心，武汉 430072；2.武汉大学 水利水电学院，武汉 430071)

1 研究背景

在水泥基材料体系中，碱度一般受控于K+和Na+总浓度，水泥接触水后，有大量的阴离子(主要包括SO42-，Cl-，OH-)和阳离子(主要包括Ca2+，Na+，K+)溶出，但随着SO42-和Cl-被消耗、吸附，为平衡溶出的阳离子(基本为K+和Na+)，OH-取代了这部分SO42-和Cl-，而使孔隙溶液中pH值迅速提高[1]。显然在水泥基材料中，碱的存在形式多样，包括2种碱金属离子形式(Na+和K+)，并能与OH-，SO42-，Cl-结合而存在，而在研究碱对水泥基材料性能的影响时，研究者一般将水泥中的碱统一成当量Na2Oeq(Na2Oeq=Na2O+0.658K2O)，仅少量文献涉及到不同碱金属离子及不同存在形式碱对水泥基材料性能产生不同影响，但未对差异性产生的原因进行深入阐述。而随着现代胶凝体系组成的多元化，如矿物掺合料、外加剂及含碱骨料的应用[2]，西部高寒、高海拔、盐碱地区资源开发，东部沿海海洋资源的开发，水泥基材料的服役环境日趋恶劣，总碱含量、K+和Na+的含量及结合不同阴离子存在形式的差异会进一步提高，并呈现出显著差异。

在水泥基材料中，碱虽然含量相对较低，但不仅决定着水泥基材料孔隙溶液的碱度，还影响着水泥基材料的耐久性及收缩开裂性能。对于水泥基材料中碱的作用，研究者更倾向于研究它是否能引起碱骨料反应(ASR)破坏。美国国家标准局自1953年开始研究的199种水泥抗裂性结果表明，碱能促进水泥基材料的收缩开裂[3]，此后的研究也观测到碱能促进水泥早期硬化收缩[4-6]，这种收缩的结果即使不引起水泥基材料的开裂，也会导致其宏观体积变形和渗透性下降，严重影响到水泥基材料的体积稳定性和耐久性[7]，这显然不能满足现代建筑对混凝土性能的要求。……