碱集料反应的工程检测

因此世界各国都是在配制混凝土时采取措施，使混凝土工程 不具备碱骨料反应的条件。主要有以下几种措施。 1、控制水泥含碱量自1941年美国提出水泥含量低于0.6%氧 气化钠当量（即Na2O+0.658K2O）为预防发生碱骨料反应 的安全界限以来，虽然对有些地区的骨料在水泥含量低于 0.4%时仍可发生碱骨料反应对工程的损害，但在一般情况下， 水泥含量低于0.6%作为预防碱骨料反应的安全界限已为世界 多数国家所接受，已有二十多个国家将此安全界限列入国家 标准或规范。许多国家如新西兰、英国、日本等国内大部分 水泥厂均生产含碱量低于0.6%的水泥。加拿大铁路局则规定， 不讼是否使用活性骨料，铁路工程混凝土一律使用含碱量低 于0.6%的低碱水泥。
• 那么，惰性石英砂随龄期延长持续膨胀，表现出“活性
3 快速碱——集料反应测试方法
• 图中球状反应产物进行能谱分析，其主要组成为：
Na2O＝30.74％， SiO2＝53.66％，硅酸钠凝胶。该处 离试件表面较近，扩散进来的NaOH和石英反应造成了 这种现象，这就解释了试件长龄期时膨胀的原因——时 间不易过长。
• >0.2%危险
• 介于两者之间——潜在活性，建议成型混凝土试件实测 • 担心：高温、强碱有无问题？是否影响测试结果？ • 水化14天时试件断面SEM照片见图
3 快速碱——集料反应测试方法
3 快速碱——集料反应测试方法
• 以上结果使我们认识到在80℃、1M NaOH溶液中养护
的试件水化产物并 未与常温情况有显著差异， 的原因? 用扫描电镜分析膨胀的标准砂试件。
3 快速碱——集料反应测试方法
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我国情况：行业标准JGJ52－92，93中膨胀测长法 仍是基于ASTM C227的40℃砂浆棒法；二是中国工程 建设标准化协会 规定的CES 48∶93中采用的是150℃ 压蒸法。前者需半年时间才能出结果；后者虽仅需一天， 但由于高温高压改变了水泥水化条件，其结果如何与实 际情况作比较仍存在争论。
2 碱骨料反应的预防方法
碱骨料反应条件是在混凝土配制时形成的，即配制的混凝土 中只有足够的碱和反应性骨料，在混凝土浇筑后就会逐渐反 应，在反应产物的数量吸水膨胀和内应力足以使混凝土开裂 的时候，工程便开始出现裂缝。这种裂缝和对工程的损害随 着碱骨料反应的发展而发展，严重时会使工程崩溃。有人试 图用阻挡水分来源的方法控制碱骨料反应的发展，例如笔者 见过的日本从大孤到神户的高速公路松原段陆地立交桥，桥 墩和梁发生大面积碱骨料反应开裂，日本曾采取将所有裂缝 注入环氧树脂，注射后又将整个梁、桥墩表面全用环氧树脂 涂层封闭，企图通过阻止水分和湿空气进入的方法控制碱骨 料反应的进展，结果仅仅经过一年，又多处开裂。
3 快速碱——集料反应测试方法
• AMBT法简述 • 按照ASTMC1260－94规定的程序，对石子应破碎到砂
子的粒径(＜5mm)， 洗净、烘干后制件，砂子直接分级 即可。试件尺寸同C227中一样，标养一天后脱模，立即 放入80℃热水中养护1 天，取出在20秒内测试基长，然 后放入80℃、浓度为1M的NaOH溶液中养护14天，在规 定龄期取出测长，计算膨胀率。砂浆棒试件成型后标养 一天脱模，先在80℃水中 养护一天，然后转移至同样温 度1M的 NaOH溶液中养护14天。 <0.1%安全
2 碱骨料反应的预防方法
2、控制混凝土中含碱量由于混凝土中碱的来源不仅是从 水泥，而且从混合材、外加剂、水，甚至有时从骨料（例如 海砂）中来，因此控制混凝土各种原材料总碱量比单纯控制 水泥含碱量更重要。对此，南非曾规定每m3混凝土中总碱量 不得超过2.1kg，英国提出以每m3混凝土全部原材料总碱量 （Na2O当量）不超过3kg，已为许多国家所接受 3、对骨料选择使用如果混凝土含碱量低于3kg/m3，可以 不做骨料活性检验，如果水泥含碱量高或混凝土总碱量高于 3kg/m3，则应对骨料进行活性检测，如经检测为活性骨料， 则不能使用，或经与非活性骨料按一定比例混合后，经试验 对工程无损害时，方可按试验规定的比例混合使用。
• 3.2.2 石子的膨胀—YD • YD——永定河砂、NK——南口砂、SO——标准砂
3 快速碱——集料反应测试方法
• 三种砂的膨胀率测试结果见下图所示。
• NK骨料14天0.13％，属活性骨料。岩相分析中存在微晶
石英、玉髓等活性矿物的YD骨料膨胀较小。骨料可能存 在“最劣比”，即在全部骨料中占某一含量时膨胀最大， 100％时膨胀反而较小。
碱集料反应的工程检测
目 录
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1 混凝土碱骨料反应简介
2 碱骨料反应的预防方法 3 快速碱（水泥中活性碱）——集料（活性物质）反应测试方法
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混凝土碱骨料反应简介
碱骨料反应是指混凝土中的碱性物质与骨料中的活性成 分发生化学反应,引起混凝土内部自膨胀应力而开裂的现象. 碱骨料反应给混凝土工程带来的危害是相当严重的.因碱骨料 反应时间较为缓慢,短则几年,长则几十年才能被发现. 发生碱骨料反应需要具有三个条件:首先是混凝土的原材 料水泥、混合材、外加剂和水中含碱量高；第二是骨料中有 相当数量的活性成分；第三是潮湿环境，有充分的水分或湿 空气供应。
3 快速碱——集料反应测试方法
一、背景知识介绍 现行规范规定方法 1、岩相法，用目测观察新鲜断面，由断面处晶体形状判定 晶体材料类型 2、砂浆长度法：成型砂浆时间，用膨胀量来评价。
3 快速碱——集料反应测试方法
实践中的几点考虑： 1、CES48:93，150度1d压蒸法试验太快，高温影响测试结 果 2、国外方法简介 （该方法的价值所在：快－精度低，慢－精度高）；对于测 试方法的认识问题
3 快速碱——集料反应测试方法
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实际工程中，希望加快判断混凝土中所用骨料的碱 活性或者检验掺合料对活性骨料膨胀抑制，成果之一即 是对80℃、浸泡1M NaOH 溶液的快速法的普遍认同。 该法最早由南非学者 Oberhoster. R.E和 Davies. G 于 1986年提出，称为NBRI法，1994年稍作修改后被订为 美国和加拿大标准(标准号分别为ASTM C1260-94和 CSA A23.2-25A)，1996年欧洲材料与试验联合会 (RILEM)的碱—骨料反应专题组TC-106列为推荐标准。
2 碱骨料反应的预防方法
4、掺混合材掺某些活性混合材可缓解、抑制混凝土的碱 骨料反应。根据各国试验资料，掺S——10%的硅灰可以有 效的抑制碱骨料反应，据悉冰岛自1979年以来，一直在生产 水泥时掺5—7.5%硅灰，以预防碱骨料反应对工程的损害。 另外掺粉煤灰也很有效，粉煤灰的含碱量不同，经试验，即 使含碱量高的粉煤灰，如果取代30%的水泥，也可有效地掏 碱骨料反应。另外常用的抑制性混合材还有高炉矿渣，但掺 量必须大于50%才能有效地抑制碱骨料反应对工程的损害， 现大美、英、德诸国对高炉矿渣的推荐掺量均为 50%以上。 5、隔绝水和湿空气的来源如果在担心混凝土工程发生 碱骨料反应的部位能有效地隔绝水和空气的来源，也可以取 得缓和碱骨料反应对工程损害的效果。