CN103235112A - 一种评定抑制材料对碱-骨料反应抑制有效性的试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种评定抑制材料对碱-骨料反应抑制有效性的试验方法，试件采用80℃的蒸汽养护，在保证试件养护温度和湿度的前提下，没有外部碱进入内部，与绝大多数实际工程环境条件相似。该方法得到的抑制材料对碱-骨料反应抑制有效性评价更准确、可靠，且试验操作简单、方便，减少了对环境的污染和对人体的危害。

Description

一种评定抑制材料对碱-骨料反应抑制有效性的试验方法

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体涉及评定矿物掺合料及外加剂抑制建筑骨料碱活性的有效性。

背景技术

碱-骨料反应被称作混凝土的癌症，是混凝土中的碱和骨料中的碱活性物质发生反应导致混凝土膨胀开裂的现象。一旦出现很难进行修复，所以在工程中使用具有碱活性的骨料时，应采取抑制措施。通常是在水泥中添加抑制材料替代纯水泥作为混凝土的胶凝材料，通过胶凝材料中的抑制材料抑制碱-骨料反应。抑制材料添加量过少，达不到抑制效果；添加量过多，则会影响混凝土的性能。因此需要对胶凝材料中的抑制材料对碱-骨料反应抑制的有效性进行评定。

《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2010、《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10753-2010采用了同样的方法来评定矿物掺合料及外加剂抑制碱-骨料反应的有效性。《公路工程集料试验规程》JTG E42-2005的试验方法仅适用于对高碱水泥和高活性骨料的评定。对比分析铁道部的标准更接近混凝土所处的实际环境。

以上的检测方法，试件浸泡在碱溶液中，与绝大多数骨料所处的实际环境不符，导致其评价的准确性和可靠性有待提高。同时试件浸泡在碱溶液中，溶液中的碱会向试件内渗透，使试件内部的内外各层的碱含量不一致，产生的不均匀膨胀，影响试验结论的准确性。测试件长度时，高温下取出试件，立即测出试件长度，由于迅速降温收缩，也会影响测试的准确性。并且试验采用高碱溶液养护，需要配制大量的高碱溶液，试验完毕后，这些碱溶液又难以处理，通常直接倒掉，而对环境造成污染。在试验过程中，试验人员也要戴口罩和胶皮手套，防止碱对人体的危害，也给试验造成了很多不便。

发明内容

鉴于现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种评定抑制材料对碱-骨料反应抑制有效性的试验方法，该方法得到的抑制材料对碱-骨料反应抑制有效性评价更准确、可靠，且试验操作简单、方便，减少了对环境的污染和对人体的危害。

本发明的目的是通过如下的技术方案实现的：一种评定抑制材料对碱-骨料反应抑制有效性的试验方法，包含如下的步骤：

1)取样：取骨料5Kg，破碎、清洗、烘干后筛分；

2)称料：称取由硅酸盐水泥和抑制材料组成的胶凝材料400g，胶凝材料中水泥的碱含量为1.5％；按以下骨料级配表称取1)步得到的骨料900g，加水使其胶砂流动度为105～120mm；

3)搅拌与成型：按GB/T 17671《水泥胶砂强度检验方法》的搅拌程序进行搅拌，在25×25×280mm的模具中成型，得到三根试件；

4)测量试件基准长度：将三根试件在养护室养护24小时后拆去模具，放入托盘中，将托盘放入温度为20℃±2℃恒温室内，四小时后测量得到试件的基准长度L₀；

5)试件的养护：将试件放入养护桶内，养护桶底部有水，并保证不与试件接触，用两层聚乙烯薄膜将养护桶的桶口封住，再将养护桶放入80℃水浴养护箱内养护；

6)测长：养护龄期达到28天时，将试件取出，放入托盘中，再将托盘放入温度为20℃±2℃恒温室内，四小时后测量试件长度得到试件28天长度L；

7)评定：利用4)步测得的试件基准长度L₀和6)步测得的试件养护28天的长度L，计算膨胀率ε：

$\mathrm{\ϵ}=\frac{L-L_0}{L_0-2\mathrm{\Δ}}\×100$

其中，△为试件中预置的不锈钢测头的长度。

若三根试件的平均膨胀率小于或等于0.05％，则评定胶凝材料中的抑制材料对混凝土碱-骨料反应的抑制有效。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、通过系列试验即可得出，能对特定骨料的碱-骨料反应抑制有效的胶凝材料中抑制材料的含量(添加量)。试件在底部带水的养护桶中密闭养护，且试件与水不直接接触，整个养护桶处于80度水浴中，养护桶底部的水在80度温度下蒸发形成水蒸气，使试件在潮湿的环境中养护。试验条件与绝大多数骨料所处的实际环境相似，只与少数碱环境条件下(如盐湖、盐渍土等)混凝土环境不同。对大多数工程具有可靠的指导意义。

二、由于试验采用水浴、蒸汽养护，试验过程中不需要配制和使用养护用碱溶液，既减少了对环境的污染，同时也保护了试验人员的健康。试验人员也不需要戴手套、穿防护服，试验操作更加简便。

三、试件处在水浴、蒸汽环境中，无碱溶液的渗透，试件内部的碱含量一致，不会产生不均匀膨胀，使试验结论更准确。测量试件长度，是在80度温度下取出试件后四小时再测，避免了迅速降温收缩，对测量的影响小。

四、试验时，胶凝材料中的水泥规定为硅酸盐水泥，克服不同的水泥品种对碱渗透、吸附影响，而造成的检验结果误差。得出的抑制有效时对应的胶凝材料中抑制材料含量(添加量)，更加可靠、准确。

上述的7)步中三根试件的平均膨胀率由以下方法算出：

a)当三根试件膨胀率的算术平均值小于或等于0.03％时，如任一试件的膨胀率与三根试件膨胀率的算术平均值的偏差小于0.01％，则取三根试件膨胀率的算术平均值为三根试件的平均膨胀率；否则，去掉三根试件膨胀率最小值，取剩余2个试件膨胀率的算术平均值作为三根试件的平均膨胀率。

b)当三根试件膨胀率的算术平均值大于0.03％时，如任一试件的膨胀率与三根试件膨胀率的算术平均值的偏差小于三根试件膨胀率的算术平均值的20％，则取三根试件膨胀率的算术平均值为三根试件的平均膨胀率；否则，去掉三根试件膨胀率最小值，取剩余2个试件膨胀率的算术平均值作为三根试件的平均膨胀率。

这样处理数据可以有效的去除某些偶然因素的干扰，使试验结论更加准确可靠。

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

实施例

本发明的一种具体实施方式是，一种评定抑制材料对碱-骨料反应抑制有效性的试验方法，包含如下的步骤：

1)取样：取骨料5Kg，破碎、清洗、烘干后筛分；

2)称料：称取由硅酸盐水泥和抑制材料组成的胶凝材料400g，胶凝材料中水泥的碱含量为1.5％；按以下骨料级配表称取1)步得到的骨料900g，加水使其胶砂流动度为105～120mm；

3)搅拌与成型：按GB/T 17671《水泥胶砂强度检验方法》的搅拌程序进行搅拌，在25×25×280mm的模具中成型，得到三根试件；

4)测量试件基准长度：将三根试件在养护室养护24小时后拆去模具，放入托盘中，将托盘放入温度为20℃±2℃恒温室内，四小时后测量得到试件的基准长度L₀；

5)试件的养护：将试件放入养护桶内，养护桶底部有水，并保证不与试件接触，用两层聚乙烯薄膜将养护桶的桶口封住，再将养护桶放入80℃水浴养护箱内养护；

6)测长：养护龄期达到28天时，将试件取出，放入托盘中，再将托盘放入温度为20℃±2℃恒温室内，四小时后测量试件长度得到试件28天长度L；

7)评定：利用4)步测得的试件基准长度L₀和6)步测得的试件养护28天的长度L，计算膨胀率ε：

$\mathrm{\ϵ}=\frac{L-L_0}{L_0-2\mathrm{\Δ}}\×100$

其中，△为试件中预置的不锈钢测头的长度。

若三根试件的平均膨胀率小于或等于0.05％，则评定胶凝材料中的抑制材料对混凝土碱-骨料反应的抑制有效。

本例的7)步中三根试件的平均膨胀率由以下方法算出：

a)当三根试件膨胀率的算术平均值小于或等于0.03％时，如任一试件的膨胀率与三根试件膨胀率的算术平均值的偏差小于0.01％，则取三根试件膨胀率的算术平均值为三根试件的平均膨胀率；否则，去掉三根试件膨胀率最小值，取剩余2个试件膨胀率的算术平均值作为三根试件的平均膨胀率。

b)当三根试件膨胀率的算术平均值大于0.03％时，如任一试件的膨胀率与三根试件膨胀率的算术平均值的偏差小于三根试件膨胀率的算术平均值的20％，则取三根试件膨胀率的算术平均值为三根试件的平均膨胀率；否则，去掉三根试件膨胀率最小值，取剩余2个试件膨胀率的算术平均值作为三根试件的平均膨胀率。

Claims (2)

1.一种评定抑制材料对碱-骨料反应抑制有效性的试验方法，包含如下的步骤：

1)取样：取骨料5Kg，破碎、清洗、烘干后筛分；

2)称料：称取由硅酸盐水泥和抑制材料组成的胶凝材料400g，胶凝材料中水泥的碱含量为1.5％；按以下骨料级配表称取1)步得到的骨料900g，加水使其胶砂流动度为105～120mm；

3)搅拌与成型：按GB/T 17671《水泥胶砂强度检验方法》的搅拌程序进行搅拌，在25×25×280mm的模具中成型，得到三根试件；

4)测量试件基准长度：将三根试件在养护室养护24小时后拆去模具，放入托盘中，将托盘放入温度为20℃±2℃恒温室内，四小时后测量得到试件的基准长度L₀；

5)试件的养护：将试件放入养护桶内，养护桶底部有水，并保证不与试件接触，用两层聚乙烯薄膜将养护桶的桶口封住，再将养护桶放入80℃水浴养护箱内养护；

6)测长：养护龄期达到28天时，将试件取出，放入托盘中，再将托盘放入温度为20℃±2℃恒温室内，四小时后测量试件长度得到试件28天长度L；

7)评定：利用4)步测得的试件基准长度L₀和6)步测得的试件养护28天的长度L，计算膨胀率ε：

$\mathrm{\ϵ}=\frac{L-L_0}{L_0-2\mathrm{\Δ}}\×100$

其中，△为试件中预置的不锈钢测头的长度。

若三根试件的平均膨胀率小于或等于0.05％，则评定胶凝材料中的抑制材料对混凝土碱-骨料反应的抑制有效。

2.根据权利要求1所述的一种评定抑制材料对碱-骨料反应抑制有效性的试验方法，其特征在于：所述的7)步中三根试件的平均膨胀率由以下方法算出：

a)当三根试件膨胀率的算术平均值小于或等于0.03％时，如任一试件的膨胀率与三根试件膨胀率的算术平均值的偏差小于0.01％，则取三根试件膨胀率的算术平均值为三根试件的平均膨胀率；否则，去掉三根试件膨胀率最小值，取剩余2个试件膨胀率的算术平均值作为三根试件的平均膨胀率；

b)当三根试件膨胀率的算术平均值大于0.03％时，如任一试件的膨胀率与三根试件膨胀率的算术平均值的偏差小于三根试件膨胀率的算术平均值的20％，则取三根试件膨胀率的算术平均值为三根试件的平均膨胀率；否则，去掉三根试件膨胀率最小值，取剩余2个试件膨胀率的算术平均值作为三根试件的平均膨胀率。