CN112098583B - 一种碱活性骨料快速鉴定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种碱活性骨料快速鉴定方法，将骨料样品粉磨制成细度小于10%的粉体样品，按照GB/T23439‑2017《混凝土膨胀剂》附录C规定的试验方法，将占水泥质量5%、10%、15%、20%的粉体样品分别掺入标准规定的水泥净浆中，通过外加浓度为10%的NaOH溶液，使试验所用水泥碱含量达到3.5%，再将搅拌好的水泥净浆分别装入4个不同的玻璃啤酒瓶中，装好后置于室温环境中即可，然后观察玻璃啤酒瓶在30天内是否出现裂缝，若在规定的龄期内玻璃啤酒瓶出现裂缝，则判定骨料具有碱活性，否则，判定骨料不具有碱活性。本发明可以大幅度缩短骨料碱活性的鉴定周期、简化骨料碱活性的鉴定程序和降低建设工程检测费用。

Description

一种碱活性骨料快速鉴定方法

技术领域

本发明涉及碱活性骨料鉴定技术领域，具体涉及一种碱活性骨料快速鉴定方法。

背景技术

通常将含有活性SiO₂或 MgCO₃的骨料称为碱活性骨料。在潮湿环境条件下，混凝土孔溶液中的碱（K⁺、Na⁺）与骨料中的活性SiO₂或 MgCO₃反应统称为碱—骨料反应。由于该反应引起的膨胀可能具有潜在的危害，因此，需对混凝土所用骨料进行碱活性鉴定，在重要工程结构和特殊工程结构中，以禁止采用碱活性骨料配制混凝土。在GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》第15条中，采用碱—骨料反应试验方法来鉴定骨料的碱活性，由于该鉴定方法的测量龄期为1周、2周、4周、8周、13周、18周、26周、39周和52周，以后每半年测量一次，只有出现下列两种情形时，即在52周测试龄期内的膨胀率超过0.04%，或膨胀率虽小于0.04%，但试验周期已经达52周，才能结束碱—骨料反应试验。因此，碱—骨料反应试验方法存在的突出问题是测量龄期相当漫长，此外，其还存在如下缺点：

（1）相对于粉体样品而言，由于骨料样品相对粒径较大和比表面积较小，所发生的碱-骨料反应为局部化学反应，其碱活性在较短时间内不能得到充分发挥，膨胀特性也不能得到集中体现，因此，现有试验方法从理论上就存在周期漫长的突出性问题。

（2）相关实验室建设需要采购方孔筛、台秤、搅拌机、试模、测头、振实台、测长议、养护盒等各种仪器设备，而且这些仪器设备还需要占据一定的环境空间，因此，现有试验方法存在实验室建设规模较大和仪器设备种类较多的投资问题。

（3）试件制作需要进行原材料搅拌、装模、安装探头和振实等工艺程序，所制备的试件应置于38⁰C环境条件下养护364d，因此，现有试验方法不仅存在试件制作工艺程序复杂，还存在长期养护的高能耗问题。

（4）试件长度L_t需要跟踪测量，测量龄期为1周、2周、4周、8周、13周、18周、26周、39周、52周，因此，现有试验方法存在鉴定周期漫长的时间问题。

（5）即使鉴定结论为骨料不具有碱活性，也有照样发生碱—骨料反应，并导致混凝土结构破坏的案例，因此，现有试验方法还存在鉴定结论的不准确性问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种碱活性骨料快速鉴定方法，可以大幅度缩短骨料碱活性的鉴定周期、简化骨料碱活性的鉴定程序和降低建设工程检测费用。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种碱活性骨料快速鉴定方法，采用碱—粉体反应试验方法实现碱活性骨料的快速鉴定，具体包括如下步骤：

将骨料样品粉磨成比细度小于10%的粉体样品，通过外加浓度为10%的NaOH溶液，使试验所用水泥碱含量达到3.5%，然后，按照GB/T23439-2107《混凝土膨胀剂》附录C的规定方法，在水灰比为0.45的水泥净浆中，外掺占水泥质量5%、10%、15%、20%的粉体样品，将搅拌好的水泥净浆按照标准规定的方法分别装入4个不同的玻璃啤酒瓶中，装好后将玻璃啤酒瓶置于室内常温环境中养护24h后，加满水封闭瓶口再继续养护，然后观察玻璃啤酒瓶是否出现裂缝现象，观察龄期应为30d，若在规定的龄期内任意玻璃啤酒瓶出现裂缝现象，即可判定样品具有碱活性，否则，样品不具有碱活性。

本发明具有以下有益效果：

1、碱—骨料反应试验方法是以混凝土试件的养护龄期不超过52周和膨胀率不超过0.04%为前提，依此判定骨料样品的碱活性，但试验程序和细节比较繁琐，如试件需放入温度380C的环境中养护364d，需要测量试件的基准长度L0和龄期长度Lt，计算试件的膨胀率等等。而碱—粉体反应试验方法只是将掺有粉体样品的水泥净浆装入玻璃啤酒瓶中，随意置于常温环境条件下，观察玻璃啤酒瓶是否出现裂缝即可，依此判定骨料样品是否存在碱活性。因此，碱—粉体反应试验与碱—骨料反应试验相比，其方法和程序更加简单。

2、碱—骨料反应试验需要电子秤、方孔筛、混凝土搅拌机、试模、测头、振实台、测长议、养护盒等仪器设备，而碱—粉体反应试验只需要电子秤、水泥净浆搅拌机等仪器设备。因此，碱—粉体反应试验与碱—骨料反应试验相比，试验仪器设备投资明显减少。

3、碱—骨料反应试验所制备的混凝土试件需特殊养护，即试件应置于温度380C的养护箱或养护室中养护364d。而碱—粉体反应试验所制备的水泥净浆试件不需特殊养护，随意置于室温环境条件下即可，因此，碱—粉体反应试验与碱—骨料反应试验相比，不单独需要热能，可节省大量能源。

4、南京工业大学对贵州省某高速公路混凝土所用骨料进行碱活性鉴定，鉴定费800多万元。若采用碱—粉体反应试验方法，预计鉴定费仅为100多万元。因此，碱—粉体反应试验与碱—骨料反应试验相比，其鉴定费更加低廉、便宜，具有明显的经济效益。

5、碱—粉体反应试验周期仅为30d，而碱—骨料反应试验周期为364d。因此，碱—粉体反应试验碱—骨料反应试验相比，其鉴定周期明显缩短，鉴定工作更加高效，能够多快好省地服务于基本建设工程，具有明显的社会效益。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明实施例提供了一种碱活性骨料快速鉴定方法，包括如下步骤：首先，将骨料样品粉磨成比细度小于10%的粉体样品，通过外加浓度为10%的NaOH溶液，使试验所用水泥碱含量达到3.5%，然后，按照GB/T23439-2107《混凝土膨胀剂》附录C的规定方法，在水灰比为0.45的水泥净浆中，外掺占水泥质量5%、10%、15%、20%的粉体样品，将搅拌好的水泥净浆按照标准规定的方法分别装入4个不同的玻璃啤酒瓶中，装好后将玻璃啤酒瓶置于室内常温环境中养护24h后，加满水封闭瓶口再继续养护，然后观察玻璃啤酒瓶是否出现裂缝现象，观察龄期应为30d。若在规定的龄期内任意玻璃啤酒瓶出现裂缝现象，即可判定样品具有碱活性，否则，样品不具有碱活性，并依此预防和控制碱-骨料反应的危害。

本发明通过提高鉴定样品的比表面积和试验用水泥的碱含量，以缩短碱-粉体反应的时间，加快碱-粉体反应的速度，促使该反应潜在的总膨胀量在规定的龄期内得到集中体现，从而建立一种碱活性骨料快速鉴定方法，以缩短碱活性骨料鉴定的周期，多快好省地服务于基本建设工程。

实验例

发生碱－硅酸反应的骨料成分是活性二氧化硅SiO₂，广泛存在于多种岩石中，如蛋白石、火山玻璃、玉髓、磷石英和微晶石英等。而发生碱－碳酸盐反应的骨料成分是碳酸镁MgCO₃，主要存在于两种岩石中，如菱镁矿和白云石。因此，发明人采集了火山玻璃和菱镁矿为代表性样品，将它们粉磨制成粉体样品，按照相关标准和设计方案进行碱－粉体反应试验，以鉴定骨料的碱活性。

采用火山玻璃粉体样品（火山灰）所进行的碱－粉体反应试验，即碱－硅酸反应试验，如表1。

表1 火山灰与水泥净浆的膨胀特征

火山灰掺量%	5.0	10.0	15.0	20
					玻璃瓶开裂时间d	—	25d开裂	25d开裂	—

采用菱镁矿粉体样品所进行的碱—粉体反应试验，即碱—碳酸盐反应试验，如表2。

表2 菱镁矿粉与水泥净浆的膨胀特征

菱镁矿粉掺量%	5.0	10.0	15	20
					玻璃瓶开裂时间d	—	24d开裂	—	—

可见，碱-粉体反应试验与碱-骨料反应试验相比，可大幅缩短骨料碱活性的鉴定周期，简化骨料碱活性的鉴定程序，降低建设工程检测费用。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (1)

1.一种碱活性骨料快速鉴定方法，其特征在于：采用碱—粉体反应试验方法实现碱活性骨料的快速鉴定，具体包括如下步骤：

将骨料样品粉磨成比细度小于10%的粉体样品，通过外加浓度为10%的NaOH溶液，使试验所用水泥碱含量达到3.5%，然后，按照GB/T23439-2107《混凝土膨胀剂》附录C的规定方法，在水灰比为0.45的水泥净浆中，外掺占水泥质量5%、10%、15%、20%的粉体样品，将搅拌好的水泥净浆按照标准规定的方法分别装入4个不同的玻璃啤酒瓶中，装好后将玻璃啤酒瓶置于室内常温环境中养护24h后，加满水封闭瓶口再继续养护，然后观察玻璃啤酒瓶是否出现裂缝现象，观察龄期应为30d，若在规定的龄期内任意玻璃啤酒瓶出现裂缝现象，即可判定样品具有碱活性，否则，样品不具有碱活性。