混凝土骨料的碱活性检验及抑制试验研究

试　ｙａｎｊ１ｕ　混凝土骨料的碱活性检验　及抑｛ｌｉＪＩ试验研究　李向辉　张晓玉　摘南水北调中线干线建设管理局漕河项目建设管理部１０７２１５０）　要：采用岩相法、砂浆棒快速法进行混凝土骨料的碱活性检验及掺加粉煤灰的碱一硅酸反应活性抑制试　验。结果表明，漕河渡槽混凝土中掺入２Ｏ％￣５Ｏ％的粉煤灰，能有效抑制碱一硅酸反应。　关键词：岩相法砂浆棒快速法碱一硅酸反应碱一碳酸反应抑制试验　０月ｌＪ吾　混凝土碱一骨料反应（ＡＡＲ１是混凝土中的碱与　骨料中的活性成分的膨胀性反应　碱一骨料反应一　旦发生．会引起混凝土结构开裂破坏．丧失使用功　能。　漕河渡槽是南水北调中线上的一座大型渡槽．　钢筋混凝土薄壁结构　渡槽混凝土使用当地料场生　产的骨料．为查明骨料碱活性．委托中国水利水电　科学研究院进行了检验试验研究　碱活性检验方法　卵石Ｂ综合样　采用《水工混凝土砂石骨料试验规程））ＤＬ／Ｔ５｜５１—　２００１中的“岩相法”和“砂浆棒快速法”进行　１碱活性岩相检验　样品分３种：中石（２０ｍｍ～４０ｒａｍ，编号Ａ１．小石　（５ｒａｍ～２０ｒａｍ，编号Ｂ），砂料（编号Ｃ），取自ｌ＃料场。　先据肉眼对卵石观察。按火成岩、沉积岩和变质岩　进行岩性分类．而后对各类卵石称重求百分比．最　后随机自各类卵石中挑选磨制薄片供岩相鉴定（１、　２、３、４、５号）。　１，１样品的Ｘ射线能谱分析　从能谱对比中可以看到．Ａ、Ｂ的化学组成接　近，Ｃ中ＳｉＯ　量明显增加，代表白云岩成分的Ｃａ、　Ｍｇ含量则明显减少　砂料Ｃ综合样　图１综合样的Ｘ射线能谱　１＿２各综合样重要元素的化学分析　表１样品重要元素的化学分析结果（％）　编号样品粒径　ＳｉＯ２　Ａ１２０３ＣａＯ　ＭｇＯ　Ｋ２０　ＣＯ２　从表中看出，Ａ、Ｂ两样在各重要化学组成的相　对含量上相似．特点是火成岩与白云岩占明显数　量，而砂料中随碳酸盐明显减少，ＳｉＯ　含量明显增　加。　１．３综合样的Ｘ射线衍射分析　卵石Ａ综合样　分析结果表明，Ａ、Ｂ样主要由石英（Ｑ）、钠长石　３８　试验（Ａｂ）及白云石（Ｄ）和少量云母类矿物（Ｂｉｔ）￣Ｎ成．而Ｃ　样主要由石英、钠长石组成，另见少量角闪石类矿　圈　ｉｕ　Ｄ维普资讯 http://www.cqvip.com

＾Ｉｊ廿蔼ｆ辩　０Ｄ　ＤＤｏ　０　０　∞　∞　∞　帕　∞　∞　∞　物（Ｍａｇ）。　１．４岩相鉴定结果　１）沉积岩主要属白云岩，在卵石中约占４５％．　因此白云石属重要矿物组成，其中尚见一定数量的　玉髓。　２）火成岩以花岗岩为主，在卵石中约占５０％．　岩石受到了中等程度的风化，其中的长石多数为绢　云母交代　３）重要的碱活性物质玉髓主要出现在白云岩裂　隙和硅质灰岩的基质中，虽然玉髓在其中的占量属　少数，但由于沉积岩在卵石中相对占量约４５％．所　以玉髓的不良影响不能忽视　图３　４号样品Ｘ射线衍射图谱　图４　４号样品典型境下特征　５个卵石样品，呈灰白色，经岩石显微镜鉴定、　能谱分析及Ｘ射线衍射分析判定均为白云岩．其中　４号骨料富含硅质（图２），除主成分白云石ｆＤ１外还　有石英的谱线（图３）。对其薄片在镜下进行观察．发　现其中硅质主要以微细粒石英集合体一即玉髓ｆ黑　色）的形式存在（图４），按骨料评价规范，它属活性　二氧化硅。岩石定名为硅质白云岩较确切　１　２　，　ｓ　ｉ　２碱一硅酸反应活性检验　砂、小石、中石的碱一硅酸反应活性检验结果　见表２、图５。　蚊　图２　４号样品Ｘ射线能谱　＋１　（砂）　速增长，到２８天龄期，小石、中石的膨胀率超过了　十２＃（小石）　一　寸　・　Ｊ…’　：．—▲／　ｒ。　　—一　　一一一－燃　　一　　０．２％。依据《水工混凝土砂石骨料试验规程》中的评　定标准，样品应判定为非活性骨料。但岩相法检测　表明在白云岩裂隙和硅质灰岩的基质中存在一定　量的碱活性矿物，所以ｌ＃料场的骨料使用时必须　采取系列抑制措施：控制原材料的碱含量、掺加适　＾ｒ　　二＿　——　：　’。　ｒ一Ｉ—　　—，　／　ｒ－　．，一　。　０　ｉｓ．　２８　４２．　５Ｂ　ＴＯ　８４　９８　１１２　１２６　１４Ｏ　１Ｈ　１明ｌ８２　错腑ｆ　ｄ）　量的矿物掺合料、不得在含碱环境中使用等　图５　碱一硅酸反性检验试验结果　３碱一碳酸盐反应活性检验　“岩相法”检验时发现，ｌ＃料场砾石中含有较多　的碳酸盐岩，因此，对砾石进行碱一碳酸盐反应活性　检验。　由试验可见，样品．１４天的砂浆膨胀率分别为　０，０３％、０．０７８％和０。０９４％，石料的膨胀率最大达　０．０９４％，为慎重起见，延长试验龄期，后期膨胀率迅　表２　碱一硅酸反应活性检验（膨胀率％）　３９　维普资讯 http://www.cqvip.com

试　ｙａｎｊｌＵ　碱一碳酸盐反应活性检验试验结果见表３、图　＾０　ｌ００　．　６．１～５号岩样的膨胀率取平均值作为检测结果进　兰０．０８０　＋１—５试什的甲均值　备０　ＯｔｉＯ　＋６号试什　．　行分析．６号为２＃料场灰岩钻芯取样的试验结果。　０　０４０　０．０２０　表３　碱一碳酸盐反应活性检验结果　．　　１・—　—●～‘　　・－　　・　・・　・　ｌ　‘　０　０００　～Ｉ　、　－（Ｉ　Ｉ）３０　０　０４０　－０　０６０　０　０８０　０　ｌ００　。　。。　。　。龄晶　（大　图６　碱一碳酸盐反应活性检验结果　为负值。曲线基本平稳。依《水工混凝土砂石骨料试　验规程》中的评判标准。可确定１＃料场的白云岩和　２＃料场的灰岩评定为不具有潜在碱一碳酸盐反应活　性骨料　４碱一硅酸反应活性抑制试验　碱一硅酸反应活性抑制试验采用掺加２０％和　由试验结果可见．浸泡８４天时６组岩样膨胀率都　２５％两种粉煤灰　试验结果见表４、图７。　碱一硅酸反应活性抑制试验结果表明。掺入　表４　碱一硅酸反应活性抑制试验（膨胀率‰）　注（序号Ｉ、２为砂，３、４为小石，５、６为中石，序号Ｉ、３．５掺２０％粉煤灰，序号２、４、６掺２５％粉煤灰。）　负值．没有发生膨胀的趋势。根据“２８天龄期试件长　兰。３ｏ　＋１８（砂・２Ｄ　琦堪欺）　＋２Ｉ‘　＋２５ｘ扫堪般】　姜。２度膨胀率小于０．１０％作为掺合料抑制　昆凝土碱一硅　３－【小　ｌ＋∞　琦堪蚰　……－１１（，Ｊ，“＋２５　扫堪荻）　鼍　０　－Ｉｔ－－擘Ｉ・　；＋２Ｄ％琦燃凝）　＋６４Ｉ中　＋２５ｘ粉燃荻）　。ｌ。　酸反应评定为有效的评判标准”判断，漕河渡槽工　０∞　程混凝土中掺入２０％～２５％的粉煤灰抑制碱一硅酸　ｊ０　。　　：反应是有效的。　＿ｏ　２０　参考文献：　＿ｏ　３ｏ　【１】刘崇熙，文梓芸著、混凝土碱一骨料反应【Ｍ】．华南理工大　０　７　ｌ４　２ｌ　２８　３５　４２帕５６　６ａ？０　７７　８Ｉ　９ｌ｛ｌ８　ｌｏ５ｌ１２ｊ１９ｌ２６ｌ３３１４０１４７１５，４１６１ｌ髓ｌ？５　酋赫ｔｄ）　学出版社．１９９５１　图７碱一硅酸反应活性抑制试验结果　【２】唐明述．关于碱一集料反应的几个理论ｉＭ题Ｕ１、硅酸盐学　２０％、２５％的粉煤灰均对碱一硅酸反应具有良好的抑　报，１９９０，（８）１　【３】刘峥等、水泥石一白云石集料界面的显微结构、硅酸盐学　制效果，抑制试验观测至１０８天，其膨胀率基本为　报．１９８６．１４（４）：３０２－３０６　４０