关于集料碱活性鉴定方法的探讨

本文介绍了水利水电工程进行混凝土碱-集料反应(简称AAR)的五种试验方法。根据室内试验结果和实际工程的检测,分析了AAR与集料(骨料)中的活性成分、水泥含碱量、环境温度、湿度、外加剂以及掺合料成分和粒度等条件的关系。认为目前采用的试验方法各有优点,但也有局限性。建议通过调查研究和协作试验,制定我国集料碱活性的鉴定标准,并对重要工程,以及AAR可疑地区进行调查和细致的综合性试验研究。     

LiNO3对硅质集料和白云质集料膨胀性的抑制作用

迄今为止,一直缺乏快速有效的方法来区分碱-硅酸反应活性和碱-碳酸盐反应活性。通过测定多种经过RILEM TC191-AAR-5测试检测出具有碱活性的集料在掺加硝酸锂(LiNO3)时试件膨胀率,讨论了LiNO3对硅质集料和白云质集料膨胀性的影响,为建立快速区分碱-硅酸反应活性和碱-碳酸盐反应活性的试验方法奠定了基础。试验结果表明:若集料仅存在碱-硅酸反应活性,当试件中Li/Na摩尔比为2.22,养护液中Li/Na摩尔比为1.11时,试件的28 d膨胀率可以抑制到0.1%以下;若集料为碱-碳酸盐反应活性的,掺加硝酸锂以后试件仍表现出较大的膨胀性,28 d试件膨胀率仍然超过0.1%。     

碱—集料反应及其预防途径

本文着重介绍碱-集料反应发生机理、研究现状及预防AAR途径。鉴于我国年混凝土生产量超过20亿立方米,碱活性集料分布广泛,解决碱-集料反应问题迫在眉睫;预防AAR途径可采取近期可实施措施和长期论证可采取的措施相结合的方法。     

碱集料反应研究的新进展

着重介绍了近年来碱集料反应（alkali-aggregate reaction,AAR）研究的一些最新成就，包括集料中碱的析出、碱集料反应的分类、集料活性的鉴定方法、湿度的影响及碱碳酸盐反应（alkali-carbonate reaction,ACR）。由于在世界各地发生AAR的事例增多，对工程的耐久性影响巨大，因而近年来又重新引起重视，甚至在研究最多、最早的美国，现在也已重新开始了研究，此处所述内容希望对重大工程的决策能有参考价值。     

国家“九五”重点科技攻关项目（96—535）：“重点工程混凝土安全性的研究”成果简介之一——混凝土抗碱—集料反应的研究

“碱－集料反应判定方法的研究”(96－535－01－01)本项目对硅质集料碱活性快速试验方法及应用条件、碳酸盐集料碱活性检测方法及综合判定方法、碱－集料反应工程破坏检测方法进行全面的研究,为预防和治理碱－集料反应提供技术依据。“硅质集料碱活性快速试验方法及应用条件”对碱－硅酸反应的过程、动力学行为和机理进行了系统的研究,在此基础上,结合长期积累的研究成果,提出了新的硅质集料碱活性快速试验方法,制定了相应的标准草案;在方法制定过程中,用新方法对三峡大坝、核电站等重点工程进行专项和对比性研究,并取得了实质性应…     

岩石结构特征对白云质灰岩碱活性的影响

运用LSCM和SEM等对河北唐山白云质灰岩TSA1和TSA2的岩石结构进行分析,并采用RILEM AAR-2、CECS:48、RILEM AAR-5和NRAA 02检测集料的碱活性。结果表明,TSA1和TSA2都不具有碱硅酸活性,TSA1具有碱碳酸盐反应活性,TSA2可能具有潜在碱碳酸盐反应活性;TSA1中白云石-方解石间隙尺寸小于TSA2,其他结构特征无明显差异。白云石-方解石间隙尺寸是影响白云质灰岩碱碳酸盐反应活性的重要因素之一,尺寸越小,ACR膨胀值越大。     

三峡主体工程混凝土预防碱集料反应的综合技术措施

三峡主体工程混凝土采用非活性集料，高掺优质粉煤灰，制定了严于国家标准的混凝土碱含量最高限值标准，通过复掺高效减水剂和引气剂等技术，降低了混凝土单位用水量、减少了水泥用量。同时，严格限制混凝土原材料碱含量，降低了混凝土总碱量，起到了综合预防碱集料反应（AAR）的作用。     

集料碱活性快速检测法对比研究

为探讨中国快速砂浆棒法(CAMBT)与其它集料碱活性快速检测法的相关性及对国外岩石的适应性,采用混凝土棱柱体法(CPT)、快速砂浆棒法(AMBT)、压蒸法和CAMBT研究了11种国外不同源集料的膨胀行为,同时还研究了集料颗粒尺寸对CAMBT中集料膨胀的影响.结果表明:CAMBT,AMBT及压蒸法的检测结果具有一致性,但均不能完全正确地判定这些集料的碱活性,它们在夸大RG集料碱活性的同时,还漏判了PO集料的碱活性;集料在现有快速法中的膨胀率与其在CPT中的膨胀率无明显相关性,因此快速法不能很好地表征集料在混凝土中的碱活性程度;CAMBT中集料颗粒尺寸对不同集料膨胀程度的影响不同,其中0.15~0.80 mm集料颗粒尺寸对集料膨胀而言不是最敏感粒级;采用2.5~5.0 mm单粒级集料颗粒,可以比现有标准检测方法更好地预测集料在混凝土中的膨胀行为.     

三峡工程混凝土预防碱集料反应的综合技术

三峡主体工程混凝土采用非活性集料 ,高掺优质粉煤灰 ,制定了严于国家标准的混凝土碱含量最高限值标准 ,通过复掺高效减水剂和引气剂等技术 ,降低了混凝土单位用水量、减少了水泥用量。同时 ,严格限制混凝土原材料碱含量 ,降低了混凝土总碱量 ,起到了综合预防碱集料反应 (AAR)的作用。     

混凝土碱-集料反应的成因及预防措施

分析讨论了混凝土碱－集料反应（AAR）的成因、作用机理和特征，指出了预防AAR破坏的一些措施。     

三峡工程花岗岩人工骨料碱活性试验研究

对花岗岩休工骨料从宏观到微观,用多种试验方法进行了大量的试验研究,研究结果表明,用现有标准判断,花岗岩为非活性骨料,砂浆长度法试验结果表明,花岗岩砂浆经14例的膨胀已基本趋于稳定,而且在碱含量低的条件下,也没有出现危害性的膨胀,从三峡工程的重要性及混凝土耐久性方面全面考虑,工程应严格控制水泥含碱量及混凝土中的总碱量。     

碱硅酸反应交流阻抗谱研究及其合理应用

以快速砂浆棒法为比较,用交流阻抗谱方法对几种集料的潜在碱活性和由此引起的碱硅酸反应对砂浆密实性、抗渗性和氯离子扩散性的影响进行了研究.结果表明:有潜在碱活性的集料与普通集料有不同的交流阻抗响应,可以根据其特征阻抗谱在复平面中的相对位置以及相角的大小来评定集料的碱活性,所得结果与快速砂浆棒法检测的结果有较好的相关性.交流阻抗谱方法有可能发展为评定集料碱活性的方法.在适度的碱硅酸反应存在的情况下,砂浆密实性、抗渗性提高,氯离子扩散阻抗系数变大.利用这一特性可以提高混凝土的耐久性和使用寿命,这对于具有一定潜在碱活性集料的合理使用有参考价值.     

关于集料碱活性评定的一些问题

介绍了国内外一些常用的评定集料碱活性的方法，并综合评述了这些方法存在的问题及其一些发展趋向，旨在使人们对这些方法有一个清楚的认识。在此基础上，分析了我国一些标准中存在的问题和可能留下的隐患，以引起人们的注意。     

快速法检测湖南湘江砂、卵石集料碱活性

采用岩相法、快速砂浆棒法和压蒸法综合评价了湘江湘阴段、望城段、湘潭段砂和卵石的碱活性.结果表明:砂均由石英、长石、云母和杂砂岩碎屑等组成,卵石均由质量分数各约50%的硅质石英岩和杂砂岩组成,砂、卵石中的杂砂岩均含有一定量的隐晶石英和微晶石英,三河段砂之间及卵石之间矿物组成无明显差异;三河段砂在快速砂浆棒法中均呈现出碱活性,但在压蒸法中其膨胀率与样品制备方式有关;三河段卵石在快速砂浆棒法和压蒸法中的膨胀率均大于碱活性限值,具有碱活性;三河段砂、卵石碱活性来源于所含杂砂岩中的隐晶石英和微晶石英;制备能代表砂、卵石组成的样品是岩相法和压蒸法准确判定其碱活性的关键.     

集料的矿物学特征及其碱活性

对集料进行了化学成分分析,另外还采用XRD,显微镜等手段对集料的矿物组成进行了分析,将结果与《砂,石碱活性快速试验方法》测定结果进行比较,并从矿物学特征出发,找出了八种实际集料的碱活性来源,从而全面把握集料的碱活性。研究发现,《砂,石碱活性快速试验方法》测定的结果与XRD,岩相法分析的结果相一致。     

板岩骨料的碱活性特征

使用岩相法、砂浆棒法、快速砂浆棒法、x射线衍射分析等多种检验方法对贵广铁路沿线的板岩进行碱活性检验。微观分析显示该地区的板岩含有3%～15%的微晶质至隐晶质石英活性成分。砂浆棒法,快速砂浆棒法试验结果证实了该板岩具有比较高的碱活性。与传统的碱—硅反应膨胀机理不同的是板岩不仅在骨料与水泥浆界面发生碱—硅反应,且由于板岩具有层理结构的特性,外部的碱易沿层理向板岩骨料内部渗透,与骨料内部的活性成分进行反应,从而引起骨料的膨胀开裂。     

碱集料反应的介电谱特性

对碱集料反应的介电谱特性进行的讨论结果表明，如果有碱集料反应，其Cole-Cole图中存在1条起自原点的垂直线，且集料的碱活性越强，该垂直线越长，矿物掺合料可抑制碱集料反应。     

再生混凝土收缩徐变试验及徐变神经网络预测

试验研究了不同再生粗骨料取代率下再生混凝土的收缩与徐变规律.结果表明：龄期120d时,粗骨料取代率为50%,100%的再生混凝土RAC50,RAC100的收缩总变形值较普通混凝土分别增加17%,59%;徐变持荷90d时,再生混凝土RAC50,RAC100的徐变变形值较普通混凝土分别增加12%,76%.将徐变试验数据与RILEM B3,ACI 209R 92,CEB FIP(90)等徐变预测模型进行对比,并结合试验结果对RILEM B3模型进行了修正.采用BP神经网络方法对再生混凝土徐变进行了预测,考察了再生粗骨料取代率、水灰比等对再生混凝土徐变的影响.     

山东地区混凝土骨料的碱活性研究

对山东地区的混凝土用骨料的碱活性进行了调研分析,并在地质专家的配合下对全省的骨料进行取样,经过对骨料的碱活性测试分析,认为山东地区确实存在碱活性骨料,并分析了山东地区的碱骨料反应破坏的工程实例。     

温度和集料对混凝土ASR有效碱的影响规律

从碱硅酸反应(ASR)的化学本质出发,将有效碱进一步定义为扩散进入活性集料内并与活性SiO2发生化学反应的液相碱.在此基础上,以熔融石英玻璃为活性集料,研究养护温度、活性集料粒径和活性集料掺量(质量分数)对单颗活性集料内有效碱含量(质量分数)的影响;结合Fick第一定律和第二定律,建立了有效碱浓度的计算模型.结果表明:养护温度对单颗活性集料内有效碱含量影响显著;活性集料粒径对单颗活性集料内有效碱含量无显著影响;随着活性集料掺量的增加,单颗活性集料内有效碱含量呈现出一定的下降趋势;所建立的有效碱浓度计算模型可以有效反映养护温度、活性集料粒径和活性集料掺量对其的影响,对后续建模工作有一定的参考价值.