混凝土骨料的堿活性及其評價(jià)

1、混凝土骨料的堿活性及其評價(jià)（劉瑩混凝土骨料的堿活性及其評價(jià)（劉瑩王學(xué)杰）王學(xué)杰）［摘要］骨料堿活性檢驗(yàn)的方法較多。判定骨料是否具有潛在活性，大多需要采用幾種檢驗(yàn)方法相互印證，以提高結(jié)論的準(zhǔn)確性。本文采用多種方法對實(shí)際工程采用的骨料進(jìn)行檢驗(yàn)，通過具體分析，對骨料堿活性進(jìn)行了評價(jià)。［關(guān)鍵詞］堿活性砂漿棒快速法評價(jià)1前言所謂堿骨料反應(yīng)是指混凝土原材料中的水泥、外加劑、摻合料和水中的堿（Na2O0.658K2O）與骨料中的活性成分逐漸反應(yīng)，其反

2、應(yīng)生成物吸水膨脹使混凝土產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力，導(dǎo)致混凝土膨脹開裂損壞?；炷恋膲A—骨料反應(yīng)是混凝土耐久性研究的重要課題之一。由于活性骨料經(jīng)攪拌后大體上呈均勻分布，所以一旦發(fā)生堿骨料反應(yīng)，混凝土內(nèi)各部分均產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，將混凝土自身脹裂，發(fā)展嚴(yán)重的只能拆除，無法補(bǔ)救，因而被稱為混凝土的癌癥。鑒定骨料的堿活性和活性程度是預(yù)防工程混凝土發(fā)生堿骨料反應(yīng)的重要程序，世界各國都很重視骨料活性的檢測。比較常見的、被認(rèn)為行之有效的檢測骨料活性的方法有很多種。骨料

3、是否具有活性的結(jié)論，對工程影響很大，因此需要通過專門的試驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)。2堿骨料反應(yīng)的分類及檢驗(yàn)方法不同的活性骨料，其破壞機(jī)理也不同，一般按與堿反應(yīng)的巖石類型，可將堿—骨料反應(yīng)劃分為三種類型，即堿硅酸反應(yīng)、堿碳酸鹽反應(yīng)、堿硅酸鹽反應(yīng)。堿硅酸反應(yīng)（AlkaliSilicaReaction）堿硅酸反應(yīng)是水泥中的堿與骨料中的活性氧化硅成分反應(yīng)，產(chǎn)生堿硅酸鹽凝膠或稱堿硅凝膠其反應(yīng)式可歸納為：2NaOHSiO2nH2O→Na2O.SiO2.NH2O堿

4、硅酸類呈白色凝膠固體，其體積大于反應(yīng)前的體積，而且有強(qiáng)烈的吸水性，吸水后膨脹引起混凝土內(nèi)部膨脹應(yīng)力，而且堿硅凝膠吸水后進(jìn)一步促進(jìn)堿骨料反應(yīng)的發(fā)展，使混凝土內(nèi)部膨脹應(yīng)力增大，導(dǎo)致混凝土開裂，發(fā)展嚴(yán)重的會使混凝土結(jié)構(gòu)崩潰。能與堿發(fā)生反應(yīng)的活性氧化硅礦物有蛋白石、玉髓、瑪瑙、鱗石英、方英石、火山玻璃及結(jié)晶有缺陷的石英以及微晶、隱晶石英等，而這些活性礦物廣泛存在于多種巖石中，因而迄今為止世界各國發(fā)生的堿骨科反應(yīng)事例中，絕大多數(shù)為堿硅酸反應(yīng)。堿碳

5、酸鹽反應(yīng)（AlkaliCarbonateReaction）一般的碳酸巖、石灰石和白云石是非活性的，只有泥質(zhì)石灰質(zhì)白云石，才發(fā)生堿碳酸鹽反應(yīng)。堿碳酸鹽反應(yīng)主要是脫(去)白云石反應(yīng)，即某些特定的微晶白云石和氫氧化鈉(NaOH)、氫氧化鉀(KOH)等堿類反應(yīng)生成氫氧化鎂［Mg(OH)2即水鎂石］和碳酸鹽等；這些生成物和水泥水化產(chǎn)物氫氧化鈣［Ca(OH)2］又起反應(yīng)，重新生成堿，使脫白云石反應(yīng)繼續(xù)下去，直到白云石被完全作用完，或堿的濃度被繼續(xù)發(fā)

6、生的反應(yīng)降至足夠低為止。堿硅酸鹽反應(yīng)（AlkaliSilicateReaction）堿硅酸鹽反應(yīng)是指混凝土中的堿與骨料中某些層狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽發(fā)生反應(yīng)，使層狀硅酸鹽層間間距增大，骨料發(fā)生膨脹，致使混凝土膨脹開裂。骨料堿活性的檢驗(yàn)方法一般有如下幾種：3骨料堿活性的評價(jià)對一種骨料潛在活性的判斷，必須建立在試驗(yàn)資料的基礎(chǔ)上，而每一種試驗(yàn)方法并非十全十美，有的還需在實(shí)踐中加以充實(shí)和完善，所以對于砂、石料場的骨料是否存在潛在活性只有通過連續(xù)的、系統(tǒng)

7、的取樣并有針對性的選擇檢驗(yàn)方法才能作出合適的評價(jià)。合水縣城供水工程可行性研究階段要對其骨料進(jìn)行堿活性檢驗(yàn)，粗細(xì)骨料分別取自巴家嘴料場和長慶橋料場。首先用巖相法鑒定骨料的種類和礦物組成，初步鑒定活性成分。之后采用砂漿棒快速法對骨料的堿活性進(jìn)一步效驗(yàn)。巖相法是進(jìn)行薄片鑒定對骨料進(jìn)行詳細(xì)定名。這對選擇合適的檢測方法有重要指導(dǎo)作用，一直是作為骨料堿活性檢驗(yàn)的首選方法。表1、表2為某工程骨料堿活性巖相法的檢驗(yàn)結(jié)果，由此可知，兩組樣品分別為淺灰色巖

8、屑石英粉砂質(zhì)泥灰?guī)r及暗紫紅色泥質(zhì)屑粉砂巖。其礦物組成中均無微晶石英、應(yīng)變石英等活性礦物成分。初步判定為非活性骨料。經(jīng)巖相法進(jìn)行測試結(jié)果分析，此次研究砂樣樣品為暗紫紅色泥質(zhì)屑粉砂巖。經(jīng)薄片鑒定分析后得出：巖石綜和描述：標(biāo)本—暗紫紅色，粉砂狀結(jié)構(gòu)，碎屑顆粒細(xì)小，斷面不平整；局部可見直徑為5mm的暗紫紅色泥質(zhì)團(tuán)塊，以及直徑為1mm的灰白色方解石細(xì)脈，呈不規(guī)則橢球狀分布無序。巖石遇稀鹽酸劇烈起泡，為鈣質(zhì)膠結(jié)。薄片：具泥質(zhì)粉砂狀結(jié)構(gòu)，碎屑粒徑為0

9、.0080.05mm，其中以0.010.03mm為主，分選中等。碎屑多為不規(guī)則狀，大多呈棱角狀，少量呈次棱角狀，磨圓度差。局部可見細(xì)長條狀顆粒呈半定向排列。碎屑成分主要為石英，少量石長、云母、綠泥石，以及泥巖、灰?guī)r巖屑。石英無色透明，多呈棱角狀不規(guī)則分布，少量顆粒可見局部被碳酸鹽交代；長石為斜長石，可見明顯的聚片雙晶；云母多呈細(xì)長條狀、短片狀，部分呈不規(guī)則彎曲，主要為白云母，無色透明，黑云母可見有褐鐵礦浸染現(xiàn)象；綠泥石多呈細(xì)長條狀、片狀

10、，常見彎曲；泥巖巖屑粗細(xì)混雜，可見不規(guī)則狀砂屑及長條狀礫屑，界線較模糊，巖屑內(nèi)云母呈細(xì)長條狀半定向排列；粉砂質(zhì)灰?guī)r巖屑粒徑為0.030.1mm，具較明顯的高級白干涉色及閃突起，巖屑中含棱角狀石英、長石，其粒徑為0.050.1mm無序分布。填隙物為粘土質(zhì)雜基含量高，有重結(jié)晶；膠結(jié)物為方解石、鐵質(zhì)和綠泥石，方解石多呈交代團(tuán)塊狀。顆粒之間基本為基底式膠結(jié)。詳細(xì)定名：暗紫紅色泥質(zhì)屑粉砂巖經(jīng)巖相法進(jìn)行測試結(jié)果分析，此次研究礫石樣為淺灰色巖屑石英粉