混凝土用骨料碱活性试验报告

碱活性骨料对混凝土质量的影响及控制方法摘要：在选择骨料的时候必须要对其碱活性进行测定，以此来保证混凝土的耐久性，而在很多情况下不可避免的会有活性骨料的存在，所以就需要采取一定的措施来抑制碱骨料反应。

关键词：碱活性骨料；混凝土质量；影响；控制方法引言非活性的骨料不会导致碱骨料反应，而如果是活性骨料或者其中有部分骨料是活性的，则极有可能导致碱骨料反应的出现，混凝土从而会出现不均匀开裂、膨胀。

一、碱活性骨料对混凝土质量的影响在一般情况下，水工混凝土的强度都不太高，基本上混凝土都是以90天龄期作为强度设计标准，而普通混凝土基本上都是28天龄期强度，所以在强度方面，水工混凝土与普通混凝土是有很大区别。

在混凝土发生反应时，骨料与碱接触，骨料会产生膨胀，而硬化的水泥石则对骨料有一个约束，制约骨料的膨胀，同时硬化水泥石也会受到拉应力的作用，如果拉应力过强，超过水泥石硬度，就会引发水泥石的开裂。

水泥石强度低，抗拉性能就越差，受骨料的膨胀影响就越大，很容易导致开裂。

而水工混凝土的强度要远低于普通混凝土的强度，对于抵抗碱骨料的反应膨胀能力较弱。

在施工中，常常通过降低胶凝材料用量来达到控温防裂的目的，因为降低胶凝材料用量可以减少混凝土的产热量，使水化热升温降低。

胶凝材料的使用，一方面为碱骨料提供碱，另一方面硬化水泥石作为连续相对碱骨料反应膨胀起到约束作用。

现在多数水泥在生产过程中都采用了窑外分解技术，水泥的碱含量普遍提高，在混凝土总碱含量中胶凝材料所提供的碱量对于反应有很大的影响，所以水工混凝土的胶凝材料用量远低于普通混凝土的用量。

二、碱活性的检验方法和标准1、岩相法它是通过肉眼和显微镜观察新鲜岩石断口来鉴定骨料的种类和成分，以此来判断其是否存在碱活性，但其缺点是得不到活性组分含量与膨胀率的定量关系。

2、化学法它是在规定条件下，测定碱溶液和骨料反应溶出的二氧化硅浓度及碱度降低值，借以判断骨料在使用高碱水泥的混凝土中是否产生危害性的反应。

碱-骨料反应试验3D动画补充材料本动画配套《普通混凝土长期性能和耐久性性能试验方法标准》GB/T50082-2009中“碱—骨料反应试验”。

碱—骨料反应试验方法主要参考加拿大《Test Method for Potential Expansive of Cement-Aggregate Combination（Concrete Prism Expansion Method）》CAN/CSA-A23.2-14A：2004方法编写而成。

也参考了欧洲材料与试验联合会（RILEM）下属的碱—骨料反应与预防委员会（TC 191 ARP）提出的混凝土棱柱体试验法（AAR-3），适用于检测骨料的碱活性。

本方法适用于检验混凝土试件在温度38℃及潮湿条件养护下，混凝土中的碱与骨料反应所引起的膨胀是否具有潜在危害。

适用于碱—硅酸反应和碱—碳酸盐反应。

一试验主要器材列表1.混凝土搅拌机（图示：双卧轴混凝土试验用搅拌机）2.混凝土振动台3.碱-骨料反应养护箱及试件盒4.试件养护盒5.测长仪6.标准杆7.试件测头8.其他器材掺量设备方孔筛二试验试件制作要求1.应按照下列规定准备原材料和设计配合比。

应使用硅酸盐水泥，水泥含碱量宜为（0.9±0.1）%（以Na2O当量计，即Na2O+0.658K2O）。

可通过外加浓度为10%的NaOH溶液，使试验用水泥含碱量达到1.25%。

当试验用来评价细骨料的活性，应采用非活性的粗骨料，粗骨料的非活性也应通过试验确定，试验用细骨料细度模数宜为（2.7±0.2）。

当试验用来评价粗骨料的活性，应用非活性的细骨料，细骨料的非活性也应通过试验确定。

当工程用的骨料为同一品种的材料，应用该粗、细骨料来评价活性。

试验用粗骨料应由三种级配：（20～16）mm、（16～10）mm和（10～5）mm，各取1/3等量混合。

每立方米混凝土水泥用量应为（420±10）kg。

水灰比应为0.42～0.45。

砂、石碱活性快速试验方法CECS48∶93主编单位:南京化工学院无机非金属材料研究所批准单位:中国工程建设标准化协会批准日期:1993年9月11日前言为防止混凝土工程发生碱骨料反应并提供依据,现批准《砂、石碱活性快速试验方法》CECS48∶93和《混凝土碱含量限值标准》CECS53∶93两本标准为中国工程建设标准化协会标准,推荐给各有关单位使用。

在使用过程中,请将意见及有关资料寄交北京市安外小黄庄9号中国建筑科学院中国工程建设标准化协会混凝土结构委员会(邮政编码100013),以便修订时参考。

中国工程建设标准化协化1995年2月目次１总则２术语３仪器设备４材料５试验步骤６结果计算７结果判定附加说明1 总则1.0.1 目的快速测定砂、石的碱活性,为防止混凝土工程发生碱骨料反应提供依据。

1.0.2 适用范围本方法适用于鉴定含碱—硅酸反应类骨料(指砂、石,下同)的碱活性。

1.0.3 引用标准行业标准《普通混凝土用砂质量标准及试验方法》JGJ52—92。

行业标准《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及试验方法》JGJ53—92。

2 术语2.0.1 碱活性指混凝土骨料与水泥中的碱起膨胀反应的特性。

2.0.2 碱—硅酸反应指水泥及其它来源的碱与骨料中活性二氧化硅的膨胀性反应。

2.0.2 碱含量以等当量Na2O表示,即Na2O=0.658K2O。

3 仪器设备3.0.1 试验筛0.150mm和0.630mm方孔筛。

3.0.2 小型砂浆搅拌机构造和尺寸见图3.0.2—1和图3.0.2—2。

3.0.3 台式天平最大称量50g、200g,感量分别为0.05g积0.2g。

3.0.4 量筒、跳桌、刮平刀和捣棒捣棒直径为5mm、两头扁平,其它为通用工具。

3.0.5 试模及测头金属试模,规格为10×10×40mm,两端正中有小孔,测头在此固定埋入砂浆。

测头用不锈钢制作,每个试模制六条砂浆试件,构造和尺寸见图3.0.5—1和图3.0.3—2。

不同标准对骨料碱活性试验方法的概述本项目为吉林省教育厅2021年科学研究项目（JJKH20210253KJ）作者简介：朱会荣（1977.10.21-），女，汉族，籍贯：吉林长春，学历：硕士研究生，职称：实验师，研究方向：无机非金属材料摘要：骨料的碱活性是指骨料在混凝土中与碱发生反应产生膨胀并对混凝土具有潜在危害的特性。

骨料是否具有碱活性是判断这种骨料能否作为混凝土粗骨料的一个重要指标。

现阶段，我国不同行业有不同行业的检测标准，对于骨料碱活性现行有效的检测标准有10本之多，这些标准对于骨料碱活性鉴定方法的阐述既有相同之处，又有所不同，在实际工作中如何选用这些规范成了难题。

本文对这些规范进行了归纳总结，认为SL/T352-2020《水工混凝土试验规程》可作为现阶段检测骨料碱活性的主要依据。

关键词：碱活性检测标准主要依据0 前言碱-骨料反应是指混凝土中的碱与骨料中的活性成分发生反应，产生膨胀致使混凝土发生开裂破坏的现象，它曾给世界许多国家带来过损害。

以往的经验教训告诉我们：对付碱-骨料反应最好的办法是预防。

如果等工程结构出现了碱-骨料反应再去治理，往往很难，且耗资巨大，这是不可取的。

那如何预防成了关键问题所在，这就是通过鉴定骨料的碱活性实验，从而快速、准确、高效地判定出能否发生碱-骨料反应。

1 不同标准对骨料碱活性检测方法的概述目前，关于碱-骨料反应的现行有效标准有GBT50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》、GB/T14685-2011《建设用卵石、碎石》、SL/T352-2020《水工混凝土试验规程》等10本。

（1）GBT50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中对于碱-骨料反应采用的是混凝土棱柱体法，虽然这种方法既能测定碱-硅酸反应又能测定碱-碳酸盐反应，但这种方法在判断骨料具有潜在碱活性时，应进行其他补充试验以确定该膨胀确实由碱-骨料活性所致。

水利水电工程设计DWRHE·2019年第38卷第1期浅谈混凝土骨料碱活性反应、判别与防治徐建闽姜姗姗王祖国摘要碱活性骨料指可与水泥或混凝土中的碱离子发生化学反应并产生体积膨胀的骨料，一般分为2种类型：一种是含有非晶体或结晶不完整的二氧化硅的骨料，称为碱－硅酸反应活性骨料；另一种是含有具有特定结构构造的微晶白云石骨料，称为碱－碳酸盐反应活性骨料。

对碱活性骨料的判别，主要分为初判和复判；初判主要采用岩相法，复判通常包括化学法、砂浆棒快速法、砂浆长度法、岩石圆柱体法和混凝土棱柱体法等。

目前，对碱－硅酸反应活性骨料，通常采用掺拌一定比例的粉煤灰等方法来抑制其碱活性；对碱－碳酸盐反应活性骨料还没有找到行之有效的抑制方法。

关键词碱活性骨料碱－硅酸反应碱－碳酸盐反应碱骨料判别碱活性抑制粉煤灰中图分类号TV42文献标识码A文章编号1007-6980（2019）01-0038-03半个多世纪以来，在世界各地已发生多起因碱活性骨料反应而导致混凝土工程严重破坏的案例，部分工程因石料存在潜在碱活性反应而不得不放弃运距较近的料场。

例如，美国的布克坝建成10年后，发生了较严重的碱活性骨料反应；加拿大魁北克省的博赫尔格依斯水电站建成10余年后，陆续发现坝体因碱活性骨料反应而出现严重的地图状开裂，并导致坝体各部位发生不同程度的位移；向家坝水电站运距较近的三叠系雷口坡组T22灰岩料场，经试验证明，其中的含泥云质泥晶灰岩、泥质泥晶云灰岩、泥晶云灰岩等，存在碱－碳酸盐活性反应，且不能进行有效抑制，最终不得不放弃。

鉴于此，混凝土骨料的碱活性反应问题，已引起国内外工程技术人员的高度重视。

1碱活性骨料反应及其危害碱活性骨料指可与水泥或混凝土中的碱离子发生化学反应并产生体积膨胀的骨料。

碱活性骨料反应主要包括碱－硅酸及碱－硅酸盐反应和碱－碳酸盐反应两类。

（1）碱－硅酸反应是指水泥中的碱（K2O、Na2O）与骨料中的活性SiO2反应产生碱硅凝胶。

浅谈混凝土中碱—集料反应的分析与控制碱集料反应（ARR）是混凝土内部碱与集料中某些组份之间的反应，是混凝土安全性受到影响的主要因素之一，所以要求我们应该加强集料碱活性的研究测试工作，使碱集料反应在工程中得到有效抑制，延长工程的使用寿命。

文章从碱活性检测及其影响因素，预防措施，反应机理等方面进行了分析。

标签：碱集料；水泥混凝土；分析前言混凝土在使用期间，会由于环境中的水、气体及其所含侵蚀介质的侵入，产生物理和化学反应而逐渐破坏。

混凝土耐久性实质就是抵抗这种破坏的作用力，为了防止和避免因为碱——集料反应造成工程破坏的损失，采取相应的防治措施是非常必要的。

由于我国过去的水泥含碱量一般不高，一般土建工程在以往的工程建设中没有发现碱骨料反应对工程损害的情况报告。

结果许多设计、施工工程技术人员对碱集料反应问题没有引起重视；再加上近年来，我国水泥含碱量的增加、水泥用量的逐步提高，以及含碱外加剂的大面积使用，增加了碱——集料反应破坏的可能性，因此对混凝土用砂石料碱性问题，必须引起足够的重视。

1 碱——集料反应的类别1.1碱——硅酸反应碱——硅反应简称ASR，是指碱与集料中活性二氧化硅反应，之后产生碱——硅酸盐凝胶或称碱硅凝胶，它具有强烈的吸水性，吸水后膨胀才生混凝土内部膨胀应力，结果导致混凝土产生开裂现象，发展严重的会导致混凝土结构崩溃，对安全造成影响。

1.2 碱——碳酸盐反应碱——碳酸盐反应简称ACR，是指碱与集料中活性-碳酸盐反应。

2 碱集料反应的发生原因分析2.1 水泥、混合材、外加剂等原材料和拌和水水中较高的含碱量，或者混凝土处于有碱渗入的环境中。

2.2 集料中含有一定数量的碱活性成分。

2.3 潮湿环境，可以供应反应物吸水膨胀时所需的水分。

3 碱——集料试验方法碱——集料反应试验方法目前国外以美国ASTM有关集料试验方法具有权威性。

交通部《公路工程集料试验规程》（JTJ058-2000）编制了三个方法：“岩相法”、“砂浆长度法”和“抑制骨料碱活性效能检验”。

混凝土骨料的碱活性及其评价（刘莹王学杰）［摘要］骨料碱活性检验的方法较多。

判定骨料是否具有潜在活性，大多需要采用几种检验方法相互印证，以提高结论的准确性。

本文采用多种方法对实际工程采用的骨料进行检验，通过具体分析，对骨料碱活性进行了评价。

［关键词］碱活性砂浆棒快速法评价1 前言所谓碱骨料反应是指混凝土原材料中的水泥、外加剂、掺合料和水中的碱（Na2O+0.658K2O）与骨料中的活性成分逐渐反应，其反应生成物吸水膨胀使混凝土产生内部应力，导致混凝土膨胀开裂损坏。

混凝土的碱—骨料反应是混凝土耐久性研究的重要课题之一。

由于活性骨料经搅拌后大体上呈均匀分布，所以一旦发生碱骨料反应，混凝土内各部分均产生膨胀应力，将混凝土自身胀裂，发展严重的只能拆除，无法补救，因而被称为混凝土的癌症。

鉴定骨料的碱活性和活性程度是预防工程混凝土发生碱骨料反应的重要程序，世界各国都很重视骨料活性的检测。

比较常见的、被认为行之有效的检测骨料活性的方法有很多种。

骨料是否具有活性的结论，对工程影响很大，因此需要通过专门的试验进行检验。

2 碱骨料反应的分类及检验方法不同的活性骨料，其破坏机理也不同，一般按与碱反应的岩石类型，可将碱—骨料反应划分为三种类型，即碱-硅酸反应、碱-碳酸盐反应、碱-硅酸盐反应。

碱-硅酸反应（Alkali-Silica Reaction）碱-硅酸反应是水泥中的碱与骨料中的活性氧化硅成分反应，产生碱硅酸盐凝胶或称碱硅凝胶其反应式可归纳为：2NaOH+SiO2+nH2O→Na2O.SiO2.NH2O碱硅酸类呈白色凝胶固体，其体积大于反应前的体积，而且有强烈的吸水性，吸水后膨胀引起混凝土内部膨胀应力，而且碱硅凝胶吸水后进一步促进碱骨料反应的发展，使混凝土内部膨胀应力增大，导致混凝土开裂，发展严重的会使混凝土结构崩溃。

能与碱发生反应的活性氧化硅矿物有蛋白石、玉髓、玛瑙、鳞石英、方英石、火山玻璃及结晶有缺陷的石英以及微晶、隐晶石英等，而这些活性矿物广泛存在于多种岩石中，因而迄今为止世界各国发生的碱骨科反应事例中，绝大多数为碱-硅酸反应。