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快速碱（水泥中活性碱）——集料（活性物质）反应测试方法一、背景知识介绍现行规范规定方法1、岩相法，用目测观察新鲜断面，由断面处晶体形状判定晶体材料类型2、砂浆长度法：成型砂浆时间，用膨胀量来评价，见幻灯内容实践中的几点考虑：1、CES48:93，150度1d压蒸法试验太快，高温影响测试结果2、国外方法简介（该方法的价值所在：快－精度低，慢－精度高）；对于测试方法的认识问题实际工程中，希望加快判断混凝土中所用骨料的碱活性或者检验掺合料对活性骨料膨胀抑制，成果之一即是对80℃、浸泡1M NaOH溶液的快速法的普遍认同。
该法最早由南非学者 Oberhoster. R.E和 Davies. G 于1986年提出，称为NBRI 法，1994年稍作修改后被订为美国和加拿大标准(标准号分别为ASTM C1260-94和CSA A23.2-25A)，1996年欧洲材料与试验联合会(RILEM)的碱—骨料反应专题组TC-106列为推荐标准。
我国情况：行业标准JGJ52－92，93中膨胀测长法仍是基于ASTM C227的40℃砂浆棒法；二是中国工程建设标准化协会规定的CES 48∶93中采用的是150℃压蒸法。
前者需半年时间才能出结果；后者虽仅需一天，但由于高温高压改变了水泥水化条件，其结果如何与实际情况作比较仍存在争论。
AMBT法简述按照ASTMC1260－94规定的程序，对石子应破碎到砂子的粒径(＜5mm)，洗净、烘干后制件，砂子直接分级即可。
试件尺寸同C227中一样，标养一天后脱模，立即放入80℃热水中养护1 天，取出在20秒内测试基长，然后放入80℃、浓度为1M的NaOH溶液中养护14天，在规定龄期取出测长，计算膨胀率。
砂浆棒试件成型后标养一天脱模，先在80℃水中养护一天，然后转移至同样温度1M的 NaOH溶液中养护14天。
>0.2%危险<0.1%安全介于两者之间——潜在活性，建议成型混凝土试件实测担心：高温、强碱有无问题？是否影响测试结果？水化14天时试件断面SEM照片见图3。
骨料碱活性试验分析及抑制效果李杭/中国水利水电第十六工程局有限公司【摘要】碱骨料反应是影响混凝土耐久性的重要因素之一。
碱.活性骨料在一定条件下会与混凝土中的水泥、外加剂等材料中的碱性物质发生化学反应，导致混凝土结构膨胀、开裂甚至破坏。
本文结合闽清水口电站坝下工程和永泰抽水蓄能电站工程实例，简述碱骨料反应机理、试验方法以及采用品质不同的粉煤灰对骨料碱活性的抑制效果。
【关键词】骨料碱活性碱骨料反应反应机理试验方法抑制措施1引言碱骨料反应是混凝土中的碱与骨料中的碱活性组分在特定条件下发生化学反应，吸水膨胀并导致混凝土开裂破坏，混凝土中的碱一般由水泥、掺合料、外加剂带入和外界环境侵入的。
发生碱骨料反应需要具备三个必需条件：混凝土中碱的存在、骨料中存在碱活性物质和水分环境。
碱骨料反应分为碱硅酸反应和碱碳酸盐反应。
碱骨料反应是影响混凝土耐久性的重要因素之一。
选择无碱活性骨料是预防混凝土碱骨料反应的关键。
但若无其他料源可选，则应分清骨料碱活性类型，若是碱-碳酸活性，则该料源应坚决摒弃；若是碱硅酸活性，则应采取措施加以抑制，合格后方可用于混凝土。
2碱骨料反应及抑制机理2.1碱骨料反应机理碱骨料反应分为碱硅酸反应和碱碳酸盐反应。
碱硅酸反应是混凝土中的碱和骨料含有的活性二氧化硅矿物发生的化学反应吸水膨胀，并在混凝土内部产生较大的膨胀压和渗透压，导致混凝土开裂破坏。
其反应式为Na*(K*)+SiO2+OH-—Na(K)—Si—H(凝胶)碱碳酸盐反应是指混凝土中的碱与骨料中的某些碳酸盐矿物发生化学反应。
吸水膨胀导致混凝土破坏。
碱碳酸盐反应产生的膨胀裂纹特征与碱硅酸反应基本一致，普遍呈现花纹形或地图形，但是在混凝土内部以及骨料反应边界等处不存在凝胶.而是碳酸钙和氢氧化钙。
其反应式为(1)CaMg(CO3)2+2R0H Mg(OH)2+ CaCO3+R2CO3(2)R2CO3+Ca(OH)2^=2ROH+CaCO32.2碱骨料反应抑制机理(1)粉煤灰溶出碱含量相对较少，部分替代水泥后将会稀释混凝土中的碱含量。
《河南水利与南水北调》2023年第7期试验与研究基于混凝土骨料碱活性试验研究樊强（新疆水利水电勘测设计研究院有限责任公司，新疆昌吉831100）摘要：对混凝土骨料中的碱活性矿物是否存在，进行了检测试验，通过采取岩相法与砂浆棒快速法来对合格的粗细骨料进行分析。
结果表明：骨料母岩由粉晶微晶灰岩、弱蚀变沉凝灰岩以及碎裂巨晶灰岩等组成，骨料中均有碱活性矿物成分；通过观察水泥与骨料成型的砂浆棒28d膨胀率，粗骨料的膨胀率为0.32%，比0.20%高，该细骨料的膨胀率为0.26%，比0.20%高，说明该粗骨料以及细骨料均是活性骨料；粗骨料与细骨料掺入15%粉煤灰之后，试件28d的膨胀率分别为0.137%与0.127%，均比0.10%大，对于碱骨料反应不能有效地进行抑制。
该组粗骨料与细骨料掺入20%粉煤灰之后，试件28d的膨胀率分别为0.095%与0.077%，均比0.10%小，对于碱骨料反应能有效地进行抑制。
该组粗骨料与细骨料掺入25%粉煤灰之后，试件28d的膨胀率分别为0.046%与0.035%，均比0.10%小，对于碱骨料反应能有效地进行抑制。
由此在粗骨料以及细骨料作为混凝土骨料时，建议掺入不低于20%的粉煤灰来对混凝土碱-骨料反应进行抑制。
关键词：混凝土；粗骨料；细骨料；岩相法；砂浆棒快速法；骨料碱活性中图分类号：TV41文献标识码：A文章编号：1673-8853（2023）07-0109-02Experimental Study Based on Alkali Reactivity of Concrete AggregateFAN Qiang（Xinjiang Water Resources and Hydropower Survey,Design and Research Institute CO.LTD.,Changji831100,China）Abstract：The existence of alkali-activated mineral in concrete aggregates is tested.The qualified coarse and fine aggregates are analyzed by using petrographic method and mortar bar rapid method.The results show the following three points.Firstly,the aggregate parent rock is composed of microcrystalline limestone,weakly altered sedimentary tuff and cataclastic megacrystalline limestone.There are alkali-activated mineral components in the aggregate.Secondly,by observing the28-day expansion rate of the mortar bar formed by cement and aggregate,the expansion rate of the coarse aggregate is0.32%,higher than0.2%.The expansion rate of the fine aggregate is0.26%,higher than0.2%.These data indicating that the coarse aggregate and fine aggregate are both active aggregates. Thirdly,after adding15%fly ash into the coarse aggregate and fine aggregate,the expansion rate of the specimen after28days is 0.137%and0.127%,respectively.Both of them are higher than0.1%,which can not effectively inhibit the alkali aggregate reaction. After adding20%fly ash into the coarse aggregate and fine aggregate of this group,the expansion rate of the test piece after28-day is 0.095%and0.077%,respectively.Both of them are smaller than0.1%,which can effectively inhibit the alkali aggregate reaction.After adding25%fly ash into the coarse aggregate and fine aggregate of this group,the expansion rate of the test piece after28-day is 0.046%and0.035%,respectively.Both of them are smaller than0.1%,which can effectively inhibit the alkali aggregate reaction. Therefore,when coarse aggregate and fine aggregate are used as concrete aggregate,it is recommended to add no less than20%fly ash to inhibit the alkali-aggregate reaction of concrete.Key words：concrete;coarse aggregate;fine aggregate;Lithofacies Method;Accelerating Mortar-bar Method;aggregate alkali activity1工程概况以某水库为例，该水库最大坝高为129.90m，正常蓄水位为2311m，水库总库容为1.38亿m2，是灌溉、发电以及防洪综合利用的水库。
怎样检验骨料有无碱活性?
(1）依据《水工混凝土试验规程》(SL352—2006）中"2.33骨料碱活性检验（岩相法)",对取样的骨料进行岩相分析,确定骨料中是否存在碱活性组分。
(2）依据《非金属矿物和岩石化学分析方法第2部分硅酸盐岩石矿物及硅质原料化学分析方法》(JC/T1021.2—2007),对取样的骨料进行化学全分析,了解骨料的化学组成和均匀性。
(3）依据《水工混凝土试验规程》(SL.352—2006）中"2.37骨料碱活性检验（砂浆棒快速法)",对取样的骨料进行碱活性检验,研究骨料是否存在碱活性。
（4）依据《水工混凝土试验规程》(SL.352—2006）中"2.38骨料碱活性检验（混凝土棱柱体试验法)",对取样的骨料进行碱活性检验,研究骨料的碱活性。
(5）依据RILEM（国际材料与建筑构造研究试验所联合会）推荐的混凝土棱柱体快速法,对取样骨料进行碱活性检验,研究骨料的碱活性。
三峡工程混凝土的碱-骨料反应试验三峡工程大坝商品混凝土将利用闪云斜长花岗岩碎石作粗骨料，用斑状花岗岩制成的砂作细骨料。
由于花岗岩含有应变石英，普遍出现波状消光，另外在应力集中区，石英形成不同类型的位错，因此其碱活性反应具有缓慢、持续时间长的特点，从地质环境、岩相、物理、化学等多方面进行了研究，采用多种方法进行了对照检验。
结果表明，花岗岩的矿物组成主要是长石、石英、黑云母和少量角闪石或绿泥石等，用岩相法、化学法、砂浆长度法、小棒快速法、砂浆棒快速法、商品混凝土棱柱体法等进行测定属非活性，在低碱条件下，不会导致危害性膨胀，但在高碱条件下，砂浆膨胀率在数年后仍继续增长，为确保工程安全，应严格控制水泥含碱量。
三峡二期工程商品混凝土将利用基坑开挖的闪云斜长花岗岩轧制的碎石作粗骨料，用下岸溪料场的斑状花岗岩制成的砂作细骨料。
由于花岗岩广泛分布于不同时代的褶皱带和前寒纪地盾区，多次承受强大的地质构造应力作用，岩石矿物发生强烈范性变形，晶体发生多种位错，能量被贮存在点阵中。
所以，花岗岩有时会表现出显著出现膨胀开裂的延续时间长达数十年的缓慢反应型的碱活性[1]。
商品混凝土大坝与建筑物一旦发生减 骨料反应破坏，修复是极其困难的，造成的经济损失将是巨大的。
关于花岗岩的碱活性原因，有人推论与其中的应变石英有关，如美国B. S Gogte[2]指出：当骨料中应变石英含量超过20%，同时应变石英平均波状消光角大于15°时，这种骨料具有潜在活性。
而印度A.K.Mullick[3]建议应变石英波状消光角在25°以上，应变石英含量在25%以上可视为具潜在活性。
但也有人认为两者之间没有直接关系。
石英由于受到应力作用，晶体产生缺陷，而出现波状消光，P. E. Grattan-Bellew[4]选择三种花岗岩进行研究，发现石英的波状消光角与碱活性膨胀率近似一种线性关系，即石英波状消光角愈大，碱活性膨胀率也愈大。
三峡工程花岗岩含有应变石英，普遍出现波状消光。
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。
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，大多需要采取几种检验方法相互印证，以提高结论的准确性。
本文采取多种方法对实际工程采取的骨料进行检验，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资料中的水泥、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发生内部应力，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，混凝土内各部分均发生膨胀应力，将混凝土自身胀裂，发展严重的只能裁撤，无法解救，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。
比较罕见的、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分歧的活性骨料，其破坏机理也分歧，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，发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解体。
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。
