專(zhuān)利名稱(chēng)：：評(píng)定混凝土骨料堿-硅酸活性反應(yīng)抑制措施有效性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及混凝土骨料堿-硅酸活性反應(yīng)抑制措施，特別涉及評(píng)定混凝土骨料堿-硅酸活性反應(yīng)抑制措施有效性的方法。
背景技術(shù)：
：目前，我國(guó)有向家壩水電站、三板溪水電站、錦屏水電站等多項(xiàng)水電工程先后開(kāi)展了預(yù)防混凝土堿-骨料反應(yīng)試驗(yàn)研究工作。試驗(yàn)研究成果顯示采取使用低堿水泥(有效堿Na20含量《0.60%)、在混凝土中摻能夠消耗混凝土中有效堿的摻合料等多種控制混凝土總堿量的措施均可明顯抑制骨料堿-硅酸活性反應(yīng)?；炷凉橇蠅A-硅酸活性反應(yīng)對(duì)混凝土耐久性的影響主要表現(xiàn)為堿-骨料反應(yīng)產(chǎn)物產(chǎn)生危害性膨脹而導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂。預(yù)防活性骨料混凝土遭受堿-硅酸反應(yīng)破壞的辦法就是采取安全有效的措施抑制骨料堿活性反應(yīng)的發(fā)生，將混凝土的膨脹率控制在安全范圍值以?xún)?nèi)。隨著我國(guó)工程建設(shè)事業(yè)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的混凝土工程將會(huì)遇到具有潛在危害性反應(yīng)的活性骨料。為了降低工程造價(jià)，越來(lái)越多的工程將會(huì)采用有效抑制骨料堿活性反應(yīng)這條技術(shù)路線(xiàn)，在采取預(yù)防措施的前提下使用工程附近具有堿-硅酸活性反應(yīng)的混凝土骨料。骨料堿-硅酸活性反應(yīng)對(duì)混凝土工程造成破壞的現(xiàn)象，一般要在工程建成幾十年以后才表現(xiàn)出來(lái)。水工混凝土工程事關(guān)百年大計(jì)，工程必須高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求，做到萬(wàn)無(wú)一失。一旦出現(xiàn)破壞現(xiàn)象將嚴(yán)重威脅到國(guó)家和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全、給工程造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。如何通過(guò)試驗(yàn)手段檢驗(yàn)工程所采用的抑制措施是安全有效的，目前世界各國(guó)均在研究之中?，F(xiàn)行的DL/T5151-2001《水工混凝土砂石骨料試驗(yàn)規(guī)程》中的抑制骨料堿活性效能試驗(yàn)方法，是以高活性的石英玻璃砂與高堿水泥(含堿量1.0%)制成砂漿試件(即標(biāo)準(zhǔn)試件)，與摻與抑制材料的砂漿試件(即對(duì)比試件)，同時(shí)放入4(TC水蒸氣養(yǎng)護(hù)室里養(yǎng)護(hù)，進(jìn)行同一齡期膨脹率比較，以衡量抑制用材料的抑制效能。其評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)是——對(duì)摻與摻合料(75%為標(biāo)準(zhǔn)試件所用的水泥，25%為摻合料)或外加劑的對(duì)比試件,若14d(天)齡期砂漿膨脹率降低率Re不小于75%,并且56d(天)的膨脹率小于0.05%,則認(rèn)為所摻的慘合料或外加劑及其相應(yīng)的摻量具有抑制骨料堿活性反應(yīng)的效能；——對(duì)工程上所選用的水泥制作的對(duì)比試件，除滿(mǎn)足14d(天)齡期砂漿膨脹率降低率Re不小于75%要求外，對(duì)比試件14d(天)齡期膨脹率還不得大于0.02%,才能認(rèn)為該水泥不會(huì)產(chǎn)生有害的堿-骨料膨脹。該評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)的局限性主要表現(xiàn)在下列2個(gè)方面(1)該方法檢驗(yàn)的是某一種抑制材料(摻合料或外加劑或水泥)的抑制效能，使用3的是同一種高活性骨料(石英玻璃砂)、同一砂漿的原材料配比，與工程使用的活性骨料沒(méi)有聯(lián)系起來(lái)；(2)在實(shí)際工程中，不同品種的活性骨料其活性高低不同，砂漿或混凝土其原材料配比不同，達(dá)到安全有效抑制效果所需要的抑制材料的數(shù)量也不可能會(huì)完全相同，采用25%摻量的摻合料來(lái)評(píng)定它的抑制效能亦是不完善的,有些混凝土不允許摻25%的摻合料，該如何評(píng)定它的抑制效能？基于上述情況，當(dāng)今國(guó)際上抑制骨料堿活性反應(yīng)有效性研究的普遍試驗(yàn)方法是進(jìn)行工程混凝土試件膨脹率的測(cè)定，該方法試驗(yàn)齡期長(zhǎng)，一般要23年。這對(duì)于一般工程來(lái)說(shuō)，在時(shí)間上難以滿(mǎn)足。因此，迫切需要一種用實(shí)際工程活性骨料進(jìn)行的快速試驗(yàn)方法測(cè)定的膨脹率，與實(shí)際工程活性骨料混凝土試件長(zhǎng)齡期測(cè)定的膨脹率進(jìn)行比較，來(lái)檢驗(yàn)和評(píng)定混凝土堿骨料反應(yīng)的抑制措施有效性，以滿(mǎn)足工程建設(shè)的需要。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種評(píng)定混凝土骨料堿-硅酸活性反應(yīng)抑制措施有效性的方法，使得能參照現(xiàn)行的DL/T515卜2001《水工混凝土砂石骨料試驗(yàn)規(guī)程》中骨料堿活性試驗(yàn)之砂漿棒快速法進(jìn)行骨料堿-硅酸活性反應(yīng)抑制措施的有效性檢驗(yàn)，確定一組該快速檢驗(yàn)方法的評(píng)定值來(lái)評(píng)定混凝土骨料堿-硅酸活性反應(yīng)抑制措施的有效性，以替代實(shí)際工程混凝土試件長(zhǎng)齡期膨脹率測(cè)定的骨料堿-活性反應(yīng)抑制措施有效性檢驗(yàn)方法，以滿(mǎn)足工程建設(shè)的需要。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為一種評(píng)定混凝土骨料堿-硅酸活性反應(yīng)抑制措施有效性的方法，其包括下列步驟①用實(shí)際工程活性骨料與有效堿Na20含量小于或等于0.60%的低堿水泥或有效堿Na20含量為0.90%±0.1%的高堿水泥摻粉煤灰成型砂漿試件；②將砂漿試件放置于8(TC水中浸泡24小時(shí)測(cè)定基長(zhǎng)；③如果是與有效堿Na20含量小于或等于0.60%的低堿水泥成型的砂漿試件，則將砂漿試件浸泡在溫度為攝氏8(TC且濃度與砂漿試件孔溶液堿濃度相同的NaOH溶液中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，測(cè)定砂漿試件的14d膨脹率，如果14d膨脹率大于0.040%，則該抑制措施無(wú)效；如果14d膨脹率等于或小于0.040%，則該抑制措施有效；④如果是與有效堿Na20含量為0.90%±0.1%的高堿水泥摻粉煤灰成型的砂漿試件，則將砂漿試件浸泡在溫度為攝氏8(TC且濃度為lmol/L的NaOH溶液中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，測(cè)定該砂漿試件的14d膨脹率，如果14d膨脹率大于0.050%，則該抑制措施無(wú)效；如果14d膨脹率等于或小于0.050%，則該抑制措施有效。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果為本發(fā)明參照現(xiàn)行的DL/T5151-2001《水工混凝土砂石骨料試驗(yàn)規(guī)程》中骨料堿活性試驗(yàn)的砂漿棒快速法(400g膠凝材料、五級(jí)配砂、1:2.25灰砂比、0.47水灰比)，用實(shí)際工程活性骨料成型低堿水泥和高堿水泥摻粉煤灰砂漿試件，并確定如果成型的是低堿水泥砂漿試件，則將砂漿試件浸泡在溫度為攝氏80。C且濃度與砂槳試件孔溶液堿濃度相同的NaOH溶液中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，測(cè)定砂漿試件的14d膨脹率，如果14d膨脹率大于0.040%，則該抑制措施無(wú)效；如果14d膨脹率等于或小于0.040%，則該抑制措施有效；如果成型的是高堿水泥摻粉煤灰砂漿試件，則將砂漿試件浸泡在溫度為攝氏8(TC且濃度為lmol/L的NaOH溶液中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，測(cè)定該砂漿試件的14d膨脹率，如果14d膨脹率大于0.050%，則該抑制措施無(wú)效；如果14d膨脹率等于或小于0.050%，則該抑制措施有效。這樣就可快速測(cè)定用實(shí)際工程活性骨料成型的砂漿試件膨脹率，并檢驗(yàn)和評(píng)定混凝土堿骨料反應(yīng)的抑制措施有效性，以滿(mǎn)足工程建設(shè)的需要。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:參照現(xiàn)行的DL/T5151-2001《水工混凝土砂石骨料試驗(yàn)規(guī)程》中骨料堿活性試驗(yàn)的砂漿棒快速法(400g膠凝材料、五級(jí)配砂、1:2.25灰砂比、0.47水灰比)，用三板溪水電站砂巖人工砂與低堿水泥(有效堿Na20含量《0.60%)成型砂漿棒快速法試件，將試件放置于8(TC水中浸泡24小時(shí)測(cè)定基長(zhǎng)，然后將試件浸泡于溫度為攝氏80。C且與砂槳試件孔溶液堿濃度(NaOH濃度《0.41mol/L)相同的NaOH溶液中浸泡養(yǎng)護(hù)，按不同齡期分別測(cè)定試件的膨脹率。同時(shí)，參照現(xiàn)行的DL/T5151-2001《水工混凝土砂石骨料試驗(yàn)規(guī)程》中骨料堿活性試驗(yàn)的砂漿棒快速法(400g膠凝材料、五級(jí)配砂、l:2.25灰砂比、0.47水灰比)，用三板溪水電站砂巖人工砂與高堿水泥(有效堿Na20含量=0.90%±0.1%)摻粉煤灰(此實(shí)施例中采用凱里灰)成型砂漿棒快速法試件，將試件放置于8(TC水中浸泡24小時(shí)測(cè)定基長(zhǎng)，然后將試件浸泡于溫度為攝氏8(TC且濃度為lmol/L的NaOH溶液中浸泡養(yǎng)護(hù)，按不同齡期分別測(cè)定試件的膨脹率。上述使用低堿水泥或高堿水泥摻粉煤灰與三板溪水電站砂巖人工砂成型的五級(jí)配砂砂漿試件膨脹率測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。表1三板溪水電站五級(jí)配砂砂漿試件膨脹率測(cè)定結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>從表1可知:—一在使用低堿水泥(有效堿化20含量《0.60%)的情況下，該砂巖砂漿棒快速法試件(400g膠凝材料、五級(jí)配砂、1:2.25灰砂比、0.47水灰比)在溫度為攝氏80°C的砂漿試件孔溶液(NaOH濃度為0.41mol/L)浸泡養(yǎng)護(hù)條件下的14d膨脹率為0.017%，且通過(guò)對(duì)該試件的微觀結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，該混凝土內(nèi)部沒(méi)有發(fā)生危害性的堿骨料反應(yīng)，即該抑制措施安全有效；——在高堿水泥(有效堿Na20含量=0.90%±0.1%)中摻20%粉煤灰時(shí)，該砂巖砂漿棒快速法試件在溫度為攝氏8(TC且濃度為lmol/LNaOH溶液浸泡養(yǎng)護(hù)條件下的14d膨脹率為0.042%,且通過(guò)對(duì)該試件的微觀結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，該混凝土內(nèi)部沒(méi)有發(fā)生危害性的堿骨料反應(yīng)，即該抑制措施安全有效。實(shí)施例2:參照現(xiàn)行的DL/T5151-2001《水工混凝土砂石骨料試驗(yàn)規(guī)程》中骨料堿活性試驗(yàn)的砂漿棒快速法(400g膠凝材料、五級(jí)配砂、1:2.25灰砂比、0.47水灰比)，用五強(qiáng)溪水電站砂巖人工砂與低堿水泥(有效堿Na2O含量《0.60X)成型砂漿棒快速法試件，將試件放置于8(TC水中浸泡24小時(shí)測(cè)定基長(zhǎng)，然后將試件浸泡于溫度為攝氏80'C且與砂漿試件孔溶液堿濃度(NaOH濃度《0.41mol/L)相同的NaOH溶液中浸泡養(yǎng)護(hù)，按不同齡期分別測(cè)定試件的膨脹率。同時(shí)，參照現(xiàn)行的DL/T5151-2001《水工混凝土砂石骨料試驗(yàn)規(guī)程》中骨料堿活性試驗(yàn)的砂漿棒快速法(400g膠凝材料、五級(jí)配砂、l:2.25灰砂比、0.47水灰比)，用五強(qiáng)溪水電站砂巖人工砂與高堿水泥(有效堿Na20含量=0.90%±0.1%)摻粉煤灰(此實(shí)施例中采用株洲灰和凱里灰)成型砂漿棒快速法試件，將試件放置于80'C水中浸泡24小時(shí)測(cè)定基長(zhǎng)，然后將試件浸泡于溫度為攝氏80。C且濃度為lmol/L的NaOH溶液中浸泡養(yǎng)護(hù)，按不同齡期分別測(cè)定試件的膨脹率。上述使用低堿水泥或高堿水泥摻粉煤灰與五強(qiáng)溪水電站砂巖人工砂成型的五級(jí)配砂砂漿試件膨脹率測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2。表2五強(qiáng)溪水電站五級(jí)配砂砂漿試件膨脹率測(cè)定結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>從表2可知——在使用低堿水泥(有效堿^20含量《0.60%)的情況下，五強(qiáng)溪砂巖砂漿棒快速法試件在溫度為攝氏8(TC且砂漿孔溶液(NaOH濃度《0.41mol/L)中浸泡養(yǎng)護(hù)條件下的14d膨脹率為0.017%0.018%，且通過(guò)對(duì)該試件的微觀結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，該混凝土內(nèi)部沒(méi)有發(fā)生危害性的堿骨料反應(yīng)，即該抑制措施安全有效；——在高堿水泥(有效堿化20含量=0.90%±0.1%)中摻20%粉煤灰時(shí)，五強(qiáng)溪砂巖砂漿棒快速法試件在溫度為攝氏80'C且濃度為lmol/LNaOH溶液中浸泡養(yǎng)護(hù)條件下的14d膨脹率為0.042%0.045%,且通過(guò)對(duì)該試件的微觀結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，該混凝土內(nèi)部沒(méi)有發(fā)生危害性的堿骨料反應(yīng)，即該抑制措施安全有效。實(shí)施例3:用五強(qiáng)溪砂巖摻入5%的高活性玻璃質(zhì)骨料配置人工活性骨料，參照現(xiàn)行的DL/T5151-2001《水工混凝土砂石骨料試驗(yàn)規(guī)程》中骨料堿活性試驗(yàn)的砂漿棒快速法(400g膠凝材料、五級(jí)配砂、l:2.25灰砂比、0.47水灰比)，用該人工活性骨料與低堿水泥(有效堿Na20含量《0.6(F。)成型砂漿棒快速法試件，將試件放置于8(TC水中浸泡24小時(shí)測(cè)定基長(zhǎng)，然后將試件浸泡于溫度為攝氏80"C且與砂漿試件孔溶液堿濃度(NaOH濃度《0.41mol/L)相同的NaOH溶液中浸泡養(yǎng)護(hù)，按不同齡期分別測(cè)定試件的膨脹率。同時(shí)，參照現(xiàn)行的DL/T5151-2001《水工混凝土砂石骨料試驗(yàn)規(guī)程》中骨料堿活性試驗(yàn)的砂漿棒快速法(400g膠凝材料、五級(jí)配砂、l:2.25灰砂比、0.47水灰比)，用人工活性骨料與高堿水泥(有效堿Na20含量=0.90%±0.1%)摻粉煤灰(此實(shí)施例中采用株洲灰)成型砂漿棒快速法試件，將試件放置于8(TC水中浸泡24小時(shí)測(cè)定基長(zhǎng)，然后將試件浸泡于溫度為攝氏8(TC且濃度為lmol/L的NaOH溶液中浸泡養(yǎng)護(hù)，按不同齡期分別測(cè)定試件的膨脹率。上述使用低堿水泥或高堿水泥摻粉煤灰與人工活性骨料成型的五級(jí)配砂砂漿試件膨脹率測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。表3人工活性骨料五級(jí)配砂砂槳試件膨脹率測(cè)定結(jié)果骨料粉煤灰摻量試s養(yǎng)護(hù)液濃度砂漿試件膨脹率％品種%編號(hào)mol/LNa0H3d14d28d46d0低堿水WJBD-10.410.0090.2060.7661.060泥WJBD-20.0100.1400.6670.97895%0高堿水WJB-10.0910.5150.7060.892五強(qiáng)溪砂巖5%玻璃質(zhì)骨料泥WJB-20.0920.5200.7620.94710WJB1-10.0530,3540.4970.65715WJB2-11.000.0320.2320.3750.50820株洲灰WJB3-10.0150.1300.2540.37325WJB4-10.0090.0490.1390.22730WJB5-10.0050.0210.0850.1627從表3人工活性骨料五級(jí)配砂砂漿試件膨脹率測(cè)定結(jié)果可知——對(duì)于摻5%高活性玻璃質(zhì)的人工活性骨料而言，雖然低堿水泥砂漿試件14d齡期膨脹率明顯低于高堿水泥砂漿試件，但仍然有0.140%0.206%，即砂漿試件仍產(chǎn)生了危害性的膨脹，且隨著養(yǎng)護(hù)齡期的不斷延長(zhǎng)，低堿水泥砂漿試件膨脹率甚至高出高堿水泥砂漿試件。所以，對(duì)摻5%高活性玻璃質(zhì)的人工活性骨料不能采取砂漿孔溶液浸泡的養(yǎng)護(hù)方式進(jìn)行使用低堿水泥抑制措施的有效性檢驗(yàn)，即參照砂漿棒快速法檢驗(yàn)使用低堿水泥(有效堿化20含量《0.60%)抑制措施的有效性對(duì)于摻5%高活性玻璃質(zhì)的人工活性骨料而言是不適用的；—一對(duì)于摻5%高活性玻璃質(zhì)的人工活性骨料而言，在高堿水泥(有效堿Na20含量=0.90%±0.1%)中摻25%粉煤灰時(shí)，相應(yīng)砂漿棒快速法試件在80。C濃度為lmol/LNaOH溶液中浸泡養(yǎng)護(hù)條件下的14d膨脹率為0.042%0.045%,通過(guò)對(duì)該試件的微觀結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，該混凝土內(nèi)部沒(méi)有發(fā)生危害性的堿骨料反應(yīng)，即采取在高堿水泥(有效堿Na20含量=0.90%±0.1%)中摻25%粉煤灰的抑制措施，可安全有效的抑制摻5%高活性玻璃質(zhì)人工活性骨料的堿-硅酸活性反應(yīng)。權(quán)利要求1、一種評(píng)定混凝土骨料堿-硅酸活性反應(yīng)抑制措施有效性的方法，其特征在于包括下列步驟①用實(shí)際工程活性骨料與有效堿Na2O含量小于或等于0.60％的低堿水泥或有效堿Na2O含量為0.90％±0.1％的高堿水泥摻粉煤灰成型砂漿試件；②將砂漿試件放置于80℃水中浸泡24小時(shí)測(cè)定基長(zhǎng)；③如果是與有效堿Na2O含量小于或等于0.60％的低堿水泥成型的砂漿試件，則將砂漿試件浸泡在溫度為攝氏80℃且濃度與砂漿試件孔溶液堿濃度相同的NaOH溶液中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，測(cè)定砂漿試件的14d膨脹率，如果14d膨脹率大于0.040％，則該抑制措施無(wú)效；如果14d膨脹率等于或小于0.040％，則該抑制措施有效；④如果是與有效堿Na2O含量為0.90％±0.1％的高堿水泥摻粉煤灰成型的砂漿試件，則將砂漿試件浸泡在溫度為攝氏80℃且濃度為1mol/L的NaOH溶液中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，測(cè)定該砂漿試件的14d膨脹率，如果14d膨脹率大于0.050％，則該抑制措施無(wú)效；如果14d膨脹率等于或小于0.050％，則該抑制措施有效。全文摘要一種評(píng)定混凝土骨料堿-硅酸活性反應(yīng)抑制措施有效性的方法，其用實(shí)際工程活性骨料與有效堿Na₂O含量小于或等于0.60％的低堿水泥或有效堿Na₂O含量為0.90％±0.1％的高堿水泥摻粉煤灰成型砂漿試件，并確定如果成型的是低堿水泥砂漿試件，則砂漿試件的14d膨脹率等于或小于0.040％，則該抑制措施有效；如果成型的是高堿水泥摻粉煤灰砂漿試件，則砂漿試件的14d膨脹率等于或小于0.050％，則該抑制措施有效。這樣就可快速測(cè)定用實(shí)際工程活性骨料成型的砂漿試件膨脹率，并檢驗(yàn)和評(píng)定混凝土堿骨料反應(yīng)的抑制措施有效性，以滿(mǎn)足工程建設(shè)的需要。文檔編號(hào)G01N33/38GK101514982SQ20091004288公開(kāi)日2009年8月26日申請(qǐng)日期2009年3月18日優(yōu)先權(quán)日2009年3月18日發(fā)明者劉伯平,爽唐,蓓李,李雙艷,涂傳林申請(qǐng)人:中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)中南勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院