(沈陽興禹水利建設(shè)工程質(zhì)量檢測有限公司，遼寧 沈陽 110000)

1 概 述

在水利工程或其他建筑工程中，堿活性骨料反應(yīng)一旦發(fā)生破壞性膨脹，會直接危害混凝土的耐久性以及建筑物的安全性。骨料本身具有離散性，一般情況下除了在使用骨料之前進行堿活性骨料試驗外，無其他有效方法治理，如果遇料源骨料為活性骨料或者疑似活性骨料就必須加以抑制，以保證建筑物的安全性。結(jié)合各類資料文獻，可以抑制堿活性骨料的試驗研究與方法較多，建議工程中使用低堿水泥。除了要注意水泥的堿含量外，還可考慮摻入聚羧酸高性能減水劑或硅灰、粉煤灰以抑制骨料堿活性，使伸長率控制在安全值的范圍內(nèi)，為工程的安全性提供及時有效的依據(jù)。本文采用快速砂漿棒法，使用F類Ⅰ級粉煤灰進行試驗。

2 試驗?zāi)康?/h2>

在骨料堿活性檢驗中，考慮抑制效果最好而且方便、節(jié)約成本，加入不同摻和量的粉煤灰制成砂漿棒，對其14d膨脹率進行比較。

3 試驗儀器及材料

3.1 試驗儀器

骨料篩：4.75mm、2.5mm、0.63mm、0.315mm、0.16mm；

水泥砂漿攪拌機、搖篩機、量筒、秒表、刮刀、脫模劑；

天平：1kg；

試模以及側(cè)頭：金屬試模規(guī)格為25mm×25mm×285mm,試模兩端需要有小洞，用于側(cè)頭埋砂漿；側(cè)頭規(guī)格為2mm，由不銹鋼制成;

養(yǎng)護筒：內(nèi)設(shè)試驗支架，不透水，耐堿;

比長儀：測量精度0.01mm,測量范圍275～300mm；

堿活性骨料養(yǎng)護箱：80℃。

3.2 試驗所需材料

水泥：采用P.O42.5低堿水泥;

粉煤灰：采用F類Ⅰ級粉煤灰;

養(yǎng)護溶液：濃度為4%的氫氧化鈉溶液(分析純);

砂子：來自采石場。

4 試驗方法及方案

試驗參照《預(yù)防混凝土堿骨料反應(yīng)技術(shù)規(guī)范》(GB/T 50733—2011)附錄A抑制骨料堿-硅酸反應(yīng)活性有效性試驗方法進行操作。水泥與粉煤灰檢測結(jié)果見表1、表2。

為了比對砂漿棒間不同的粉煤灰摻量對堿骨料抑制的影響，所有配合比中水灰比均為0.47，膠凝材料與砂的質(zhì)量比為1∶2.25，一組試件需膠凝材料440g、砂990g。具體配合比數(shù)據(jù)見表3。

表1 試驗用水泥物理及化學指標檢測結(jié)果

表2試驗用粉煤灰(F類Ⅰ級)物理及化學指標檢測結(jié)果

物 理 指 標 檢 測 結(jié) 果項 目細度需水量比含水量安定性(雷式夾)強度活性指數(shù)單 位%%%mm%檢測結(jié)果6.0880.31.580化 學 指 標 檢 測 結(jié) 果項 目燒失量三氧化硫堿含量氯離子游離氧化鈣單 位%%%%%檢測結(jié)果0.90.62.00.0080.1

表3 堿骨料抑制試驗用料配比

4.1 基準砂漿棒試驗

為保證試驗結(jié)果精準度，在做抑制試驗之前進行不摻粉煤灰的基準樣品試驗，以便對比。采用3組平行試樣作為基準數(shù)據(jù)分別測定3d、7d、14d的膨脹率。試驗依據(jù)《建設(shè)用砂》(GB/T 14684—2011)的方法進行。

4.2 F類Ⅰ級粉煤灰對堿活性骨料反應(yīng)的抑制試驗結(jié)果

以F類Ⅰ級粉煤灰摻量分別為5%、10%、15%、20%制成砂漿棒，分別測定3d、7d、10d、14d的體積膨脹率。具體試驗數(shù)據(jù)見表4。

表4 堿活性骨料試驗結(jié)果

5 試驗結(jié)果分析

由于該試驗骨料具有一定堿活性，基準砂漿棒14d的膨脹率已經(jīng)超過0.10%，因此，在工程中必須采取措施進行有效抑制。抑制試驗表明F類Ⅰ級粉煤灰對堿骨料反應(yīng)具有一定的抑制效能，在試驗過程中粉煤灰吸收了部分混凝土中的堿，從而降低了混凝土中的堿含量，使之控制在安全值以下，使養(yǎng)護環(huán)境不具備發(fā)生堿骨料發(fā)生反應(yīng)的條件。

由試驗數(shù)據(jù)可以看出,3d的膨脹率變化不大，從7d開始迅速膨脹，三個試件14d膨脹率的平均值小于0.03%時，可判定抑制骨料堿—硅酸反應(yīng)活性有效。其中摻量5%和10%均有抑制效果，但效果一般，摻量15%和摻量20%達到標準抑制要求。但是從方便、節(jié)約的角度考慮，確定硬混凝土配合比中的粉煤灰摻量為15%。由于快速砂漿棒法是在80℃的環(huán)境下進行試驗的，根據(jù)作者多年的工作經(jīng)驗，有時會將非活性骨料誤判成疑似活性骨料或者活性骨料，因此，作者認為，如果工程時間允許，采用砂漿棒法(180d膨脹率)來判定骨料的活性更為準確。

在測試試件的過程中，讀數(shù)的時間必須嚴格控制在15s內(nèi)，試驗室內(nèi)的溫濕度必須嚴格按照規(guī)程規(guī)定執(zhí)行，盡量減少砂漿棒體的水分蒸發(fā)與熱脹冷縮給試驗數(shù)據(jù)帶來的誤差。

砂漿棒養(yǎng)護筒與養(yǎng)護架由于長時間使用會有少量氫氧化鈉附著在筒壁與養(yǎng)護架上，難以清洗。根據(jù)作者多年試驗經(jīng)驗，應(yīng)使用弱酸性溶液(建議使用食用白醋)將其清洗干凈后，再用肥皂水沖洗中和掉養(yǎng)護筒內(nèi)附著的酸性溶液，最后用蒸餾水沖洗晾干，使筒與架完全處于中性狀態(tài)后方可進行試驗，如不清洗干凈，會直接影響砂漿棒的基準讀數(shù)，造成數(shù)據(jù)不準確。

此次試驗證實F類Ⅰ級粉煤灰對骨料堿活性具有一定的抑制作用。但如果抑制試驗摻量與混凝土配合比摻量有所沖突，在工程中也建議使用聚羧酸高性能減水劑或者硅灰作為抑制摻和料。

6 結(jié) 語

在一般大中型水利工程或其他建筑工程中，骨料的堿活性對建筑物具有一定的危害，但并不意味著工程中不允許使用活性骨料或者疑似活性骨料，考慮到工程預(yù)算與成本，在無法取得非活性骨料或者不易取得非活性骨料的時候，可以通過抑制堿活性骨料來節(jié)約成本和保證建筑物的安全。