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混凝土骨料堿活性礦物檢測(cè)

2022-06-22 15:15:26  作者:中鋼國檢

堿-骨料反應(yīng)是指混凝土材料中的水泥、外加劑、礦物摻合料及拌合水中的堿與骨料中堿活性礦物發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成的膨脹物質(zhì)使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生自膨脹應(yīng)力,造成混凝土從內(nèi)向外延伸開裂的現(xiàn)象。骨料的堿活性是檢測(cè)混凝土耐久性的重要指標(biāo)之一。

目前常見的堿-骨料反應(yīng)有堿-硅酸反應(yīng)和堿-碳酸鹽反應(yīng),其中堿-硅酸反應(yīng)最普遍?;炷凉こ贪l(fā)生堿-骨料反應(yīng)須同時(shí)滿足以下三個(gè)條件:
a.骨料為活性骨料;
b.混凝土原材料中含堿量高;
c.潮濕環(huán)境,有充分的水分或濕空氣供應(yīng)。

從以上條件中可以看出,骨料所用堿活性礦物在堿-骨料反應(yīng)中有著無可替代的重要作用,想要更好的預(yù)防堿-骨料反應(yīng),對(duì)骨料所用巖石或礦物的堿活性檢測(cè)必不可少。


標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)
對(duì)于混凝土骨料堿活性礦物檢測(cè),較為常用的一種方法是巖相法。巖相法是基于巖石學(xué)、礦物學(xué)、晶體光學(xué),利用偏光顯微鏡、掃描電鏡等儀器,鑒定骨料的巖石種類、結(jié)構(gòu)構(gòu)造及礦物成分,確定骨料是否含有堿活性礦物、堿活性礦物的類別以及堿活性礦物的百分含量,從而評(píng)價(jià)骨料的堿活性。

在具體的檢測(cè)中,可依據(jù)的方法標(biāo)準(zhǔn)有:
1.TB/T 3275-2018《鐵路混凝土》;
2.GB/T 14684-2011《建設(shè)用砂》;
3.GB/T 14685-2011《建設(shè)用卵石、碎石》;
4.JTG E42-2005《公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程》;
5.JGJ 52-2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》;
6.其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。


堿活性礦物類別
混凝土骨料中堿活性礦物分為兩大類:
(一)硅酸鹽類堿活性礦物:包括蛋白石、方石英、磷石英、微晶石英(粒徑小于30μm)、玉髓、嚴(yán)重波狀消光石英、火山玻璃、燧石、人工硅質(zhì)玻璃等;
(二)碳酸鹽類活性礦物:主要為細(xì)小菱形白云石晶體(粒徑小于或等于50μm),有時(shí)晶體周圍還存在不溶的黏土基質(zhì)。

1、嚴(yán)重波狀消光石英
嚴(yán)重波狀消光石英為結(jié)晶完整的二氧化硅,在地質(zhì)運(yùn)動(dòng)過程中受構(gòu)造應(yīng)力影響,發(fā)生變形,造成的晶格扭曲、錯(cuò)位等,晶體外界面隨之增多,產(chǎn)生不同程度的堿活性。在砂巖、花崗巖、片麻巖、石英巖、片巖等富含石英的巖石中常見嚴(yán)重波狀消光石英。

 

片麻巖中的嚴(yán)重波狀消光石英(40×,+)


2、微晶石英
微晶石英粒徑細(xì)小,晶體通常小于小于30μm,在巖石中分布廣泛。

流紋質(zhì)凝灰?guī)r中的微晶石英(40×,+)

 

白云巖中的微晶石英(40×,+)


3、蛋白石
蛋白石是一種含水的隱晶質(zhì)或膠質(zhì)二氧化硅,是硅膠溶液在地質(zhì)運(yùn)動(dòng)中受壓、失水形成的,X射線研究表明,大多數(shù)蛋白石是由高度無序的SiO2變體-方石英組成。形狀多呈粒狀、鐘乳狀、結(jié)核狀等,正交偏光下全消光。蛋白石常產(chǎn)于火山巖的氣孔中,在沉積巖的孔洞、裂縫及膠結(jié)物中也可常見。

玄武巖氣孔中的蛋白石(100×,-)


4、玉髓
玉髓、方石英、磷石英為隱晶質(zhì)-微晶質(zhì)二氧化硅,具有開放的、有缺陷的晶格結(jié)構(gòu)和較大的比表面積,在水溶液中活性增加,易受到侵蝕而溶解。玉髓常呈纖維狀、放射狀集合體產(chǎn)出。

玄武巖氣孔中的蛋白石及玉髓(40×,+)

5、火山玻璃
火山玻璃為玻璃質(zhì)二氧化硅,主要形成于火山噴發(fā)過程中,高溫噴發(fā)物迅速冷卻來不及結(jié)晶完整,形成非晶質(zhì)的玻璃形態(tài),具有較高的反應(yīng)活性。薄片中無色到灰、淡紅、淡黃及淡褐色,無一定形狀,常產(chǎn)于噴出巖中。

玄武巖中的火山玻璃(40×,-)


6、細(xì)小菱形白云石
細(xì)小菱形白云石產(chǎn)于碳酸鹽巖中,粒徑小于或等于50μm,通常分布在方解石微晶和粘土基質(zhì)中才具有一定的活性。

白云質(zhì)灰?guī)r中的細(xì)小菱形白云石(40×,-)
 

 

灰?guī)r中的細(xì)小菱形白云石(40×,+)


 結(jié)語 
在混凝土骨料堿活性檢測(cè)中,采取巖相法進(jìn)行初判后,還需注意在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)行堿活性復(fù)判,并采取積極有效的措施抑制堿活性反應(yīng),保證工程項(xiàng)目的安全可靠。

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