T   0324—2024  集 料 堿 活 性 檢 驗( 巖 相 法 )

1  目的與適用范圍

本方法適用于通過肉眼和顯微鏡等觀察，鑒定所用粗、細(xì)集料的巖石種類、結(jié)構(gòu)構(gòu)造 和礦物成分，從而確定集料是否含有堿活性礦物及其堿活性反應(yīng)類型、含量。

2  儀具與材料

2.1  試驗篩：根據(jù)集料粒級選用不同孔經(jīng)的方孔篩，并滿足T0302中2.1要求。

2.2  天平：感量不大于稱量質(zhì)量的0.1%. 

2.3  巖石切割機：必要時配備，刀片直徑不小于350mm。 

2.4  破碎機：必要時配備，能將巖石或粗集料破碎至粒徑不大于4.75mm, 宜為小型顎式破碎機。破碎機在使用前應(yīng)徹底清理干凈。 

                                           環(huán)保型破碎機                                                                                                             破碎機直立式                                                 

2.5  切片機(制片機):用于準(zhǔn)備25～30μm 厚的巖石薄片。 

2.6  磨光機：直徑400mm,用于磨平試件。 

2.7  拋光機：直徑200～300mm,用于拋光試件。

2.8  顯微鏡：放大倍數(shù)為20～500倍的偏光顯微鏡及附件；放大倍率為10～150倍的實體顯微鏡及附件。

2.9  烘箱：鼓風(fēng)干燥箱，恒溫105℃±5℃,并滿足T0302中2.4要求。 

2.10  硬度計或其他檢驗硬度用的工具。 

2.11  試劑：鹽酸(濃度5%～10%)、茜素紅S 試劑(0.1g 茜素紅 S 溶于100mL 的 0.2%鹽酸)、折光率浸油以及酒精。 

2.12  材料：100號、220號、320號、600號、800號的金剛砂；M-305剛玉砂；樹膠(如冷杉膠)或熒光環(huán)氧樹脂。 

2.13  微觀顯微鏡及其附件：必要時配備X 射線衍射分析儀XRD。 

2.14  其他：8～12倍放大鏡、手鏡、鋼針(或鉛筆刀)條文板、磁鐵、地質(zhì)錘、砧板。

3  試樣制備

3.1  對于粗集料，將樣品用4.75mm試驗篩充分過篩(對于3～5mm 或3～10mm, 采用 2.36mm試驗篩),取篩上顆?？s分至表TO324-1所規(guī)定質(zhì)量的試樣一份，或按顆粒計，一份試樣中顆粒不少于300顆。試樣浸泡在水中，借助金屬絲刷將顆粒表面洗刷干凈，經(jīng)多次漂洗至水清澈為止。瀝干，105℃±5℃烘干、冷卻至室溫。

表 T0324-1  粗集料堿活性檢驗(巖相法)的試樣質(zhì)量

3.2  對于細(xì)集料，將樣品縮分至不少于2kg 試樣一份，浸泡在水中，借助金屬絲刷將顆粒表面洗刷干凈，經(jīng)多次漂洗至水清澈為止。瀝干，105℃±5℃烘干至恒重、冷卻至室溫。充分篩分得到各粒級顆粒，稱量各粒級顆粒質(zhì)量，計算各粒級集料顆粒質(zhì)量百分比(P_i)。

按照表T0324-2規(guī)定的質(zhì)量稱取各粒級集料顆粒一份；也可按顆粒計，其中2.36~4.75mm粒級不少于500顆，小于2.36mm 的粒級不少于1200顆。

表T 0324-2  細(xì)集料堿活性檢驗的的各粒級試樣質(zhì)量

3.3  對于大塊巖石或鉆取、切割的巖樣，破碎至不少于10kg, 或不少于300顆的4.75~19mm顆粒試樣一份。 

4  粗集料的鑒定

4.1  首先用手鏡、鋼針、放大鏡等工具，將試樣逐粒進(jìn)行肉眼鑒定。需要時可將顆粒放在砧板上用地質(zhì)錘擊碎(注意應(yīng)使巖石碎片損失最小),觀察顆粒新鮮斷口。 

4.2  在肉眼鑒定基礎(chǔ)上，按巖石種類及物理性質(zhì)進(jìn)行分組：觀察顆粒表面及新鮮斷面 的顏色、斷口形狀和結(jié)構(gòu)構(gòu)造；用10倍放大鏡初步鑒定礦物成分、風(fēng)化程度、有無裂隙、有 無包裹體；必要時進(jìn)行硬度或滴稀酸試驗等。如果通過肉眼觀察不能確定某些顆粒的種 類，或認(rèn)為某些顆?？赡芎袎A活性礦物，則可通過實體顯微鏡進(jìn)行觀察，按照巖石類型 進(jìn)行初分組。稱量各組巖石類型的集料顆粒質(zhì)量(m_i)。 

4.3  從每組巖石類型的集料顆粒中選取3～5顆典型顆粒，逐顆稱重(m_j)后制成薄片。在偏光顯微鏡下觀察，確定各顆粒的巖石名稱、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和礦物成分等。按照表 TO324-3 判斷是否存在堿活性礦物以及可能的堿活性反應(yīng)類型。逐個目測各薄片中堿活性礦物的含量(即堿活性礦物面積占薄片面積的百分比，a_j)。

表T0324-3常見堿活性礦物

續(xù)表T0324-3

4.4    對于偏光顯微鏡無法評定的巖石，應(yīng)采用其他方法檢驗。如對于堿-硅酸活性巖石，如流紋巖，粉砂巖，石灰?guī)r，角頁巖，燧石/火石，其細(xì)粒的活性硅會是隱晶質(zhì)甚至是無定形的，采用偏光顯微鏡無法識別，可采用X 射線衍射儀檢驗。

 4.5  對于碳酸鹽巖，經(jīng)本方法初步檢驗沒有白云石和雜質(zhì)的結(jié)晶碳酸鹽巖無需進(jìn)一步檢驗，可鑒定為非堿活性。經(jīng)初步檢驗含有雜質(zhì)的碳酸鹽或含有白云巖的碳酸鹽，應(yīng)按T0369或T0368進(jìn)一步檢驗。

5  細(xì)集料鑒定

  5.1  制片：各粒級取適量顆粒鋪在鑲嵌機上壓型，用樹膠或熒光環(huán)氧樹脂將顆粒固定，磨平、拋光，并制成50×30mm的薄片. 

5.2  數(shù)點：在薄片斷面上，沿著互相垂直的兩個方向用等間距的直線形成正交柵格，并覆蓋整個薄片。在偏光顯微鏡下依次逐個觀察柵格交叉點，并記錄每個交叉點的巖石類型、名稱和礦物分類等。柵格間距按照至少能夠觀察1000個點(包括落入樹脂內(nèi)的點)來確定。

注：數(shù)點時，僅計算處于十字線下方(包括邊緣)的顆粒，其他在視野中但不在十字線下的不計算。 任何落入樹脂上的點無效，不計算；但是在本質(zhì)上屬于天然內(nèi)部孔隙中孔洞的任何點落在樹脂上，則被視為主體巖性，需要計算。 

5.3     逐個測定各薄片中堿活性礦物的含量(即堿活性礦物點數(shù)占薄片內(nèi)可以數(shù)到的總點數(shù)的百分比，b_i)。 

5.4    對于堿-硅酸活性巖石，如流紋巖，粉砂巖，石灰?guī)r，角頁巖，燧石、火石，其細(xì)粒的活性硅會是隱晶質(zhì)甚至是無定形的，采用偏光顯微鏡無法識別，應(yīng)采用X射線衍射儀檢驗。

6  結(jié)果整理

6.1  粗集料每組巖石類型的集料中堿活性礦物含量按式(T0324-1)計算，準(zhǔn)確至0.01%。 

(T0324-1) 

式中：c_i—— 粗集料第i 每組巖石類型的集料中堿活性礦物含量，%;

n——第i組每組巖石類型的集料中選定的典型顆粒數(shù)量，一般為3～5; 

a_j——第j 顆集料顆粒的薄片中堿活性礦物含量，%;

m_j——第j 顆集料顆粒的質(zhì)量，g。

6.2 粗集料的堿活性礦物含量按式(T0324-2) 計算，準(zhǔn)確至0.1%. 

(T   0324-2)

式中：c_AAR—— 粗集料的堿活性礦物含量，%;

k——按巖石類型初分的組數(shù)；

m_i——第i組巖相類型的集料顆粒質(zhì)量，g。 

6.3 細(xì)集料的堿活性礦物含量按式(TO324-3)計算，準(zhǔn)確至0.1%。 

    (TO324-3)

式中：c_AAR ——細(xì)集料的堿活性礦物含量，%;

     i——為1,2,3…6,分別代表0.075～0.15mm,0.15～0.3mm,0.3～0.6mm,0.6~ 1.18mm,1.18～2.36mm,2.36～4.75mm 六個粒級；

P_i——第i 粒級集料顆粒的質(zhì)量百分比，%;

b_i——第i 粒級的堿活性礦物的含量，%。 

6.4 根據(jù)鑒定結(jié)果，當(dāng)試樣中無堿活性礦物時，可鑒定為非堿活性，此時即作為最后結(jié)論；當(dāng)鑒定試樣中含有堿活性礦物時，可鑒定為潛在堿活性集料。 

6.5    對于鑒定為潛在堿活性集料，應(yīng)進(jìn)行進(jìn)一步檢驗。

1 如果該集料已經(jīng)在工程上成功應(yīng)用超過10年，可調(diào)查成功應(yīng)用的工程數(shù)據(jù)，如應(yīng) 用水泥用量、堿值，是否采用抑制堿活性措施，濕度、鹽度等環(huán)境條件，必要時進(jìn)行鉆芯檢 查。如果擬建工程水泥堿值等條件要好于已成功應(yīng)用的工程條件，則該集料可直接應(yīng)用 于擬建工程。如果不能保證擬建工程水泥堿值等條件要好于已成功應(yīng)用的工程，或者該集料無10年以上的成功應(yīng)用數(shù)據(jù)，則需要按2或3進(jìn)行檢驗。對于重要結(jié)構(gòu)工程，應(yīng)按照2或3進(jìn)行檢驗。

2  對于潛在堿-硅酸反應(yīng)集料可按T0325或T0368檢驗；對于潛在堿-碳酸鹽反應(yīng)集料可按照T0369或T0368進(jìn)一步檢驗。

7  報告

7.1  試驗項目名稱和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。

7.2     樣品的編號、名稱、產(chǎn)地和規(guī)格。

7.3  接樣日期、樣品描述。

7.4  試驗日期、樣品縮分方法。

7.5  主要儀器設(shè)備的名稱、型號及編號。

7.6  分別按表T0324-4  和表 T0324-5 列出檢驗結(jié)果

7.7     檢驗結(jié)論及進(jìn)一步檢驗建議。

7.8     要說明的其他內(nèi)容

表T0324-4   粗集料堿活性鑒定統(tǒng)計表

表T0324-5   細(xì)集料堿活性鑒定統(tǒng)計表

條文說明

1  堿-集料反應(yīng)評價是混凝土、砂漿用集料的重要耐久性指標(biāo)，其中巖相法是最基本 評價方法。巖相法檢驗集料堿活性快捷、方便、實用，適用范圍廣，可直接觀察到骨料的活 性組分，對選擇合適的堿活性檢測方法有重要的指導(dǎo)作用，一直作為骨料堿活性的鑒定首 選方法。

6.6  巖相法得不到活性成分含量與膨脹率的定量關(guān)系，僅憑巖相法確認(rèn)的巖石和礦 物的堿活性及其程度具有很大的不確定性，因此巖相法不得作為拒絕集料的判定依據(jù)，其 評定為潛在堿活性集料需要通過其他試驗方法進(jìn)一步檢驗。目前國際上相關(guān)試驗方法已 達(dá)12種。

表 T0324-6  堿活性檢驗主要試驗方法

表T0324-6

除巖相法之外，從發(fā)展歷程來看國際上應(yīng)用主要如下6種堿活性評價方法：

1)ASR  砂漿棒法(簡稱 MBT),  最早由美國 ASTM   C227提出，很多其他方法都是在其 基礎(chǔ)上發(fā)展而來。該方法對一些反應(yīng)緩慢型的活性集料有漏判現(xiàn)象。目前，砂漿棒法已 經(jīng)被美國、加拿大、歐盟等棄用，2010年以來GB/T50733 TB10424、DL/T5241 先后取消 了砂漿棒方法，該方法已被快速砂漿棒法替代。

2)ASR  化學(xué)法，最早由美國ASTMC289提出，是國際上公認(rèn)的傳統(tǒng)分析方法。該方法誤差大，重復(fù)性差。此方法已經(jīng)被 AASHTO、CSA取消 ，ACTM  C289 也于2016年失效；歐盟 FIREM 沒有相應(yīng)試驗方法。我國 DL/T5151已經(jīng)取消了該方法，實際工程中很少應(yīng)用。

3)ACR  巖石柱法，最早由ASTM.G586提出。在美、加主要用于評價采石場，需要大量的試樣，每1m至少3個巖樣。但是由于加拿大開發(fā)了化學(xué)法ACR 試驗方法，試驗時間大大縮短，因此逐漸代替了ACR 巖石柱法。目前該方法仍然是我國評價 ACR 主流方法， 被水利行業(yè)、電力行業(yè)、鐵道部門和建工行業(yè)廣泛采用。

4)ASR 快速砂漿棒法(AMBT),   該方法1986年由南非建筑研究所在砂漿棒方法基礎(chǔ) 上提出的，因此習(xí)慣稱為南非 NBRI 法。目前其被美國、加拿大、日本、印度、歐盟等普遍 采用。2010年以來的工程標(biāo)準(zhǔn)，如 SL 251、GB/T 50733、GB/T 14684、GB/T 14685、TB 10424、DL/T5241、DL/T  5298 均增加了相應(yīng)評價指標(biāo)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于實際工程?？梢?/span> 我國已經(jīng)逐漸采用快速砂漿棒法代替砂漿棒法。

5)ACR  化學(xué)法，最早由加拿大 CSA  A23.2.26A開發(fā)。該方法簡單實用，1～2d  即完成試驗。其方法已經(jīng)被歐美用來代替巖石柱法來評價 ACR 。我國 對于ACR 化學(xué)方法研究非常少，沒有相應(yīng)試驗數(shù)據(jù)。

6)ASR&ACR  混凝土棱柱體法(CPT),  最早由加拿大在 ASTMC    1105方法基礎(chǔ)上提  出的，已被國際廣泛采用。2010年以來的工程標(biāo)準(zhǔn)，如 SL 251、GB/T 50733、DL/T 5241、 DL/T 5298 等均增加了相應(yīng)評價指標(biāo)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用實際工程。

表 T 0324-7  各標(biāo)準(zhǔn)中實際應(yīng)用的堿活性評價方法

堿骨料反應(yīng)非常復(fù)雜，有時憑一種方法難以準(zhǔn)確鑒別，通常需要幾種方法綜合使用

根據(jù)各自情況制定試驗方法體系。目前實際工程應(yīng)用的堿活性主要方法包括，巖相法、ASR 快速砂漿棒法、ACR 巖石柱法和ASR+ACR   混凝土棱柱體法等四項方法。為此，增補了ASR 快速砂漿棒法、ASR&ACR混凝土棱柱體法和ACR巖石柱法3項試驗方法，刪除 ASR砂漿棒法。