T0325—2024  集料堿活性檢驗(yàn)( 快速砂漿棒法)

1  目的與適用范圍

1.1  本方法適用于測定水泥砂漿試件的長度變化，以鑒定水泥中的堿與活性集料間的 反應(yīng)所引起的膨脹是否具有潛在危害，尤其適合于檢驗(yàn)反應(yīng)緩慢或只在后期才產(chǎn)生膨脹的集料。 

1.2  本方法適用于T0324 巖相法鑒定為潛在ASR 堿-硅酸活性的集料進(jìn)一步堿活性檢驗(yàn)。 

1.3  本方法不適用于ACR 堿-碳酸鹽反應(yīng)的集料檢驗(yàn)。

2  儀具與材料

2.1  試驗(yàn)篩：根據(jù)集料粒級(jí)選用不同孔徑的方孔篩，帶篩底和篩蓋，并滿足T0302中2.1要求。 

2.2  試模和測頭(埋釘):金屬試模，可拆卸，其內(nèi)壁尺寸為25.4mm×25.4mm×285mm。試模的兩端板中正開有安置測頭的小孔，其位置應(yīng)保證測頭在試件的中心線上。 測頭以不銹鋼或銅制成，端頭呈半球形。 

2.3  養(yǎng)護(hù)筒：用耐腐蝕耐高溫(80℃)的聚丙烯、高密度聚乙烯制成，內(nèi)設(shè)試件架，高度不小于350mm,容積可保證三個(gè)試件完全放置在溶液中，試件之間無接觸，且不與筒壁接 觸；容器帶蓋，密封時(shí)應(yīng)不漏水、不透氣；試件垂直立于架上、測頭不得受力。 

2.4     比長儀：應(yīng)采用豎直安裝式。數(shù)顯千分表或千分尺，測量量程±10mm,分度值為0.002mm, 變形0.020mm內(nèi)的精度為0.004mm,變形0.250mm內(nèi)的精度為0.005mm。標(biāo) 準(zhǔn)棒為因瓦合金材質(zhì)，長度與試件兩側(cè)測頭外端距離相當(dāng)，桿端加工成與測定端面形狀相 同，中間100mm 長度采用厚度不少于3mm 橡膠管包裹. 

2.5  恒溫箱或恒溫水浴：恒溫80℃±2℃。 

2.6  破碎機(jī)：必要時(shí)配備，可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(jī)。破碎機(jī)在使用前應(yīng)徹底清理干凈。 

2.7  膠砂攪拌機(jī)：應(yīng)符合JCT681  的要求，但攪拌葉底緣至攪拌鍋底的間隙應(yīng)為5.1mm±0.3mm。

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

2.9 天平：感量不大于稱量質(zhì)量的0.1%。 

2.10  鏟、饅刀、500mL量筒、秒表、干燥器(內(nèi)裝變色硅膠)和截面為14mm×13mm、長120～150mm的硬木搗棒(搗實(shí)面為平面，且與長度方向呈直角)。 

2.11  氫氧化鈉：分析純。 

2.12  試驗(yàn)用水：蒸餾水或去離子水(用于配制養(yǎng)護(hù)溶液);飲用水(用于砂漿試件的成型及養(yǎng)護(hù))。

    2.13  恒溫室：原材料準(zhǔn)備，試件成型和測長，均在恒溫室中進(jìn)行，全過程中恒溫20℃±2℃、相對(duì)濕度大于80%。

2.14  防護(hù)用品：防酸堿的圍裙、袖套、手套、膠鞋及面罩等。

3  試驗(yàn)準(zhǔn)備

3.1  試樣準(zhǔn)備 

3.1.1 水泥：硅酸鹽水泥，堿含量為0.9%±0.1%,當(dāng)堿含量達(dá)不到此范圍時(shí)，通過 在拌和用水中預(yù)摻適量氫氧化鈉(NaOH 分析純)將堿含量調(diào)至水泥量的0.9%±0.1%; 同時(shí)按GB/T750《水泥壓蒸安定性試驗(yàn)方法》檢驗(yàn)水泥凈漿壓蒸膨脹率應(yīng)小于0.20%, 比表面積宜不小于450m2/kg 。 水泥應(yīng)在有效期內(nèi)，團(tuán)塊等應(yīng)用0.6mm試驗(yàn)篩篩除。

注：水泥含堿量以氧化鈉(Na₂O) 計(jì)，氧化鉀(K?O) 換算為氧化鈉時(shí)乘以換算系數(shù)0.658。 

3.1.2  集料：采用實(shí)際工程用集料，按如下方法準(zhǔn)備試樣。

1 當(dāng)檢驗(yàn)細(xì)集料時(shí)，將樣品縮分至不少于5000g 子樣一份，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(jí)集料顆粒。按照表T0325-1中比例稱取一塊試件所需各粒級(jí)的集料顆?；旌?、攪拌均勻，放入干燥器內(nèi)備用。共準(zhǔn)備三塊試件所需集料混合料。

表 T0325-1 堿活性檢驗(yàn)(快速砂漿棒法)試件中各粒級(jí)試樣質(zhì)量比

注：0.15mm 以下顆粒應(yīng)充分篩除，否則會(huì)產(chǎn)生“火山灰反應(yīng)”影響測試結(jié)果。

2  當(dāng)檢驗(yàn)粗集料時(shí)，將樣品縮分至不少于5000g 子樣一份，采用破碎機(jī)逐級(jí)破碎至 4.75mm 以下顆粒，再按照上述細(xì)集料方法準(zhǔn)備三塊試件所需集料混合料。

注：先用19mm 試驗(yàn)篩過篩，取篩上顆粒破碎至全部小于19mm;將原19mm 篩下顆粒和新破碎 19mm 以下顆粒混合、攪拌均勻。再用4.75mm試驗(yàn)篩過篩，取篩上顆粒破碎至全部小于4.75mm;將原 4.75mm 篩不顆粒和新破碎4.75mm以下顆粒混合、攪拌均勻。

3  當(dāng)采用同一料源的粗、細(xì)集料時(shí)，可僅取細(xì)集料準(zhǔn)備三塊試件所需集料混合料。當(dāng)采用同一料源的不同規(guī)格粗集料時(shí)，可僅選擇其中公稱最大粒徑最小的一檔粗集料準(zhǔn)備三塊試件所需集料混合料。

4  對(duì)于大塊巖石或巖樣，按2粗集料逐級(jí)破碎至全部4.75mm以下顆粒，再準(zhǔn)備三 塊試件所需集料混合料。 

3.1.3  砂漿配合比：水泥與集料的質(zhì)量比為1:2.25,水灰比為0.47,用水量基于集 料的飽和面干狀態(tài)計(jì)算。一組3個(gè)試件共需水泥400g,細(xì)集料900g。用水量基于集料飽 和面干狀態(tài)計(jì)算。

3.2  試件制作

3.2.1  成型前，試驗(yàn)所用材料(水泥、集料、拌和用水等)放入20℃±2℃、相對(duì)濕度 大于80%的恒溫室恒溫不少于24h。

注：計(jì)算摻加的氫氧化鈉(NaOH分析純)質(zhì)量，事先將其加入拌和用水中，并攪拌均勻。 

3.2.2  砂漿制備：按照《公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》T0507規(guī)定進(jìn)行攪拌、制備砂漿。 

3.2.3  在試模內(nèi)側(cè)涂一層脫模劑，將測頭裝入試模端頭的中心孔內(nèi)。應(yīng)在砂漿制備 完成后150s內(nèi)裝模。將攪拌好的砂漿分兩層裝入試模內(nèi)。第一層砂漿裝入深度約為試 模高度的1/2。先用小刀來回劃實(shí)砂漿，尤其是測頭兩側(cè)應(yīng)多劃幾次，然后用搗棒在試模  內(nèi)順序往返搗實(shí)20次，注意測頭四周砂漿應(yīng)搗實(shí)。然后再裝入第二層砂漿，再用小刀將  第二層砂漿來回劃實(shí)，注意此次小刀的劃入深度應(yīng)透過第一層砂漿的表面。用搗棒再在 膠砂表面順序往返搗實(shí)20次。澆搗完畢后，將剩余砂漿填滿試模，用饅刀刮除多余砂漿、 抹平表面。試件進(jìn)行編號(hào)，并標(biāo)明測定方向。

3.2.4  每個(gè)樣品，按照以上步驟制作3個(gè)試件。 

3.3     養(yǎng)護(hù)溶液配制 

3.3.1  將 4 0g 分析純氫氧化鈉溶于900m乙水，冷卻至約20℃,然后加水稀釋至1L溶液，得到濃度為(140.03)mol/L 的氫氧化鈉溶液。試驗(yàn)所需溶液容積為試件總體積的 4±0.5倍，每個(gè)試件的體積約為184mL。

3.3.2 每次試驗(yàn)時(shí)應(yīng)新配養(yǎng)護(hù)溶液。

4  試驗(yàn)步驟

4.1  試件成型完畢后，帶模放入20℃±2℃、相對(duì)濕度95%以上的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室或養(yǎng)護(hù) 箱，養(yǎng)護(hù)24h±2h后脫模。 

4.2     脫模后，迅速將試件放入養(yǎng)護(hù)筒的試件架上，加20℃±2℃自來水至完全浸沒試 件。同一個(gè)養(yǎng)護(hù)筒內(nèi)應(yīng)為同一樣品制備的試件。加蓋放在恒溫箱或恒溫水浴中，80℃± 2℃養(yǎng)護(hù)24h±2h。 

4.3  從高溫恒溫箱中拿出養(yǎng)護(hù)筒，一次僅拿出一個(gè)養(yǎng)護(hù)筒在恒溫室測長。打開筒蓋一 次拿出一個(gè)試件，蓋上筒蓋；迅速用毛巾將試件表面和兩端測頭擦干，立即測量試件的基準(zhǔn)長度。試件從溶液中取出至測量完畢應(yīng)在15s±5s內(nèi)完成。完成測量的試件立即用濕 布蓋好，以防止水分蒸發(fā)。從高溫恒溫箱中取出養(yǎng)護(hù)筒至完成養(yǎng)護(hù)筒中所有試件的測長， 時(shí)間應(yīng)控制在5min內(nèi)。

注：每次測量前，比長儀應(yīng)放置20℃±2℃的恒溫室內(nèi)保溫24h。每次測量前，先標(biāo)定側(cè)長儀的零 點(diǎn)。每次測量后，應(yīng)擦干比長儀下部測量螺柱，以防止腐蝕。 

4.4 按養(yǎng)護(hù)溶液容積與試件體積比為(4±0.5):1的比例放入養(yǎng)護(hù)筒中，至養(yǎng)護(hù)溶液 溫度達(dá)80℃±2℃。待全部試件測完長度后，將所有試件立即豎直放入養(yǎng)護(hù)筒的試件架 上，試件之間等間距，且應(yīng)完全浸泡在養(yǎng)護(hù)溶液中。加蓋，再次將養(yǎng)護(hù)筒放入恒溫箱或恒 溫水浴中，使溶液溫度保持在80℃±2℃。

注：操作之前做好防護(hù)措施，皮膚與養(yǎng)護(hù)溶液不得接觸；操作時(shí)防止養(yǎng)護(hù)溶液溢出、飛濺。

4.5  自測量基準(zhǔn)長度算起，第3d、7d、14d 再分別測定長度，測量時(shí)齡期精確控制在要 求時(shí)間±2h 內(nèi)。測長方法與4.3相同。測量時(shí)，應(yīng)將試件與比長儀的相對(duì)位置調(diào)整到測 定基準(zhǔn)長度時(shí)相同的位置。每次完成長度測量后，立即將試件上下調(diào)換方向放入原養(yǎng)護(hù) 筒的試件架上，加蓋后放回恒溫箱或恒溫水浴中繼續(xù)養(yǎng)護(hù)至下一齡期。14d 后如需繼續(xù) 測長，可安排每7d 測長一次。 

4.6 測定長度時(shí)應(yīng)觀察試件的變形、裂縫和滲出物(注意有無膠體物質(zhì))等情況，并作詳細(xì)記錄.

5 結(jié)果整理

5.1  試件的膨脹率按式(T0325-1) 計(jì)算，準(zhǔn)確至0.001%。

         (T0325-1)

 式中：ε_t-試件在t 天齡期的膨脹率，%;

L_t——試件在t 天齡期的長度，mm;

L?——試件的基準(zhǔn)長度，mm;

△——測頭(即埋釘)的長度，mm。

5.2   取3個(gè)試件膨脹率的算術(shù)平均值作為試驗(yàn)結(jié)果，準(zhǔn)確至0.01%。當(dāng)膨脹率試驗(yàn)允許誤差不滿足要求時(shí)，舍棄3個(gè)測定值中最小值，取其余兩個(gè)測值的算術(shù)平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。

5.3 當(dāng)14d 膨脹率低于0.1%時(shí)，可判定為非堿活性集料。

注：對(duì)于一些花崗片麻巖、變形花崗巖、花崗閃長巖以及波茨坦砂巖、硅質(zhì)砂巖，或多孔燧石、火石含量超過2%的巖石，無需檢驗(yàn)而直接判定為潛在活性集料，可按T0368 進(jìn)一步檢驗(yàn)。

5.4  當(dāng)14d 膨脹率大于0.2%時(shí)，判定為潛在堿-硅酸活性集料，按TO368 進(jìn)一步檢驗(yàn)。 

5.5  當(dāng)14d 膨脹率為0.1～0.2%時(shí)，應(yīng)結(jié)合可獲得的現(xiàn)場使用歷史、巖相分析或測試28d 膨脹率綜合判斷；也可直接判定為潛在堿活性集料，可按TO368 進(jìn)一步檢驗(yàn)。

6  允許誤差

6.1  當(dāng)膨脹率平均值小于0.1%時(shí)，膨脹率重復(fù)性試驗(yàn)的允許誤差(單個(gè)測值與平均值之差)為0.01%。 

6.2  當(dāng)膨脹率平均值大于0.1%時(shí)，膨脹率重復(fù)性試驗(yàn)的允許誤差(單個(gè)測值與平均值之差)為試驗(yàn)平均值的10%。

7  報(bào)告

7.1  試驗(yàn)項(xiàng)目名稱和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。 

7.2     樣品的編號(hào)、名稱、產(chǎn)地和規(guī)格。 

7.3  接樣日期、樣品描述。 

7.4     試驗(yàn)日期、樣品縮分方法 

7.5  主要儀器設(shè)備的名稱、型號(hào)及編號(hào)。

 7.6  砂漿配合比養(yǎng)護(hù)溫度。 

7.7     不同齡期的膨脹率試驗(yàn)結(jié)果，及試件的變形、裂縫和滲出物等情況。 

7.8     鑒定結(jié)論及進(jìn)一步檢驗(yàn)建議。 

7.9  要說明的其他內(nèi)容。

條文說明

1  本方法原為砂漿棒法，本次修訂為快速砂漿棒法。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在過渡期，可按照本 規(guī)程2005年版本砂漿棒法執(zhí)行，但應(yīng)在報(bào)告中注明。

1.1  反應(yīng)緩慢或只在后期才產(chǎn)生膨脹的巖石，如花崗巖，流紋巖，安山巖，火山凝灰巖，片麻巖石英巖，角巖，千枚巖，砂巖，雜砂巖，頁巖，冰磧巖，無孔燧石和火石，硅藻土，含石英白云質(zhì)灰?guī)r和含石英鈣質(zhì)白云巖。

5.4、5.5、5.6  表 T0325-2 為各試驗(yàn)方法中快速砂漿棒法堿活性鑒定結(jié)果評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。

表T0325-2  各試驗(yàn)方法中快速砂漿棒法堿活性鑒定結(jié)果評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)