T 0368—2024  集料堿活性檢驗(yàn)(混凝土棱柱體法)

1  目的與適用范圍

 1.1  本方法適用于測定混凝土棱柱體試件的長度變化，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。 

1.2  本方法適用于ASR 堿-硅酸活性或ACR 堿-碳酸鹽活性的最終檢驗(yàn)。

2  儀具與材料

2.1  試驗(yàn)篩：孔徑為19mm 、13.2mm 、9.5mm 和4 .75mm的方孔篩，帶篩底、篩蓋，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  試模：可拆卸，內(nèi)壁尺寸為(75±5)mm×(75±5)mm×(275±25)mm 。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。 

2.4  測頭(埋釘):測頭以不銹鋼或銅制成，端頭呈半球形。 

2.5  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。 

2.6  養(yǎng)護(hù)桶：用耐腐蝕耐高溫(40℃)的聚丙烯或高密度聚乙烯塑料桶，帶密封蓋；塑料桶容積為19～25L,底部直徑260mm±10mm,  項(xiàng)部直徑300mm±10mm, 高度為355~480mm; 密封良好，防止內(nèi)部水分蒸發(fā)損失。養(yǎng)護(hù)桶內(nèi)設(shè)帶孔試件架，使試件垂直立在桶 中，試件底部離桶底聞距為35mm±5mm; 桶底應(yīng)有20mm±5mm深的水，試件底部與水面 距離約15mm。在容器內(nèi)壁包裹一層吸濕性材料，如毛巾布條或土工布條，從頂部向下延伸到桶的水中。密封很重要，同時(shí)定期檢查水位，必要時(shí)添加水。

注：養(yǎng)護(hù)桶的尺寸會影響堿的析出，從而影響膨脹率測定結(jié)果，因此需要選用標(biāo)準(zhǔn)尺寸的養(yǎng)護(hù)桶。

2.7  養(yǎng)護(hù)箱：恒溫38℃±2℃,相對濕度95%以上。同時(shí)需要密閉、絕熱，減少熱量損失，內(nèi)部有空氣循環(huán)，使熱量均勻，且箱內(nèi)上下(底部上方25cm、頂部下方25cm 處)溫差不大于2℃;箱內(nèi)設(shè)架子，應(yīng)使養(yǎng)護(hù)桶至箱底、側(cè)壁間距不少于30mm。配置溫度自動記錄裝置。 

2.8  攪拌機(jī)：自由式或強(qiáng)制式。 

2.9  搗棒：直徑10±1mm, 長度為450～600mm 的鋼質(zhì)圓棒，至少一端為半球形。 

2.10  鏟、鏝刀、鋼板、鐵鍬、抹刀、橡皮錘(質(zhì)量約300g) 等 。

2.11  氫氧化鈉：分析純。 

2.12  試驗(yàn)用水：拌和、養(yǎng)護(hù)用水為飲用水。 

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℃、相對濕度大于80%。

3  試驗(yàn)準(zhǔn)備

3.1  試樣制備 

3.1.1  水泥：硅酸鹽水泥，堿含量宜為0.9%±0.1%,同時(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1.25%±0.05%。若實(shí)際工程用 水泥含堿量高于1.25%,則采用工程水泥。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(Na?O)計(jì)，氧化鉀(K?O) 換算為氧化鈉時(shí)乘以換算系數(shù)0.658。當(dāng)堿含 量過低時(shí)，雖然能夠通過摻氫氧化鈉(NaOH分析純)將堿含量調(diào)至水泥量的1.25%±0.05%,但是會 影響測試結(jié)果。 

3.1.2  集料：

1  當(dāng)檢驗(yàn)細(xì)集料時(shí)，應(yīng)選用非活性的粗集料。此時(shí)粗集料采用快速砂漿棒法測定的14d 膨脹率應(yīng)不大于0.10%,有條件時(shí)選擇14立膨賬率不大于0.05%的粗集料。

2  當(dāng)檢驗(yàn)粗集料時(shí)，應(yīng)選用非活性的細(xì)集料。此時(shí)細(xì)集料采用快速砂漿棒法測定的14d 膨脹率應(yīng)不大于0.10%,有條件時(shí)選擇14d 膨脹率不大于0.05%的細(xì)集料。

3  當(dāng)采用同一采石場的粗、細(xì)集料時(shí)，應(yīng)同時(shí)取該采石場的粗、細(xì)集料進(jìn)行試驗(yàn)。

4  對于大塊卷石或鉆取、切割的巖樣，按照工程應(yīng)用的規(guī)格，逐級破碎至4.75mm以下顆粒的細(xì)集料，再準(zhǔn)備試樣。

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?；旌稀嚢杈鶆?。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 篩下顆粒和新破碎4.75mm 以下顆粒混合、攪拌均勻。

5  試驗(yàn)用細(xì)集料的細(xì)度模數(shù)應(yīng)為2.7±0.2。經(jīng)縮分得到適量的試樣，105℃±5℃ 烘干至恒重、冷卻至室溫。

6  對于粗集料，將樣品用19mm試驗(yàn)篩過篩，取篩上19mm 顆粒破碎至全部小于 19mm, 再與原19mm 篩下顆?；旌?、攪拌均勻，縮分得到適量的粗集料試樣。105℃±5℃ 烘干至恒重、冷卻至室溫后充分過篩，分成4.75～9.5mm,9.5～13.2mm,13.2～19mm    三 個粒級，各取1/3等量混合。當(dāng)試驗(yàn)用粗集料公稱最大粒徑為13mm(或16mm) 時(shí)，可篩 出4.75～9.5mm和9.5～13.2mm(或9.5～16mm) 兩個粒級，各取1/2等量混合。

3.2  混凝土配合比

3.2.1  水泥用量為420kg/m3±10kg/m3。

3.2.2  有效水灰比為0.42～0.45,應(yīng)根據(jù)混凝土工作性是否滿足成型要求在此范圍內(nèi)微調(diào)。用水量基于集料飽和面干狀態(tài)計(jì)算。

3.2.3  粗、細(xì)集料質(zhì)量比為6:4。當(dāng)集料毛體積密度大于3.6g/cm3 或小于2 .0g/cm3 時(shí)，則按T0309 測定粗集料搗實(shí)堆積密度，按粗集料體積占混凝土試件體積的70%±2% 確定粗集料用量。

3.2.4  除外加氫氧化鈉(NaOH  分析純)使水泥含堿量達(dá)到1 .25%外，不使用其他的外加劑。 

3.3  試件制作 

3.3.1       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。

3.3.2  混凝土拌和；按照《公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》T 0521 采用攪拌機(jī)拌和。

3.3.3   混凝土試件成型：成型前試模內(nèi)壁涂一薄層礦物油(如機(jī)油),將側(cè)頭在試模 上安裝好。將攪拌好的混凝土分厚度相等的兩層裝入試模；要對稱裝料，必要時(shí)采用搗棒  攪拌使試模內(nèi)混凝土粗細(xì)均勻分布。每層采用搗棒按螺旋方向從邊緣到中心均勻插搗， 每 7cm2 搗實(shí)一次；插搗時(shí)應(yīng)用力將搗棒壓下，保持搗棒垂直，不得沖擊；搗完一層后稍微  填加混凝土，用鏝刀沿著試模的側(cè)壁和表面抹平混凝土，然后用橡皮錘敲打試模外端面  10～15下，以填平插搗過的孔洞。插搗第二層時(shí)，搗棒應(yīng)插入第一層20～30mm 處。插 搗第二層橡皮錘輕敲后，用鏝刀刮除多余混凝土，再次抹平表面，但是不至過于光滑，且試  件抹面與試模邊緣高差不得超過0.5mm。

注：采用振動臺振實(shí)試件會影響試驗(yàn)結(jié)果。

4  試驗(yàn)步驟

4.1  試件成型完畢，立即用聚乙烯膜等覆蓋，帶模放入20℃±2℃、相對濕度95%以上 的養(yǎng)護(hù)箱或標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室，養(yǎng)護(hù)24h±2h    后脫模。脫模時(shí)不要損壞測頭。拆模后進(jìn)行外觀 檢查、編號，對有缺陷的試件應(yīng)廢棄。待測的試件須用濕布覆蓋，以防止水分蒸發(fā)。

4.2 脫模后立即測量試件的長度。測定長度應(yīng)在20℃±2℃、相對濕度大于80%的恒 溫室中進(jìn)行。測量前，應(yīng)將測頭表面清擦干凈。每個試件至少重復(fù)測試兩次，取算術(shù)平均 值作為基準(zhǔn)長度測定值。待測的試件須用濕布覆蓋，以防止水分蒸發(fā)。

注：每次測量前，比長儀應(yīng)預(yù)先放置恒溫室內(nèi)保溫24h,測量時(shí)應(yīng)先標(biāo)定比長儀的零點(diǎn)。每次測量 后，應(yīng)擦干比長儀下部測量螺柱，以防止腐蝕。 

4.3 測量基準(zhǔn)長度后，將試件垂直立于養(yǎng)護(hù)筒的試件架上，架下放水，但試件不能與水 接觸，蓋嚴(yán)筒蓋放入38℃±2℃養(yǎng)護(hù)箱或標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室內(nèi)養(yǎng)護(hù)(同一個養(yǎng)護(hù)筒內(nèi)應(yīng)為同一樣品制備的試件)。 

4.4   測量基準(zhǔn)長度后，將試件垂直立于養(yǎng)護(hù)桶的試件架上；養(yǎng)護(hù)桶中加水至水面距離 試件底部約15mm。蓋嚴(yán)桶蓋后放入養(yǎng)護(hù)箱架上，養(yǎng)護(hù)桶不得與養(yǎng)護(hù)室的底部、側(cè)壁接觸，然后在38℃±2℃養(yǎng)護(hù)。

注：同一個桶內(nèi)應(yīng)同時(shí)放置同一樣品制備的3個試件，減少或增加試件會影響測試結(jié)果。

4.5  自測量基準(zhǔn)長度算起，第1、2、4、8、13<18、26、39和52周時(shí)測定長度；必要時(shí)可適 當(dāng)延長時(shí)間，每間隔半年測一次。在測定長度前一夭，應(yīng)把養(yǎng)護(hù)桶從38℃±2℃的養(yǎng)護(hù)箱  (室)中取出，放入20℃±2℃、相對濕度大于80%的恒溫室，恒溫24h±4h 。 打開養(yǎng)護(hù)桶， 取出一個試件，立即蓋上桶蓋；按4.1~4.3相同方法，在2min內(nèi)完成測定長度，每個試件  測長時(shí)與比長儀的相對位置應(yīng)一致；測完長度后立即將試件上下調(diào)換方向立即放入養(yǎng)護(hù) 桶的試件架上。按照上述方法測完一組三個試件。檢查水位，必要時(shí)添加水；蓋上桶蓋、密封，重新放回38℃±2℃的養(yǎng)護(hù)箱中繼續(xù)養(yǎng)護(hù)到下一個齡期。

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(T0368-1)計(jì)算，準(zhǔn)確至0.001%。

(T 0368-1)

式中：ε——試件在齡期t 天的膨脹率，%;

Lt——試件在齡期t天的長度，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%。

5.3  當(dāng)膨脹率試驗(yàn)允許誤差不滿足要求時(shí)，取相近的兩個膨脹率的算術(shù)平均值作為試驗(yàn)結(jié)果，準(zhǔn)確至0.01%。 

5.4  當(dāng)52周膨脹率不大于0.04%時(shí)，則判定為非堿活性集料。

注：對于一些堿活性慢反應(yīng)型集料，當(dāng)52周膨脹率不大于0.03%時(shí)，則判定為非堿活性集料。 

5.5  當(dāng)52周膨脹率大于0.04%時(shí)，可判定為堿活性集料。

注：對于一些堿活性慢反應(yīng)型集料，當(dāng)52周膨脹率大于0.03%時(shí)，則判定為堿活性集料。 

5.6  對于經(jīng)鑒定為堿活性集料，可以采取措施按本方法進(jìn)一步檢驗(yàn)合格的集料，可采 取措施后應(yīng)用。但對于經(jīng)本方法檢驗(yàn)為堿活性，且同時(shí)經(jīng)T0369 檢 驗(yàn) 為ACR 活性碳酸 鹽類集料，不得應(yīng)用于工程。

6  允許誤差

6.1  當(dāng)膨脹率平均值小于0.02%時(shí)，膨脹率重復(fù)性試驗(yàn)的允許誤差為0.008%。 

6.2  當(dāng)膨脹率平均值大于0.02%時(shí)，膨脹率重復(fù)性試驗(yàn)的允許誤差為試驗(yàn)平均值的 4 0 % .

7  報(bào) 告

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

7.2     樣品的編號名稱產(chǎn)地和規(guī)格。 

7.3     接樣日期、樣品描述。 

7.4     試驗(yàn)田期、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  混凝土配合比、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

1.1   混凝土棱柱體法試驗(yàn)時(shí)間長，但是判定的準(zhǔn)確性高， 一般為集料堿活性檢驗(yàn)最終判定依據(jù)。

3.1.1  摻加純氫氧化鈉量計(jì)算舉例。假定水泥堿含量為0 .8%;一 組3個試件稱量水泥質(zhì)量為420g,則堿質(zhì)量為400×0 .8%=3 .2g。 而 一 組3個試件需要堿質(zhì)量為400×

1.25%=5.0g。兩者差值為1 .8g, 即為摻加到拌和水中堿質(zhì)量。將Na?O 轉(zhuǎn)換為 NaOH的因子計(jì)算：Na?O+H?O=2NaOH,其中Na?O分子量為61 .98,NaOH分子量為39 .997,則轉(zhuǎn)換因子是2×39.997/61.98=1.291。因此需要增加的純 NaOH 量為1 .8×1 .291=2.32g.

5.4、5.5  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?guī)r，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。

表T0368-1 為各試驗(yàn)方法中混凝土棱柱體法堿活性鑒定結(jié)果評定標(biāo)準(zhǔn)。

表 T0368-1  各試驗(yàn)方法中混凝土棱柱體法堿活性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)