混凝土骨料堿活性礦物檢測

堿-骨料反應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)生化學反應，生成的膨脹物質(zhì)使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生自膨脹應力，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混凝土耐久性的重要指標之一。

目前常見的堿-骨料反應有堿-硅酸反應和堿-碳酸鹽反應，其中堿-硅酸反應最普遍。混凝土工程發(fā)生堿-骨料反應須同時滿足以下三個條件：
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。

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

標準依據(jù)
對于混凝土骨料堿活性礦物檢測，較為常用的一種方法是巖相法。巖相法是基于巖石學、礦物學、晶體光學，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，從而評價骨料的堿活性。

在具體的檢測中，可依據(jù)的方法標準有：
1．TB/T 3275-2018《鐵路混凝土》；
2．GB/T 14684-2011《建設用砂》；
3．GB/T 14685-2011《建設用卵石、碎石》；
4．JTG E42-2005《公路工程集料試驗規(guī)程》；
5．JGJ 52-2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標準》；
6．其他相關標準規(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：主要為細小菱形白云石晶體（粒徑小于或等于50μm），有時晶體周圍還存在不溶的黏土基質(zhì)。

1、嚴重波狀消光石英
嚴重波狀消光石英為結(jié)晶完整的二氧化硅，在地質(zhì)運動過程中受構(gòu)造應力影響，發(fā)生變形，造成的晶格扭曲、錯位等，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重波狀消光石英。

 

片麻巖中的嚴重波狀消光石英（40×，+）

2、微晶石英
微晶石英粒徑細小，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)運動中受壓、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、細小菱形白云石
細小菱形白云石產(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中的細小菱形白云石（40×，-）
 

 

灰?guī)r中的細小菱形白云石（40×，+）

 結(jié)語 
在混凝土骨料堿活性檢測中，采取巖相法進行初判后，還需注意在此基礎上進一步進行堿活性復判，并采取積極有效的措施抑制堿活性反應，保證工程項目的安全可靠。