BS 812-123-1999 (骨料-第123部分-堿骨料反應(yīng))解析

1、1骨料試驗方法Part123:堿骨料反應(yīng)活性試驗方法一混凝土棱柱法目錄骨料試驗方法1目錄21適用范圍32引用標準33術(shù)語和定義34原理325取樣46設(shè)備47材料58骨料樣品準備99配合比設(shè)計99.1骨料的原材料99.2其它條件109.3拌和物中堿含量的調(diào)整1010溫度和濕度條件1011棱柱試件的制備1111.1混凝土的配合比1111.2拌和1111.3成型1212儲藏與測量1213計算和結(jié)果表達14附錄A（告知性的）16附錄B（規(guī)范性的）17附錄C（提示性的）18參考文獻1931 適用范圍這個英國標準制定了一種用于測定由于堿骨料反應(yīng)而引起的混凝土膨脹的方法。這一測定方法定位于用于實驗室快速測定

2、具體骨料級配，而不是混凝土性能的測試手段。注：測試時所采用的骨料級配與實際應(yīng)用中的一樣，但是，所測試的骨料試件包括非活性骨料和一定比例地質(zhì)性能上與之相似的其它骨料。通過調(diào)節(jié)測試過程中可能遇到的劣值，該測定方法提供了一種令人滿意的評價手段。2 引用標準該歐洲標準包含了有日期或無日期的參考文獻以及其它出版物的一些條款。這些引用標準在文中適當(dāng)?shù)奈恢糜枰詷俗?，而引用的一些出版物則隨后予以列出。對于有日期的引用標準，該歐洲標準使用其修訂版或重印版；對于無日期的引用標準則使用其最新的版本。3 術(shù)語和定義BS812中這部分所涉及的術(shù)語和定義在BS812-100,BS812-101,BS812-102中給用可

3、以應(yīng)用。4 原理混凝土棱柱試件由待測混合骨料成型，在可以激發(fā)堿骨料反應(yīng)潛力的條件下養(yǎng)護52個星期。在這期間，每隔一段時間進行一次測定，以確定是否已經(jīng)開始發(fā)生膨脹。為了加速膨脹應(yīng)力的發(fā)展，保證在52個星期之內(nèi)可以監(jiān)測到堿骨料反應(yīng)的發(fā)生，可以通過以下方法加速：a）使混凝土配合比中具有較高的水泥和堿含量；b）試件在較高的濕度和溫度條件下進行養(yǎng)護以加快化學(xué)反應(yīng)速率。注：如果在測試中發(fā)現(xiàn)膨脹超過一定極限或者在常規(guī)的監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)典型的膨脹來源于骨料的話，那么單個測試試件所呈現(xiàn)出的最大膨脹可以認定是由于堿骨料反4應(yīng)而引發(fā)的。在堿骨料反應(yīng)診斷1中可以找到恰當(dāng)?shù)某绦颉? 取樣試驗中粗細骨料的取樣（實驗室樣品）應(yīng)該

4、遵照BS812-102:1989條款5中的規(guī)程。注：BS812-102所推薦的做法主要針對骨料堆中的取樣工作。在這種情況下，取樣主要來自采石廠中，取樣必須保證具有代表性。6 設(shè)備6.1概述試驗中所有的儀器應(yīng)該遵循BS812-100中的要求。6.2試件分隔器，具有適當(dāng)?shù)某叽缱阋蕴幚碜畲罅降墓橇希蛘?，一個平的鏟和一個干凈，平的，硬表面工具（比如金屬盤），用于四等分。注意：合適的分割器是如BS812-102：1989圖2所示的分割箱。6.3試件篩，試件篩遵循BS410,其尺寸和孔徑適合于所測骨料的標準尺寸。6.4天平，最小容量5kg,可以估讀只1g。6.5天平，最小容量100g，可以估讀只0.0

5、1g。6.64副鋼磨具，其型腔可以成型25050mm混凝土棱柱，任意兩個型腔之間的長度差不得大于5mm，橫截面尺寸75mm5mmx75mm5mm。試膜應(yīng)該易于成型不銹鋼參照螺釘于棱柱試件體兩底面的中心位置處。參照螺釘應(yīng)該在成型混凝土試件前置于試膜中。螺釘應(yīng)該具有平滑的圓錐體凹槽,其中6mm的小球可以置于其中，如圖1所示。或者，可以提供半徑3mm的半球形軸承，如圖2。注意： 試件中所用到的螺釘是由BS970-1:1991所規(guī)的的316S11,或者使用具有相識品質(zhì)的鋼材來制作參照螺釘。6.7比長儀，包括一個測量設(shè)備，最小刻度不大于0.02mm，最大誤差0.02mm。比長儀的布置以及標尺的位移范圍易

6、于試件的裝入而不會對試件、螺柱和測量設(shè)備產(chǎn)生損害和不必要的壓力。注意：考慮到棱柱體和參照螺柱的典型變化范圍，推薦測試儀的最小位移范圍為15mm。標尺應(yīng)按垂直方向牢固地安裝在測試框內(nèi)。注意：典型的測試框內(nèi)包括如圖3所示的機械標尺，也可以采用具有相似功能的數(shù)字或電子標尺。比長儀的每個螺柱的定位器應(yīng)該具有一個不銹鋼的半球可以裝入測試棱柱試件的參照螺柱中?；蛘?，如果參照螺柱可以提供半球型軸承供使用，那么比長儀應(yīng)該具有可以安置在螺柱上的凹型圓錐外圈。注意：比長儀的長期穩(wěn)定性和精確度應(yīng)該給予保證。特別是，對于機械標尺應(yīng)該檢查是否磨損，而電子標尺應(yīng)該檢查是否具有漂移。56.8參照長度標尺桿，兩個端頭加工以適

7、應(yīng)棱柱試件中參照螺柱的形狀。比如，為了配合使用凹型螺柱，標尺桿應(yīng)該具有平滑的圓錐形凹槽；對于具有半球型軸承的螺柱， 標尺桿具有半徑3mm的半球形端頭。 制作標尺桿的材料應(yīng)該在0C100C內(nèi)其線性熱膨脹系數(shù)小于2x104%/C。注意1：“殷鋼”這種含鎳36的鎳鐵合金材料性能優(yōu)異，令人滿意。注意2：由于接觸面的磨損，標尺桿的長度會慢慢減小。因此，應(yīng)該備用有第二根標尺桿，以校正測試結(jié)果或必要時采用。標尺桿的長度與四個棱柱試件的平均長度的偏差不超過5mm。6.9混凝土攪拌設(shè)備，按BS1881-131規(guī)定。6.10振動臺，按BS1881-108：1993，3.3規(guī)定。6.11養(yǎng)護箱，使養(yǎng)護期間包裹的試件

8、可以保持一定的相對濕度。注意：養(yǎng)護箱合理的設(shè)計如圖4所示。6.12棉織布，干重24030g/m2，至少10mm厚，但是厚度不能超過20mm,長度大于棱柱試件長度。6.13聚乙烯平鋪管，180mm寬，500gauge6.14聚乙烯袋，500gauge，尺寸大約500mmx250mm。6.15溫度控制室或箱，可以使整個養(yǎng)護過程中溫度維持在382C。6.16溫度記錄設(shè)備，可以對養(yǎng)護過程中的溫度進行記錄。6.17溫度控制室，可以室其中溫度維持在202C，相對濕度大于50%。6.18通風(fēng)烘箱，可以控制溫度在1105C，用于骨料的干燥。6.19九個最大/最小溫度計。6.20鋼尺，最小刻度毫米。7 材料7.

9、1硫酸鉀，分析純。7.2高堿波特蘭水泥，具有合格的堿含量。注意：為了測試參比樣，以下所述規(guī)格的水泥可以作為參比試件的水泥。根據(jù)BS12，波特蘭水泥的總堿含量表達為當(dāng)量氧化鈉的含量(Na2O+0.658K2O),其含量在0.8%和1.0%之間。警告：在利用波特蘭水泥成型棱柱體混凝土試件時應(yīng)該采取必要的安全措施，特別是，在攪拌混凝土中應(yīng)該保護好眼睛，并帶上手套。7.3去離子水7.4攪拌水，可飲用水。6Dimensionsinmillinietres5Smoothconicalrecess8Circulargroovesabout0.75mmx0.75mmdeeporsimilarhelicalth

10、readFigure1Exampleofstainlesssteelreferencestud圖1不銹鋼參照螺釘7120DLme-nsiondinmdlJinie-ljiM：RodsFigureSEx扎niprof-TELgliramiwiralor圖3比長儀實例Dlme-nsicinsinmSectionViewMeasuringInsertCsarancebetweenprisn1ndDasticneshnotessthan5andnotmorethan20SuDDorttohodprismclearofWaterCancrst?orisnNominalV*兀壯250)Prismtrapp

11、edin1加121cottonclothndfjrthsrdoubleV/rappsdnpoyethysnsDetailA,Botdngpaperhedganstsideofcontainmrbyplasticnssh-_MeasuringInsertiininimumdepth20)10mm16.5細骨料16.510水22.8注意1： 一般認為， 對骨料的比例進行較小的調(diào)整不會對測試結(jié)果造成明顯的影響。重新測試不會對因這種調(diào)整而造成的測試結(jié)果有校正作用。注意2：運用體積比是為了對于不同密實度的骨料其單方骨料水泥用量為一常數(shù)。考慮到骨料的含水率，以保證自由含水量為一常數(shù)。9.2 其它條件9.2

12、.1細骨料如果只提供了細骨料用于測試，以下面的兩種組合比例來測試骨料：a）配合以來源地形似的粗骨料；b）配合以沒有反應(yīng)活性的粗骨料。細骨料的級配應(yīng)該落在實際生產(chǎn)中合適的骨料級配范圍。9.2.2粗骨料如果只提供了粗骨料用于測試，以下面的兩種組合比例來測試骨料：a）配合以來源地形似的細骨料；b）配合以沒有反應(yīng)活性的細骨料。9.3 拌和物中堿含量的調(diào)整9.3.1根據(jù)條款11調(diào)整拌和物中堿含量，通過摻加硫酸鉀于拌和水中使得拌和物中具有當(dāng)量的氧化鈉含量。根據(jù)公式計算所需硫酸鉀的質(zhì)量。MC（S）35.56其中，M-硫酸鉀的質(zhì)量，單位g,精確到O.Olg。C-拌和物中水泥的質(zhì)量，單位goS-水泥中當(dāng)量氧化鈉

13、的百分含量。9.3.2記錄水泥中當(dāng)量氧化鈉的含量，以及每100g水泥中的硫酸鉀添加量。l0 溫度和濕度條件10.1運用表2尋找試驗中實驗室和養(yǎng)護箱中適宜的溫度和濕度條件。表2溫度和濕度條件時間溫度廠 C 濕度/%拌和2055024小時內(nèi)20290a脫模20550脫模后6天20296b11試驗完成前7天38296b長度測定20250a根據(jù)11.3所述獲得；b代表棱柱周圍的瞬時相對濕度，可以通過條款12而獲得；10.2保持記錄試件在養(yǎng)護期間養(yǎng)護室或箱內(nèi)的溫度。利用這個記錄來設(shè)定恒溫器和加熱器中的參比試件，因此，使溫度在38C中心變化。因此當(dāng)溫度低于38-TA時，加熱器合上電源,溫度高于38+TB時

14、，加熱器切斷電源。TA、TB小于2C,彼此之間的差別不大于0.5C。注意：保持溫度記錄的方法可以為：a）連接于圖表記錄器的溫度探針；b）連接于數(shù)據(jù)記錄器或個人計算機的溫度探針，用來記錄每天的最高溫度和最低溫度。c）最大值/最小值溫度計，用于記錄每三天的溫度。注意2：如果溫度的公差不超過42C,那么在48小時內(nèi)溫度的公差允許在2C。在 52 個星期之內(nèi)，溫度的浮動不允許出現(xiàn)四次。10.3養(yǎng)護室或養(yǎng)護箱內(nèi)的溫度至少每一年校正一次。校正過程中，養(yǎng)護室或者養(yǎng)護箱內(nèi)的50以上空間必須放滿試件。注意：合適的步驟在附表A中，如果其它的步驟可以提供足夠正確的數(shù)據(jù)的話也可以采用。11 棱柱試件的制備11.1 混

15、凝土的配合比根據(jù)條款9準備所需的干燥骨料。利用骨料的相對密度和吸水量計算一批混凝土的容重。 如果水泥的相對密度未知， 根據(jù)BSEN196-6來確定水泥的相對密度。 注意：為了準備四個250X70X70mm的棱柱試件（見11.3），需要71混合物。附錄B給出了計算71混合物的公式。11.2 拌和11.2.1在一半的拌和水中加入所需的硫酸鉀，并且使之全部溶解。11.2.2將骨料放置在攪拌鍋內(nèi)，添加另外一般不含硫酸鉀的水，將料混合2分鐘。使料靜置8分鐘，蓋上鍋蓋以減少揮發(fā)。接著，重新啟動攪拌并且在30秒鐘內(nèi)慢慢地添加水泥進入一起攪拌。在接下來的30秒內(nèi)，添加另一半含硫酸鉀的水，繼續(xù)攪拌3分鐘。121

16、1.3 成型每個配合比成型四組試件。將混凝土分兩層填如試膜中，根據(jù)BS1881-108,運用振動臺使混凝土密實?；炷撩軐嵰院螅?用刮刀將試件表面抹平， 接著立即用平整的不滲透的氈布覆蓋試件表面。接著將試膜裝入聚乙烯袋中（袋中含有101ml的水），將袋口密封。將用袋密封的試件養(yǎng)護240.5個小時，養(yǎng)護時最好確保沒有振動，并且要避免濕度損失，或者：a）在相對濕度在90%以上的潮濕養(yǎng)護室或養(yǎng)護箱內(nèi)進行養(yǎng)護；b）用聚乙烯或其它不透水的薄膜完全包覆，而后將之放置在潮濕的墊子或其它合適的材料底部。注意1：在最初的24小時內(nèi)試件的最好養(yǎng)護方法如a）所描述的方法。注意2：為了減小早期收縮開裂的危險，在混凝土

17、最初的硬化階段減小水分的損失是非常重要的。不論采用上述的哪種方法，在養(yǎng)護期間控制溫度在202C。12 儲藏與測量12.1從試件成型的第一天，將比長儀和參照螺柱放在室內(nèi)，溫度在202C。在接下來的所有測試中， 為了使儀器能夠適應(yīng)測試室內(nèi)的大氣溫度， 在測試開始之前將比長儀和參照螺柱預(yù)先放入測試室中。所有的試件的測試溫度在202C。12.2養(yǎng)護240.5小時后脫模，并且標記每個試件。立即檢查每個試件，記錄任何發(fā)生塑性收縮開裂或其它缺陷的信息。 用鋼尺精確測定每個棱柱試件的長度， 精確至1mm，做好記錄為1、lb、1、ld，作為四個試件的初始長度。abcd12.3試件初長測試完后立即用比長儀測定每個

18、試件，具體放入如下述：清洗參照桿的端頭，使之與比長器的表面相接觸。標記桿的一端。將桿標記端的最上方放入比長器中，慢慢旋轉(zhuǎn)螺柱，并記錄標尺的最小讀數(shù)，精確至0.002mm，將這個作為初始參照值r0。注意：如果利用具有調(diào)零功能的數(shù)字電子設(shè)備，就沒有必要記錄任何參照讀數(shù)r0。清洗試樣的參照螺柱，并依次將試件放入比長器中。緩慢地旋轉(zhuǎn)試件，記錄標尺的最小讀數(shù)，精確至0.002mm。將這個讀數(shù)作為試件的初長a。同樣的，讀取另外三根試件的標尺讀數(shù)、c0和d。計算數(shù)值a0和r0之間的差值，將兩者之間的差值作為第一跟試件的初始測試值A(chǔ)。同樣，計算出另外三根試件的初始測試值B0、C0和D0。12.4對于每一根試件

19、，剪取長度為640mm，寬度比試件長10mm的棉布一塊。3用去離子水將棉布保水浸濕（每塊棉布大約需要80ml的去離子水），最后分兩層將試件最大的四個表面包裹。將已包裹的試件放入與試件長度相當(dāng)?shù)木垡蚁┕苤?。注意：試件的兩個底面無需包裹。將已包裹的試件放入聚乙烯袋中。在每個試件的上底面噴砂5ml的去離子水后將袋口密封。將每個袋封后的試件裝入容器中，并且保證容器中含有深度20mm以上的水。 將試件一直保存在容器中直到下一步試驗開始，在成型后的七天之后。12.5將7天測試時間到了以后，將試件從聚乙烯密封袋中取出，但是保持包裹棉布和橡膠帶原封不動。清洗參照螺柱，按照12.3所述讀取四個試件的的參照標尺讀

20、數(shù)。記錄參照標尺讀數(shù)片，和四根試件7天后的讀數(shù)ab、c1和d。根據(jù)r1和a耳、C、d,計算四根試件的測試值A(chǔ)BC和DO2.6測定結(jié)束后立即將試件重新放入聚乙烯袋中，在每個試件的上底面噴砂5ml的去離子水后將袋口密封。檢查存貯容器中至少含有20mm的水，將已袋封試件放入其中，蓋上蓋子密封。將存貯容器放在養(yǎng)護室或養(yǎng)護箱內(nèi)，保持溫度在382C，直到需要進行進一步額試驗。2.7在要進行下一步試驗的前24小時，將試件從養(yǎng)護室或養(yǎng)護箱內(nèi)移出，并且使之冷卻到202C。當(dāng)試件被重新放入養(yǎng)護室或養(yǎng)護箱內(nèi)時， 應(yīng)該對每個試件的放置位置進行調(diào)整， 在養(yǎng)護的52個星期中，使每個試件在養(yǎng)護室的上部、下部；前部、后部之間

21、輪流放置。2.8分別在成型后的2周、4周、3周、26周、39周和52周，將試件移出存貯容器，依據(jù)2.3在比長儀中讀取參照桿的讀數(shù)和四根試件的讀數(shù)。依據(jù)2.6將試件重新裝袋。記錄讀數(shù)r2、a2和r4、a4，并計算A2，B2和A4,B4。注意： 如果在52周后仍要繼續(xù)測試， 那么連續(xù)兩次測試的時間間隔不應(yīng)超過3周，除非允許出現(xiàn)如下述注意2中所述的公差。注意2：成型的那天不應(yīng)該計算在內(nèi)，因此測試可以精確地安排在7天之后以及接下來的每個兩周。注意3：在試驗中，保持試件一直處于高濕度條件下對于試驗獲得良好的重現(xiàn)性至關(guān)重要。因此，每個試件都應(yīng)該準時測定，將包裹試件取出密封袋后盡量在最短的時間內(nèi)進行測試，可

22、以避免暴露端過分干燥。注意4：如果第39周和第52周內(nèi)試件的平均膨脹比初值大0.00，那么試件應(yīng)該在相同的條件下繼續(xù)養(yǎng)護，并且在3周后在進行比長儀的讀數(shù)。以后每隔3周進行類似的測定，直到平均膨脹小于0.00為止。2.9如果其中任一試件在利用比長儀測試時，其讀數(shù)相對于最初24小時內(nèi)的初值有收縮的話，那么這個試件應(yīng)該舍棄，其讀數(shù)應(yīng)該忽略不要。如果其中具有兩根試件出現(xiàn)這種情況的話，那么四根試件都應(yīng)該舍棄，試驗重新開展。1413 計算和結(jié)果表達通過A0,B0，和A,B（n=l,2,4,13等）之間的差值計算得出每根試件在00nn不同時間的伸長量,并根據(jù)差值與試件的初長的百分比得出伸長率,精確到0.01

23、%。比如第一根試件4周的伸長率表達為：h=A4-A0X100a4la其中：A4試件在第四周的比長儀測試結(jié)果；A0試件初始比長儀測試結(jié)果；L試件的初長。a計算結(jié)果精確至0.01%。同樣可以計算四根試件不同階段平均長度變化,比如,第四周平均長度變化百分比可以通過下式來表達：h+h+h+hma4b4c4d444（3）其中ha4、hb4、hc4、hd4分別是四根試件在第四周的伸長率。將這一計算結(jié)果精確到0.005%。注意：附錄C給出了利用該法的可重復(fù)性和重現(xiàn)性的評估和由于取樣而帶來的波動性。14 試驗報告測試報告應(yīng)明確指出該測試方法是遵循這個英國標準的,并且指出是否具有骨料的取樣證明。 如果有取樣證明

24、應(yīng)該附一該證明的復(fù)印件。 測試報告應(yīng)該包含以下信息：a）試件的成型時間；b）骨料和水泥的來源低，以及取樣證明和取樣時間（如果有的話）；c）骨料混合物的質(zhì)量分布比例；d）被舍棄的過大尺寸和過小尺寸的骨料的具體數(shù)量；e）骨料的氯離子含量；f）水泥中當(dāng)量的堿含量和每100g水泥中所添加的硫酸鉀的含量；g）在每一測試階段，每一根時間的伸長率；h）組四根試件的平均伸長率；i）試件表面出現(xiàn)的任何明顯的變化，比如開裂或表面層積物，以及這些現(xiàn)象第一次被法向的具體時間；15如果試驗中只有單一的細骨料或單一的粗骨料進行測試時，請給出以下信息：1）在每一測試階段，所有八根試件的伸長率；2）具有相同或形似地質(zhì)性質(zhì)來源

25、的四根試件的平均伸長率，精確至0.005%。3）具有非活性骨料的四根試件的平均伸長率，精確至0.005%。16附錄 A（告知性的）用于檢查試件養(yǎng)護期間養(yǎng)護室或養(yǎng)護相內(nèi)溫度一致性的程序。這一程序需要9個標準化的最大值/最小值溫度計。 其中的溫度計A應(yīng)該安放在10.2中所述設(shè)備傳感器的附近用于記錄溫度。 其中4只溫度計安放于空間上部三分之一處， 最后的四只溫度計則安放于空間下部的三分之一處。 每一只溫度計距離養(yǎng)護箱或養(yǎng)護室壁的距離至少在75mm以上。重新設(shè)置最大值/最小值指示器，隨后將9只溫度計安放在相應(yīng)位置24小時。養(yǎng)護室或者養(yǎng)護箱內(nèi)因該具有一令人滿意的溫度曲線圖，在這段時間以后:a）沒有比溫度

26、計A的最小讀數(shù)還小2度的溫度計；b）沒有比溫度計A的最大讀數(shù)還大2度的溫度計。17附錄 B（規(guī)范性的）每批容量計算表表B.1給出了根據(jù)體積分數(shù)計算混凝土混合物的每批容量，以71混合物作為計算的例子。表B.1根據(jù)體積分數(shù)計算71混凝土混合物的每批質(zhì)量材料體積分數(shù)/%體積/L相對密度71混合物每批質(zhì)量/G吸水率/%71混凝土吸水量/g水泥22.21.554DCM=DXCC1.554骨料10mm-20mm22.01.540D20M20=DX1.540A20W20=M20XA20/100骨料5mm-10mm16.51.155D10M10=DX10101.155A10W10=M10XA10/100細骨料

27、16.51.155DSM=DXSS1.155ASWS=MSXAS/100自由水22.81.5961596總吸附水W20+W10+WS總添加水1596+MC+M20+M10+DC根據(jù)BSEN1966:1992所規(guī)定的水泥密度g/m3；D20根據(jù)BSEN812-2:1995所規(guī)定的粒徑10mm20mm骨料的烘干相對密度；D0根據(jù)BSEN812-2:1995所規(guī)定的粒徑5mm10mm骨料的烘干相對密度；DS根據(jù)BSEN812-2:1995所規(guī)定的細骨料的烘干相對密度；MC水泥的整批質(zhì)量g；M20粒徑10mm20mm骨料的整批質(zhì)里g；M10粒徑5mm10mm骨料的整批質(zhì)里g；MS細骨料的整批質(zhì)里g；A20粒徑10mm20mm骨料的吸水百分數(shù)；A10粒徑5mm10mm骨料的吸水百分數(shù)；AS細骨料的吸水百分數(shù)；W20粒徑10mm20mm骨料的吸附水的質(zhì)里；W10粒徑