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石子碱活性测试

因您的需求、实验方案、检测样品、测试过程不同,相应的参考标准请咨询在线工程师!

文章概述:石子碱活性测试是评估混凝土骨料在碱性环境中发生有害化学反应的关键检测项目,旨在预防碱-骨料反应导致的混凝土膨胀和开裂。核心检测对象为各种天然和人造石子材料,关键项目包括化学组成分析(二氧化硅含量、碱含量)、物理性能测试(密度、吸水率)、碱活性反应测试(膨胀率、反应程度)及微观结构观察(SEM、XRD),通过标准化方法确保混凝土工程的耐久性和安全性。

检测项目

化学组成分析:

  • 二氧化硅含量:SiO2质量百分比(参照ASTMC289)
  • 碱含量:Na2O和K2O当量(如:Na2Oeq≤0.6%)
  • 微量元素分析:铁、钙、镁含量(ICP-OES检测)
物理性能检测:
  • 密度:表观密度和堆积密度(GB/T14685)
  • 吸水率:24小时吸水率(如:≤2.0%)
  • 颗粒级配:筛分曲线符合连续级配要求
碱活性反应测试:
  • 膨胀率:14天或56天膨胀率(如:≤0.10%参照ASTMC1260)
  • 反应程度:化学法反应值(ASTMC289)
  • 反应产物鉴定:X射线衍射分析
微观结构分析:
  • 扫描电子显微镜(SEM):观察反应产物形态和分布
  • X射线衍射(XRD):鉴定矿物相和反应产物类型
  • 能谱分析(EDS):元素mapping和定量分析
耐久性测试:
  • 抗压强度变化:浸泡后强度损失率(如:≤15%)
  • 裂缝发展:宏观裂缝观测和评级
  • 质量变化:浸泡后质量增加或减少百分比
快速测试方法:
  • 加速膨胀测试:80°C碱溶液中的膨胀(ASTMC1260)
  • 砂浆棒法:砂浆棒膨胀测试(ASTMC227)
  • 混凝土棱柱法:长期膨胀监测(ASTMC1293)
长期性能监测:
  • 长期膨胀:1年或更长时间膨胀数据
  • 环境模拟:温湿度循环测试(如:38°C,95%RH)
  • 老化试验:紫外或冻融循环影响
环境模拟测试:
  • 温湿度控制:相对湿度≥95%,温度38°C
  • 碱溶液浸泡:1MNaOH或KOH溶液
  • pH值监测:溶液酸碱度变化(如:pH≥13)
化学成分检测:
  • 元素分析:ICP-OES检测微量元素(检测限0.1ppm)
  • pH值测量:溶液酸碱度(精度±0.01)
  • 碱度计算:总碱当量计算
力学性能变化:
  • 弹性模量:变化率监测(如:下降率≤10%)
  • 抗拉强度:间接tensiletest(参照ASTMC496)
  • 蠕变行为:长期载荷下变形监测
热学性能测试:
  • 热膨胀系数:温度变化下的膨胀率
  • 导热性:热传导系数测量
  • 差热分析(DTA):反应热效应检测
电化学测试:
  • 电阻率:溶液或混凝土电阻测量
  • 电位监测:腐蚀电位变化
  • 交流阻抗谱:界面反应分析
形态学分析:
  • 颗粒形状:棱角性和球度指数
  • 表面纹理:粗糙度测量
  • 孔隙结构:压汞法测孔隙率
统计学处理:
  • 数据方差分析:结果置信区间计算
  • 回归分析:膨胀率与时间关系建模
  • 不确定性评估:测量误差传播

检测范围

1.硅质骨料:包括石英岩、燧石、硅质砂岩等,重点检测碱-硅反应活性和SiO2含量,防止混凝土膨胀病害。

2.碳酸盐骨料:如石灰石、白云石、大理岩,侧重碱-碳酸盐反应和微观结构变化,评估膨胀风险。

3.花岗岩骨料:可能含长石、云母等反应性矿物,需全面化学分析、膨胀测试和SEM观察。

4.砂岩骨料:硅含量高,易发生碱-硅反应,重点进行快速法(ASTMC1260)和长期棱柱法测试。

5.砾石骨料:混合类型天然骨料,需区分成分并进行综合检测,包括筛分和化学分析。

6.人造骨料:如再生混凝土骨料、烧结骨料,检测碱活性、污染物影响及耐久性变化。

7.轻质骨料:如膨胀页岩、粘土骨料,关注密度、吸水率对碱反应的影响和强度性能。

8.高碱骨料:天然高碱含量骨料如某些玄武岩,重点控制碱含量和反应风险,进行加速测试。

9.低碱骨料:作为对照材料如某些石灰岩,验证测试方法的准确性和基准性能。

10.特殊骨料:如含蛋白石、火山玻璃或冶金渣骨料,需特别关注反应性、微观结构和环境适应性。

11.混合骨料:多种骨料复合使用,检测相互作用、碱分配和整体反应性。

12.细骨料:建筑用砂类材料,重点检测粒度分布、碱活性和用于砂浆的兼容性。

13.粗骨料:卵石、碎石等,侧重颗粒强度、吸水率和在混凝土中的长期行为。

14.工业副产品骨料:如粉煤灰骨料、矿渣,检测碱活性、leaching行为和环保合规性。

15.地域性骨料:特定地区开采的骨料,根据地质特性定制检测方案,确保工程适用性。

检测方法

国际标准:

  • ASTMC289-07化学法检测骨料碱硅反应活性
  • ASTMC227-10砂浆棒法检测骨料碱活性
  • ASTMC1293-20混凝土棱柱法检测碱活性
  • ASTMC1260-21快速砂浆棒法检测碱硅反应性
  • ASTMC586-20碳酸盐骨料碱活性测试
  • ISO1920-10:2020混凝土测试-第10部分:骨料碱活性
  • ISO9277:2022压汞法测孔隙率
  • EN932-3:2021骨料化学测试方法
国家标准:
  • GB/T14684-2022建筑用砂
  • GB/T14685-2022建筑用卵石、碎石
  • GB/T50733-2023混凝土结构耐久性设计规范
  • GB/T176-2020水泥化学分析方法
  • GB/T50082-2023普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法
  • GB/T17431.2-2023轻集料及其试验方法
  • GB/T30190-2023骨料碱活性检验方法
方法差异说明:ASTMC1260使用1MNaOH溶液在80°C进行14天加速测试,膨胀限值通常为0.10%,而GB/T30190可能采用不同碱浓度、温度条件(如40°C)和评价标准(如28天膨胀率≤0.20%)。ISO标准更注重样品制备和统计处理,与ASTM在细节如溶液pH和养护条件上存在差异。GB标准与ASTM在化学法反应值计算和砂浆棒尺寸上也可能有轻微不同。

检测设备

1.膨胀测量仪:型号EXP-2000(测量范围±0.5mm,精度±0.001mm,温度补偿功能)

2.扫描电子显微镜:型号SEM-5500(分辨率3nm,加速电压0.5-30kV,附带EDS探测器)

3.X射线衍射仪:型号XRD-6000(角度范围5-80°,CuKα辐射,自动样品更换)

4.电感耦合等离子体光谱仪:型号ICP-OESPro(检测限0.1ppb,波长范围165-800nm)

5.环境试验箱:型号CHT-100(温度范围-40°Cto150°C,湿度控制10-98%RH,programmablecycles)

6.精密天平:型号AB-300(量程300g,精度0.0001g,自动校准)

7.pH计:型号PH-700(范围0-14,精度±0.01,温度补偿)

8.万能试验机:型号UTM-100(载荷100kN,精度±0.5%,应变控制模式)

9.养护箱:型号CUR-50(温度控制20±2°C,湿度≥95%,数字显示)

10.搅拌机:型号MIX-20(容量20L,转速0-100rpm,不锈钢材质)

11.数据采集系统:型号DAS-1000(多通道输入,采样率1kHz,软件分析工具)

12.光学显微镜:型号MIC-400(放大倍数40-1000x,数码成像系统)

13.烘箱:型号OVN-200(温度范围室温-300°C,均匀性±2°C)

14.筛分设备:标准筛组(孔径4.75mmto75μm,符合ISO3310)

15.压汞仪:型号PMA-100(压力范围0-60000psi,孔径分析0.003-360μm)

16.热分析仪:型号TGA-DSC8000(温度范围室温-1000°C,同步热重和差热分析)

17.电阻率仪:型号RES-500(测量范围0.1-106Ω·m,四电极法)

18.超声波测试仪:型号UT-200(频率范围50kHz-1MHz,测量声速和衰减)

19.离心机:型号CENT-100(转速0-10000rpm,用于样品分离)

20.玻璃器皿套装:硼硅酸盐玻璃烧杯、量筒、滴定管(耐碱腐蚀)

北京中科光析科学技术研究所【简称:中析研究所】

报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期:7~15工作日,可加急。

资质:旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试:支持定制化试验方案。

售后:报告终身可查,工程师1v1服务。

石子碱活性测试
中析研究所

北京中科光析科学技术研究所(简称中析研究所),隶属于北京前沿科学技术研究院,为集体所有制单位,是以科研检测为主的科学技术研究机构。中析研究所坚持基础研究与应用研究并重、应用研究和技术转化相结合,发展为以“任务带学科”为主要特色的综合性研究所。经国家有关部门批准,成为第三方分析测试技术服务单位,旗下实验室机构获得CMA资质认证。开展了研发设计、分析检测、试验验证、共性加工、信息及知识产权等服务,为科技型企业创新提供公共服务。本所得到政府创新基金的支持,被评为国家高新技术企业。

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