BS812-123-1999(骨料-第123部分-碱骨料反应)解读

1、骨料试验方法Parti 23:碱骨料反应活性试验方法一混凝土棱柱法目录骨料试验方法1目录21适用范围32引用标准33术语和定义34原理35取样46设备47材料58骨料样品准备99配合比设计99.1 骨料的原材料99.2 其它条件109.3 拌和物中碱含量的调整1010温度和湿度条件1011棱柱试件的制备1111.1 混凝土的配合比1111.2 拌和1111.3 成型1212储藏与测量1213计算和结果表达14附录A （告知性的）16附录B （规范性的）17附录C （提示性的）18参考文献191适用范围这个英国标准制定了一种用于测定由于碱骨料反应而引起的混凝土膨胀的 方法。这一测定方法定位于用于

2、实验室快速测定具体骨料级配，而不是混凝土性 能的测试手段。注：测试时所采用的骨料级配与实际应用中的一样，但是，所测试的骨料试件包 括非活性骨料和一定比例地质性能上与之相似的其它骨料。通过调节测试过程中 可能遇到的劣值，该测定方法提供了一种令人满意的评价手段。2引用标准该欧洲标准包含了有日期或无日期的参考文献以及其它出版物的一些条款。 这些引用标准在文中适当的位置予以标注，而引用的一些出版物则随后予以列 出。对于有日期的引用标准，该欧洲标准使用其修订版或重印版；对于无日期的 引用标准则使用其最新的版本。3术语和定义BS812中这部分所涉及的术语和定义在BS812-100,BS812-101,BS

3、812-102中 给用可以应用。4原理混凝土棱柱试件由待测混合骨料成型，在可以激发碱骨料反应潜力的条件下 养护52个星期。在这期间，每隔一段时间进行一次测定，以确定是否已经开始 发生膨胀。为了加速膨胀应力的发展，保证在52个星期之内可以监测到碱骨料反应的 发生，可以通过以下方法加速：a）使混凝土配合比中具有较高的水泥和碱含量；b）试件在较高的湿度和温度条件下进行养护以加快化学反应速率。注：如果在测试中发现膨胀超过一定极限或者在常规的监测中发现典型的膨胀来 源于骨料的话，那么单个测试试件所呈现出的最大膨胀可以认定是由于碱骨料反应而引发的。在碱骨料反应诊断1中可以找到恰当的程序。5取样试验中粗细骨

4、料的取样（实验室样品）应该遵照BS812-102:1989条款5中 的规程。注：BS812-102所推荐的做法主要针对骨料堆中的取样工作。在这种情况下，取 样主要来自采石厂中，取样必须保证具有代表性。6设备6.1 概述试验中所有的仪器应该遵循BS812-100中的要求。6.2 试件分隔器，具有适当的尺寸足以处理最大粒径的骨料，或者，一个平的铲 和一个干净，平的，硬表面工具（比如金属盘），用于四等分。注意：合适的分割器是如BS812102： 1989图2所示的分割箱。6.3 试件筛，试件筛遵循BS410,其尺寸和孔径适合于所测骨料的标准尺寸。6.4 天平，最小容量5kg,可以估读只1g。6.5

5、天平，最小容量100g,可以估读只0.01g06.6 4副钢磨具，其型腔可以成型250±50mm混凝土棱柱，任意两个型腔之间的 长度差不得大于5mm,横截面尺寸75nini+5mmx75mni±5mmo试膜应该易于成 型不锈钢参照螺钉于棱柱试件体两底面的中心位置处。参照螺钉应该在成型混凝土试件前置于试膜中。螺钉应该具有平滑的圆锥体凹 槽，其中6mm的小球可以置于其中，如图1所示。或者，可以提供半径3mm的 半球形轴承，如图2。注意：试件中所用到的螺钉是由BS970-E991所规的的316S11,或者使用具有 相识品质的钢材来制作参照螺钉。6.7 比长仪，包括一个测量设备，最

6、小刻度不大于0.02mm,最大误差±0.02mm。 比长仪的布置以及标尺的位移范围易于试件的装入而不会对试件、螺柱和测量设 备产生损害和不必要的压力。注意：考虑到棱柱体和参照螺柱的典型变化范围，推荐测试仪的最小位移范围为 15mm。标尺应按垂直方向牢固地安装在测试框内。注意：典型的测试框内包括如图3所示的机械标尺，也可以采用具有相似功能的 数字或电子标尺。比长仪的每个螺柱的定位器应该具有一个不锈钢的半球可以装入测试棱柱试件 的参照螺柱中。或者，如果参照螺柱可以提供半球型轴承供使用，那么比长仪应 该具有可以安置在螺柱上的网型圆锥外圈。注意：比长仪的长期稳定性和精确度应该给予保证。特别是

7、，对于机械标尺应该 检查是否磨损，而电子标尺应该检查是否具有漂移。6.8 参照长度标尺杆，两个端头加工以适应棱柱试件中参照螺柱的形状。比如， 为了配合使用网型螺柱，标尺杆应该具有平滑的圆锥形凹槽：对于具有半球型轴 承的螺柱，标尺杆具有半径3mm的半球形端头。制作标尺杆的材料应该在0C 100C内其线性热膨胀系数小于2x104%/。注意1： “殷钢”这种含馍36%的银一铁合金材料性能优异，令人满意。注意2：由于接触面的磨损，标尺杆的长度会慢慢减小。因此，应该备用有第二 根标尺杆，以校正测试结果或必要时采用。标尺杆的长度与四个棱柱试件的平均长度的偏差不超过5mm。6.9 混凝土搅拌设备，按BS18

8、81-1伴规定。610 振动台,按 BS1881-108： 1993, 3.3 规定。6.11 养护箱，使养护期间包裹的试件可以保持一定的相对湿度。注意：养护箱合理的设计如图4所示。6.12 棉织布，干重240±30g/m2,至少10mm厚，但是厚度不能超过20mm,长 度大于棱柱试件长度。6.13 聚乙烯平铺管，180mm宽，500gauge6.14 聚乙烯袋，500gauge,尺寸大约 500mmx250mm。6.15 温度控制室或箱，可以使整个养护过程中温度维持在38±2o6.16 温度记录设备，可以对养护过程中的温度进行记录。6.17 温度控制室，可以室其中温度维持

9、在20±2°C,相对湿度大于50%。6.18 通风烘箱，可以控制温度在110±5,用于骨料的干燥。6.19 九个最大/最小温度计。6.20 钢尺，最小刻度毫米。7材料7.1 硫酸钾，分析纯。7.2 高碱波特兰水泥，具有合格的碱含量。注意：为了测试参比样，以下所述规格的水泥可以作为参比试件的水泥。根据 BS12,波特兰水泥的总碱含量表达为当量氧化钠的含量(Na2O + 0.658K20), 其含量在0.8%和1.0%之间。警告：在利用波特兰水泥成型棱柱体混凝土试件时应该采取必要的安全措施，特 别是，在搅拌混凝土中应该保护好眼睛，并带上手套。7.3 去离子水7.4 搅

10、拌水，可饮用水。Dimpcwicns in niillimptres8 Circular grooves about 0.75 mm x 0.75 mm deep or similar helical tlireadFigure 1 Example of stainless steel rcicrcncc stud图1不锈钢参照螺钉Diinneioiis in tniUuneiics22Figure 2 Example of reference stud providing hemispherical bearing图2参照螺钉提供的半球型轴承图3比长仪实例8骨料样品准备8.1 如果骨料中氯离

11、子含量（根据BS812-117）超过0.01%,以去离子水清洗骨料 两次。第一次用一定量的去离子搅拌骨料几分钟后倒出水，第二次再用去离子水 浸泡24小时后倒出水并干燥骨料。在浸泡骨料过程中至少对其搅拌两次。8.2 用烘箱将骨料在在（110±5） C条件下烘干24±2小时。8.3 用孔径分别是20cm、10cm、5cm的筛子将烘干的粗骨料筛分成4份。称量 每份骨料的质量，并且计算超过尺寸和低于尺寸的骨料予以剔除。注意：如果待测骨料试件中超过尺寸和低于尺寸要求的骨料BS882所规定的极 值的话，在进行试验前，最好和骨料供应商或者客户确认骨料的合适性与否。根据BS812-102中

12、条款6的规定减少四部分骨料的量，使得大于10mm的骨料 大约在5kg,小于10mm的骨料质料大约在3.5kg,加上2kg较大尺寸和1kg较 小尺寸的骨料以使得达到一定的密实度。8.4 川孔径5mm的筛子将烘干的细骨料筛分成两部分，称量每部分的质量，计算 超过尺寸的细骨料的百分比。注意：如果待测细骨料试件中超过尺寸要求的骨料超过BS882所规定的极值的 话，在进行试验前，最好和骨料供应商或者客户确认骨料的合适性与否。根据BS812-102： 1989中条款6的规定减少两部分骨料的量，使得所学细骨料的 量大约在3.5kg,另外加500g以使得达到一定的密实度。8.5 根据BS812-2的规定确定骨

13、料的相对密实度。根据BS812-2确定骨料的吸水 量，但是对于10mm20mm以及5mm 10mm之间的骨料利用将骨料浸泡在水 中lOmin的方法。9配合比设计9.1 骨料的原材料如果对于某一建筑物的配合比设计需要一个具体的骨料组合的，按结构的配合比 安排骨料的比例。如果骨料的比例没有确定，那么按照表1给出的比例。另外，配合比应该使用表1给出的水泥和水的比例。表1混合物体积白分数材料体积分数水泥22.2粗骨料VI 0mm22.0>10mm16.5细骨料16.5水22.8注意1: 一般认为，对骨料的比例进行较小的调整不会对测试结果造成明显的影 响。重新测试不会对因这种调整而造成的测试结果有

14、校正作用。注意2：运用体积比是为了对于不同密实度的骨料其单方骨料水泥用量为一常 数。考虑到骨料的含水率，以保证自由含水量为一常数。9.2 其它条件9.2.1 细骨料如果只提供了细骨料用于测试，以下面的两种组合比例来测试骨料：a）配合以来源地形似的粗骨料；b）配合以没有反应活性的粗骨料。细骨料的级配应该落在实际生产中合适的骨料级配范围。9.2.2 粗骨料如果只提供了粗骨料用于测试，以下面的两种组合比例来测试骨料：a）配合以来源地形似的细骨料；b）配合以没有反应活性的细骨料。9.3 拌和物中碱含量的调整9.3.1 根据条款11调整拌和物中碱含量，通过掺加硫酸钾于拌和水中使得拌和物 中具有当量的氧化

15、钠含量。根据公式计算所需硫酸钾的质量。其中，M-硫酸钾的质量,单位g,精确到0.01g。C-拌和物中水泥的质量，单位g。S-水泥中当量氧化钠的百分含量。9.3.2 记录水泥中当量氧化钠的含量，以及每100g水泥中的硫酸钾添加量。10温度和湿度条件10.1运用表2寻找试验中实验室和养护箱中适宜的温度和湿度条件。表2温度和湿度条件温度/湿度/%拌和24小时内20±520±2>50>90a脱模20±5>50脱模后6天20±2>96b试验完成前7天38±2>96b长度测定20±2>50a根据11.3所述获得

16、；b代表棱柱周围的瞬时相对湿度，可以通过条款12而获得；10.2 保持记录试件在养护期间养护室或箱内的温度°利用这个记录来设定恒温器和加热器中 的参比试件，因此，使温度在38c中心变化。因此当温度低于38TA时，加热器合上电源, 温度高于38+TB时，加热器切断电源。TA、TB小于2C,彼此之间的差别不大于0.5C。 注意：保持温度记录的方法可以为：a）连接于图表记录器的温度探针；b）连接于数据记录器或个人计算机的温度探针，用来记录每天的最高温度和最 低温度。c）最大值/最小值温度计，用于记录每三天的温度。注意2：如果温度的公差不超过42C,那么在48小时内温度的公差允许在±

17、;2。 在52个星期之内，温度的浮动不允许出现四次。10.3 养护室或养护箱内的温度至少每一年校正一次。校正过程中，养护室或者养 护箱内的50%以上空间必须放满试件。注意：合适的步骤在附表A中，如果其它的步骤可以提供足够正确的数据的话 也可以采用。11棱柱试件的制备11.1 混凝土的配合比根据条款9准备所需的干燥骨料。利用骨料的相对密度和吸水量计算一批混凝土 的容重。如果水泥的相对密度未知，根据BSEN196-6来确定水泥的相对密度。 注意：为了准备四个250X70X70mm的棱柱试件（见11.3）,需要71混合物。 附录B给出了计算71混合物的公式。11.2 拌和11.2.1 在一半的拌和水

18、中加入所需的硫酸钾，并且使之全部溶解。11.2.2 将骨料放置在搅拌锅内，添加另外一般不含硫酸钾的水，将料混合2分钟。 使料静置8分钟，盖上锅盖以减少挥发。接着，重新启动搅拌并且在30秒钟内 慢慢地添加水泥进入一起搅拌。在接下来的30秒内，添加另一半含硫酸钾的水, 继续搅拌3分钟。11.3 成型 每个配合比成型四组试件。将混凝土分两层填如试膜中，根据BS1881-108,运 用振动台使混凝土密实。混凝土密实以后，用刮刀将试件表面抹平，接着立即用平整的不渗透的毡布覆盖 试件表面。接着将试膜装入聚乙烯袋中（袋中含有的水），将袋口密封。 将用袋密封的试件养护24±0.5个小时，养护时最好确

19、保没有振动，并且要避免 湿度损失，或者：a）在相对湿度在90%以上的潮湿养护室或养护箱内进行养护；b）用聚乙烯或其它不透水的薄膜完全包覆，而后将之放置在潮湿的垫子或其它 合适的材料底部。注意1：在最初的24小时内试件的最好养护方法如a）所描述的方法。注意2：为了减小早期收缩开裂的危险，在混凝土最初的硬化阶段减小水分的损 失是非常重要的。不论采用上述的哪种方法，在养护期间控制温度在20±2o12储藏与测量12.1 从试件成型的第一天，将比长仪和参照螺柱放在室内，温度在20±2。在 接下来的所有测试中，为了使仪器能够适应测试室内的大气温度，在测试开始之 前将比长仪和参照螺柱预先

20、放入测试室中。所有的试件的测试温度在20±2o 12.2养护24±0.5小时后脱模，并且标记每个试件。立即检查每个试件，记录任 何发生塑性收缩开裂或其它缺陷的信息。用钢尺精确测定每个棱柱试件的长度， 精确至1mm,做好记录为la、1b、1八Id,作为四个试件的初始长度。12.3 试件初长测试完后立即用比长仪测定每个试件，具体放入如下述：清洗参照杆的端头，使之与比长器的表面相接触。标记杆的一端。将杆标记端的 最上方放入比长器中，慢慢旋转螺柱，并记录标尺的最小读数，精确至0.002mm, 将这个作为初始参照值ro。注意：如果利用具有调零功能的数字电子设备，就没有必要记录任何参照

21、读数roo 清洗试样的参照螺柱，并依次将试件放入比长器中。缓慢地旋转试件，记录标尺 的最小读数，精确至0.002mm。将这个读数作为试件的初长ao。同样的，读取另 外三根试件的标尺读数bo、co和do。计算数值ao和ro之间的差值，将两者之间 的差值作为第一跟试件的初始测试值Aoo同样，计算出另外三根试件的初始测 试值B。、Co和Do。12.4 对于每一根试件，剪取长度为640mm,宽度比试件长10mm的棉布一块。 用去离子水将棉布保水浸湿（每块棉布大约需要80ml的去离子水），最后分两层 将试件最大的四个表面包裹。将已包裹的试件放入与试件长度相当的聚乙烯管 中。注意：试件的两个底面无需包裹。

22、将已包裹的试件放入聚乙烯袋中。在每个试件的上底面喷砂5ml的去离子水后将 袋口密封。将每个袋封后的试件装入容器中，并且保证容器中含有深度20mm以 上的水。将试件一直保存在容器中直到下一步试验开始，在成型后的七天之后。 12.5将7天测试时间到了以后，将试件从聚乙烯密封袋中取出，但是保持包裹棉 布和橡胶带原封不动。清洗参照螺柱，按照12.3所述读取四个试件的的参照标 尺读数。记录参照标尺读数门，和四根试件7天后的读数为、环、ci和5。根据 口和a1、bi、ci、dH计算四根试件的测试值Ai、Bi、G和Di。12.6 测定结束后立即将试件重新放入聚乙烯袋中，在每个试件的上底面喷砂5ml 的去离子

23、水后将袋口密封。检查存贮容器中至少含有20mm的水，将已袋封试件 放入其中，盖上盖子密封。将存贮容器放在养护室或养护箱内，保持温度在38 ±2,直到需要进行进一步额试验。12.7 在要进行下一步试验的前24小时，将试件从养护室或养护箱内移出，并且 使之冷却到20±2。当试件被重新放入养护室或养护箱内时，应该对每个试件的放置位置进行调整， 在养护的52个星期中，使每个试件在养护室的上部、下部；前部、后部之间轮 流放置。12.8 分别在成型后的2周、4周、13周、26周、39周和52周，将试件移出存贮 容器，依据12.3在比长仪中读取参照杆的读数和四根试件的读数。依据12.6将

24、 试件重新装袋。记录读数2、和口、04，并计算Az，B?和4刀4。注意1：如果在52周后仍要继续测试，那么连续两次测试的时间间隔不应超过 13周，除非允许出现如下述注意2中所述的公差。注意2：成型的那天不应该计算在内，因此测试可以精确地安排在7天之后以及 接下来的每个两周。注意3：在试验中，保持试件一直处于高湿度条件下对于试验获得良好的重现性 至关重要。因此，每个试件都应该准时测定，将包裹试件取出密封袋后尽量在最 短的时间内进行测试，可以避免暴露端过分干燥。注意4：如果第39周和第52周内试件的平均膨胀比初值大0.010%,那么试件 应该在相同的条件下继续养护，并且在13周后在进行比长仪的读数

25、。以后每隔 13周进行类似的测定，直到平均膨胀小于0.010%为止。12.9 如果其中任一试件在利用比长仪测试时，其读数相对于最初24小时内的初 值有收缩的话，那么这个试件应该舍弃，其读数应该忽略不要。如果其中具有两根试件出现这种情况的话，那么四根试件都应该舍弃，试验重新开展。13计算和结果表达通过Ao, Bo,和An，Bn （n=l, 2, 4, 13等）之间的差值计算得出每根试件在 不同时间的伸长量，并根据差值与试件的初长的百分比得出伸长率，精确到 0.01%o比如第一根试件4周的伸长率表达为：%=与£1。其中：A4 一试件在第四周的比长仪测试结果；Ao一试件初始比长仪测试结果；

26、L一试件的初长。计算结果精确至0.01%。同样可以计算四根试件不同阶段平均长度变化，比如，第四周平均长度变化百分 比可以通过下式来表达：4（3）其中1g、尿4、%小hd4分别是四根试件在第四周的伸长率。将这一计算结果 精确至U 0.005%o注意：附录C给出了利用该法的可重复性和重现性的评估和由于取样而带来的 波动性。14试验报告测试报告应明确指出该测试方法是遵循这个英国标准的，并且指出是否具有骨料 的取样证明。如果有取样证明应该附一该证明的复印件。测试报告应该包含以下 信息：a）试件的成型时间；b）骨料和水泥的来源低，以及取样证明和取样时间（如果有的话）；c）骨料混合物的质量分布比例；d）被

27、舍弃的过大尺寸和过小尺寸的骨料的具体数量；e）骨料的氯离子含量；f）水泥中当量的碱含量和每100g水泥中所添加的硫酸钾的含量；g）在每一测试阶段，每一根时间的伸长率；h） 一组四根试件的平均伸长率；i）试件表面出现的任何明显的变化，比如开裂或表面层积物，以及这些现象第 一次被法向的具体时间；如果试验中只有单一的细骨料或单一的粗骨料进行测试时，请给出以下信息：1）在每一测试阶段，所有八根试件的伸长率；2）具有相同或形似地质性质来源的四根试件的平均伸长率，精确至0.005%。3）具有非活性骨料的四根试件的平均伸长率，精确至0.005%。附录A （告知性的）用于检查试件养护期间养护室或养护相内温度一

28、致性的程序。这一程序需要9个标准化的最大值/最小值温度计。其中的温度计A应该安放在 10.2中所述设备传感器的附近用于记录温度。其中4只温度计安放于空间上部三 分之一处，最后的四只温度计则安放于空间下部的三分之一处。每一只温度计距 离养护箱或养护室壁的距离至少在75mm以上。重新设置最大值/最小值指示器, 随后将9只温度计安放在相应位置24小时。养护室或者养护箱内因该具有一令人满意的温度曲线图，在这段时间以后：a）没有比温度计A的最小读数还小2度的温度计；b）没有比温度计A的最大读数还大2度的温度计。附录B （规范性的）每批容量计算表表B.1给出了根据体积分数计算混凝土混合物的每批容量，以71

29、混合物作为计 算的例子。表B.1根据体积分数计算71混凝土混合物的每批质量材料体积分 数/%体积/L相对密度71混合物 每批质量 /G吸水率/ %71混凝 土吸水量 /g水泥22.21.554DeMc= De X 1.554骨料10mm-20mm22.01.540D20M2o= D“X1.540A20W20= M20 X A20/100骨料5 mm-10mm16.51.155D10Mio= Dio X 1.155A10Wi（）=Mio XAlo/100细骨料16.51.155DsMs= Ds X 1.155AsWs= Ms XAs/100自由水22.81.5961596总吸附水W20 +W,o +Ws总添加水1596+ Mc +M20+ M10+ MsDe根据BS EN196 6:1992所规定的水泥密度g/m3；D20根据BS EN812-2:1995所规定的粒径10mm 20mm骨料的烘干相对密度；Du,根据BS EN812-2:1995所规定的粒径5mm- 10mm骨料的烘干相对密度；Ds根据BS EN812-2:1995所规定的细骨料的烘干相对密度；Me水泥的整批质量g;M20粒径10mm20mm骨料的整批质量g：M10粒径5mm 10mm骨料的整批质量g；Ms细骨料的整批质量g;A20粒径10mm 20mm骨料的吸水百分数；Aio粒径5mm