既有结构混凝土中碱含量的检测.docx

①既有结构混凝土中碱含量的检测□□王景贤(中国建筑科学研究院建筑工程检测中心,北京100013)摘要:控制混凝土碱含量是防止碱集料反应(AAR)的有效措施之一,但目前对既有结构混凝土中的碱含量仍没有具体的测试方法。在结合工程检测项目进行的试验研究的基础上,确定了既有结构混凝土中总碱量和可溶性碱量的测试方法。关键词:混凝土;碱集料反应;碱含量;总碱量;可溶性碱量1.1原材料试验部分结合所接受委托的工程检测项目来进行,所用原材料为所需检测混凝土中碱含量的工程项目结构实体上钻取的Ф100mm混凝土芯样,按CECS03:2007《钻芯法检测混凝土强度技术规程》加工成Ф100mm×100mm芯样试件。本文中用于试验部分的样品为客户委托检验的3组芯样,其中,A组的3个芯样A1、A2、A3取自某工程地下室外墙,委托单位提供的混凝土配合比如表1所示;B组的3个芯样B1、B2、B3取自北京地铁2号线某站台,工程始建于1965年,目前已无当时的相关资料可查;C组的3个芯样C1、C2、C3取自某输水渠水闸,现场调查发现结构表面可见规则的网状裂纹,芯样切片观察到骨料边缘有很薄的油状反应环,疑似发生了碱集料反应。中图分类号:TU528.07文献标识码:A引言碱集料反应是影响混凝土耐久性最主要的因素之一,因此,对碱集料反应抑制措施的研究成为重点和热点之一。目前,许多标准规范都对控制水泥及混凝土中的碱含量提出了具体的要求,这些预防和控制碱集料反应的措施及相关规范标准,均是通过控制混凝土的原材料组成和配合比来控制混凝土中的碱含量,可认为属于源头控制。而对于既有建筑结构混凝土中碱含量的控制可认为属于后端控制,其值可以反映出目前工程结构发生碱集料反应的可能性大小和预期的破坏程度,这也是在工程结构检测中经常遇到的问题。混凝土中的碱一部分存在于固相中,一部分存在于液相即孔溶液中。碱的存在环境和形式不同,对碱集料反应的影响也就不同。许多文献中指出,存在于固相中的碱是不参与碱集料反应的,而存在于孔溶液中的碱则参与碱集料反应,这部分的碱才是引起碱集料反应的内因。因此,在既有结构的检测鉴定过程中,需要对总碱量和可溶性碱量进行检测,以了解建筑结构中混凝土构件的含碱现状,为其剩余使用寿命的测算提供依据。本文结合对工程检测项目进行的混凝土总碱量和可溶性碱量的检测,探讨了针对既有建筑结构总碱量和可溶性碱量的测试方法。1原材料与试验方法表1A组芯样的混凝土配合比kg/m31.2试验设备所用试验设备包括:岩石切割机、游标卡尺、方孔筛、恒温干燥箱、火焰光度计、分析天平(感量0.0001g)、电子天平(感量0.01g和0.1g各1台)、振荡器、磁力搅拌器等。1.3可测组分的确定将混凝土芯样试件在室温条件下自然干燥24h,称重,用游标卡尺量取芯样的直径和高度,直径取上下两个面直径的平均值,高度取两次测试结果的平均值,按(1)式计算芯样表干状态下的密度。4mρ=×106(1)πd2h①基金项目:中国建筑科学研究院青年基金项目(20070112331030005)建材技术与应用·25·3/2009原材料水泥水粉煤灰砂石子外加剂用量3541957575210314.24式中:ρ———表干状态下芯样的密度,kg/m3;m———芯样试件的质量,kg;d———芯样上下两个面直径的平均值,cm;h———芯样高度,取上表面相对应的两点量测结果的平均值,cm。将芯样破碎(可利用芯样抗压强度的检测过程将芯样破碎),剔除石子,用电子天平准确称取其中石子的质量。按(2)式计算每m3可测试组分的质量。如果委托方提供了所检测芯样对应结构部位的混凝土配合比,也可根据配合比计算出每m3可测试组分的质量。M———可测试组分的质量,kg/m3;ρ———芯样的密度,kg/m3;m———芯样的质量,kg;G———芯样中骨料的质量,kg;XNaO(eq)———样品中Na2O当量的质量分数,即样品2的碱含量,%。1.4.3可溶性碱的测定可溶性碱的测定参照ASTMC114—2007《StandardTestMethodsforChemicalAnalysisofHydraulicCement》进行。方法如下:准确称取25.0g(精确至0.01g)样品放入500ml的锥形瓶中,加入300ml蒸馏水,用振荡器振荡3h或80℃水浴锅中用磁力搅拌器搅拌2h。然后在弱真空条件下用布氏漏斗过滤,将滤液转移至500ml的容量瓶中,加水至刻度,摇匀。用火焰光度计进行测定,测得检流计的读数。与此同时用蒸馏水做空白样品,扣除空白样品的检流计读数后,从工作曲线上查得K2O、Na2O的毫克数。按(4)式计算混凝土中的可溶性碱量。ρ(m-G)(2)M=m式中:M———可测试组分的质量,kg/m3;ρ———芯样的密度,kg/m3;m———芯样试件的质量,kg;G—