摘要：骨料的碱活性实验研究是抑制碱硅酸盐反应（ASR）的关键，也是提高水泥混凝土耐久性的重要措施之一，本文从碱硅酸盐反应的作用原理出发，详细阐述了硅酸盐骨料的碱活性实验方法与操作步骤，并从骨料和所用水泥两面进行分析，提出了预防ASR的主要措施。

　　关键词：碱硅酸盐反应  碱活性  水泥  砂浆法

　　1. 硅酸盐反应的作用原理

　　混凝土的硅酸盐反应是1965年基洛特对加拿大的诺发 .斯特提亚区的混凝土膨胀开裂事例进行研究发现的，它是指水泥（或混凝土）中的碱与某些层状硅酸盐骨料反应使层状硅酸盐的层间距离增大（一般可由10A增至12A），使砂浆和水泥产生异常膨胀，导致混泥土开裂。

　　碱硅酸盐反应的实质是碱离子破坏骨料中的活性成分氧化硅的硅氧键使其解体，生成碱硅酸盐凝胶或称碱硅凝胶。碱骨料硅酸盐反应需要一定的条件，首先水泥、外加剂或掺和料和水中的含碱量要超过最低限度；其次骨料中有相当数量的活性成分二氧化硅；最后环境中要有充分的水分或湿空气供应。

　　碱骨料硅酸盐反应属于碱骨料反应的一种，相对碱碳酸盐反应与碱硅酸反应来说发生的频率较低，但其对混凝土使用造成的危害也不能忽视，一旦发生就会使混凝土内各部分均产生膨胀应力，将混凝土自身胀裂，发展严重的只能拆除，无法补救。此外，这种反应通常进行得很慢，其引起的破坏往往经过若干年后才会出现，所以为了延长混凝土的使用寿命，事先对其骨料的碱活性进行测定显得至关重要，在方法论上可以根据骨料碱活性检测结果，进行抑制碱硅酸盐反应（ASR）膨胀的实验。

　　2. 骨料碱活性的检验方法

　　鉴于骨料的碱活性和活性程度对工程混凝土的影响，世界各国都很重视骨料碱活性的检测研究。早期遭受AAR严重的国家都制定了相应的标准和规范预防AAR的发生，如美国的ASlM标准、加拿大的CSA标准等。目前最活跃的是RILEM（国际材料与建筑构造研究试验所联合会）标准的制定。纵观世界各国的研究成果，目前使用较为广泛且行之有效的骨料碱活性实验方法有如下几种。

　　2.1 岩相法

　　岩相法是鉴定各种砂石骨料的种类和矿物成份的必选方法，该方法是借助肉眼和显微镜观察新鲜岩石断口来鉴定骨料的种类和成分，以及矿物结晶程度和结构。岩相法的优点是速度快，可直接观察到骨料中的活性组分，岩相鉴定的结果对其后选择合适的检测方法有重要指导作用。但其不足之处是得不到活性组分含量与膨胀率的定量关系。

　　2.2 化学法

　　化学法是通过在规定条件下，测定碱溶液和骨料反应溶出的二氧化硅浓度及碱度降低值来实现的，该方法的显著特点是高碱水泥使用场合下的混泥土骨料危害性的判断。但该方法不适用于含碳酸盐的骨料且不能鉴定由于微晶石英或变形石英所导致的众多慢性膨胀骨料。

　　2.3 砂浆棒快速法

　　砂浆棒快速法的显著特点是能在16 天内检测出骨料在砂浆中的潜在有害的碱—硅酸反应，同时也是美国和加拿大定的标准方法（ASTM C1260-94 和CSAA23.2-25A），该方法的优点是精确可靠，但缺点是过于严格，该方法适合于检验反应缓慢或只在后期才产生膨胀的骨料。

　　2.4 压蒸法

　　压蒸法是由中国工程建设标准化协会推荐的（CES 48∶93 中的150℃压蒸法），该方法的优点是鉴定速度快，其能在砂浆试件成型一天后就对骨料的碱活性给出定量的判断，缺点是鉴定结果可靠性不高，因为压蒸法检测过程中高温高压的环境对水泥水化条件有较大的改变。

　　3. 硅酸盐骨料的碱活性实验研究

　　由于骨料的种类多样，针对不同的骨料的碱活性研究也有多种实验方法，从目前的研究情况来看，要准确鉴定某种骨料的碱活性需结合多种实验方法，最后通过对多组实验结果的对比与分析才能准确判定骨料的碱活性。在此，笔者对某一工程矿物采用岩相法和砂浆棒快速法对硅酸盐骨料的碱活性进行相关实验研究。

　　3.1 硅酸盐骨料的岩相分析首先对该工程骨料进行取样，用实体显微镜（XT220型）观察后，再将样品磨制成薄片，然后用偏光显微镜（I／POL—BK型）观察，所得结果如表1所示。

　　表1 样品岩相分析结果表

　　样品及编号

　　样品来源

　　岩相分析

　　1

　　料场1

　　主要由长石、石英及各种岩屑组成，含有强烈波状消光的石英、微晶质的石英含玉髓约30%

　　2

　　料场2

　　主要由闪长岩、花岗岩、石英岩、砂岩组成，硅质岩屑含5%