摘要：綜述了快速砂漿棒法的發(fā)展和在部分國家或地區(qū)的應(yīng)用。文獻(xiàn)結(jié)果表明快速砂漿棒法檢測集料堿活性具有明顯的巖石和地域局限性，對(duì)某些種類的變質(zhì)巖和火成巖可能夸大其危害性，同時(shí)可能低估某些碳酸鹽、花崗巖、片麻巖和硅質(zhì)砂巖集料的堿活性。和混凝土棱柱體法膨脹結(jié)果相比，快速砂漿棒法膨脹結(jié)果不能反映集料在混凝土中的膨脹水平，不宜用于集料活性程度的判定。試驗(yàn)結(jié)果表明，采用能夠保持巖石原有結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征顆粒尺寸的中國快速砂漿棒法可以比現(xiàn)有快速砂漿棒法更好地預(yù)測集料在混凝土中的膨脹水平，特別是對(duì)快速砂漿棒法易于誤判的集料類型。
關(guān)鍵詞：堿-集料反應(yīng)；堿-硅酸反應(yīng)；快速砂漿棒法；混凝土棱柱體法
1 前言
在工程建設(shè)之初正確鑒定集料的堿活性是采取合理措施預(yù)防混凝土堿集料反應(yīng)（AAR）破壞的關(guān)鍵。評(píng)價(jià)特定混凝土集料的堿活性最可靠的辦法是考察使用該集料的現(xiàn)有混凝土工程。然而，由于堿集料反應(yīng)通常在工程服役多年以后發(fā)生，通過考察混凝土工程評(píng)價(jià)集料堿活性僅能獲得過去工程中常用集料的信息。對(duì)于水工建筑，如大壩，由于混凝土方量大，常就地開采使用集料，很難發(fā)現(xiàn)和確定原來使用的料場。另一方面，因使用特定集料的早期工程數(shù)量有限，很難確定不同因素（水泥堿含量、水泥用量、養(yǎng)護(hù)方法、濕度、凍融、干濕循環(huán)、海水、化冰鹽等）對(duì)AAR的影響。工程建設(shè)和調(diào)查時(shí)期集料源也會(huì)發(fā)生變化。這些因素限制了通過考察實(shí)際工程評(píng)價(jià)集料堿活性的適用性。對(duì)近年來才發(fā)現(xiàn)和確證AAR事例、工程規(guī)模和建設(shè)速度高速發(fā)展的我國，通過考察實(shí)際工程評(píng)價(jià)集料堿活性的實(shí)用性更為有限。實(shí)際工程建設(shè)中通常只能通過實(shí)驗(yàn)室方法確定集料堿活性。
現(xiàn)有檢驗(yàn)集料堿活性的實(shí)驗(yàn)室方法有巖相法、化學(xué)法、各種砂漿棒法和混凝土棱柱體法等[1]。巖相鑒定結(jié)果對(duì)其后選擇合適的檢測方法有重要指導(dǎo)作用，一直作為集料堿活性鑒定的首選方法。但巖相法對(duì)操作者的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)要求較高且得不到活性組分含量與膨脹率的定量關(guān)系，判定結(jié)果通常只能作為參考而不能作為拒絕集料的依據(jù)。化學(xué)法由于誤差很大，重復(fù)性差，僅能適用于某些特定類型的集料，而且和其它快速法相比并無明顯優(yōu)越性，加拿大標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（CSA-Canadian Standard Association）和國際材料與建筑構(gòu)造研究試驗(yàn)所聯(lián)合會(huì)（RILEM- Reunion Internationale de laboratories d’Essais et de Recherches sur les Materiaux et les Constructions, Paris）已取消了化學(xué)法。和化學(xué)法相比，各種砂漿棒法和混凝土棱柱體法以測量試體膨脹為依據(jù)，結(jié)果直觀，是實(shí)驗(yàn)室使用最廣泛的集料堿活性檢測方法。其中國外大量研究結(jié)果表明混凝土棱柱體法（CPT- Concrete Prism Test），即ASTM C1293， CSA A23.2-14A和RILEM AAR03，和現(xiàn)場混凝土結(jié)果最為吻合，被認(rèn)為是最可靠的集料堿活性檢測方法。但由于CPT耗時(shí)長（需要1年）不能滿足大多數(shù)情況下的工程需要，常作為檢驗(yàn)快速法的基準(zhǔn)和用于集料堿活性的最終判定。
各種測量砂漿膨脹為基礎(chǔ)的快速方法中以快速砂漿棒法（AMBT-Accelerated Mortar Bar Test）在國際上的應(yīng)用最為廣泛。我國水工和交通部門近年來也開始使用該方法[2，3]。我國由于歷史原因長期形成的“行業(yè)”隔離，缺少負(fù)責(zé)或協(xié)調(diào)研究和制定標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一組織和機(jī)構(gòu)，早期采用的堿活性檢測方法，如砂漿長度法和化學(xué)法（ASTM C227和ASTM C289），大多原樣引用國外方法，總體上缺少對(duì)所引用方法的系統(tǒng)研究和評(píng)價(jià)。而且，對(duì)國內(nèi)外研究和工程實(shí)踐中的成果和經(jīng)驗(yàn)，在我國標(biāo)準(zhǔn)中不能及時(shí)采納和更新，某些國外普遍認(rèn)為存在嚴(yán)重缺陷的方法仍在我國使用，如砂漿長度法和化學(xué)法，這種多種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或方法共存和更新滯后，常常在工程中引起矛盾結(jié)果讓使用者無所適從。本文以混凝土棱柱體法結(jié)果為依據(jù)，討論快速砂漿棒法在世界范圍內(nèi)的應(yīng)用情況，并針對(duì)AMBT局限性提出了改進(jìn)措施，以期對(duì)我國工程實(shí)踐中正確認(rèn)識(shí)方法的局限性、選擇和使用各種集料堿活性檢測方法有所裨益。
2 快速砂漿棒法（AMBT）的提出及發(fā)展
AMBT是基于傳統(tǒng)ASTM C227，又稱南非法（NBRI法）[4]。ASTM C227方法的主要問題是試驗(yàn)周期長，時(shí)間上不能滿足大多數(shù)情況下的工程需要；集料適應(yīng)性差，僅適用于一些高活性、快膨脹的巖石和礦物，如組成在流紋巖到安山巖之間的蛋白石質(zhì)材料和風(fēng)化變質(zhì)玻璃體的微晶質(zhì)材料，對(duì)慢膨脹的集料如片麻巖、片（頁）巖、雜（硬）砂巖、灰?guī)r、泥質(zhì)板巖和偏火山巖等則廣泛存在漏判錯(cuò)判實(shí)例。為克服ASTM C227的局限性，各國研究者圍繞快速、可靠、方便、可重復(fù)性好等目標(biāo)對(duì)ASTM C227方法進(jìn)行研究改進(jìn)，以高溫高堿條件下的AAR為基礎(chǔ)發(fā)展了許多快速方法，AMBT是影響較大的快速方法。
AMBT采用的水泥、集料級(jí)配、灰砂比、試體尺寸和ASTM C227試樣制備程序完全相同，只是采用了完全不同的養(yǎng)護(hù)制度。即采用五級(jí)配集料，配比如表1所示。水泥為高堿波特蘭水泥（>0.6%Na2Oeq.），灰砂比（C/S）為1：2.25。流動(dòng)度為105mm～120mm。試體尺寸25mm×25mm×285mm。 用試體在80℃的1M NaOH溶液中14d 的膨脹值作為評(píng)定集料潛在活性的依據(jù)。
該方法首次被Oberhoster 和 Davies 提出后，加拿大[5]率先進(jìn)行了系統(tǒng)研究，美國[6]澳大利亞[7]等國也進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和研究工作。加拿大是遭受AAR破壞最嚴(yán)重的國家之一，主要原因是早期集料堿活性檢測方法不可靠，導(dǎo)致大量活性集料在各種工程中大量使用，特別是水電工程和交通設(shè)施。為建立可靠的集料堿活性檢測方法，加拿大標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)組織成立了堿集料反應(yīng)分會(huì)協(xié)調(diào)堿集料反應(yīng)研究工作。從上世紀(jì)80年代中期至90年代中期的十年間，政府先后撥款1000多萬加元用于AAR檢測方法的研究和標(biāo)準(zhǔn)制訂。AMBT是當(dāng)時(shí)篩選的主要快速方法。
加拿大先后組織多個(gè)實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合驗(yàn)證，研究結(jié)果與工程記錄的對(duì)比表明，方法對(duì)硅質(zhì)集料尤其是慢膨脹的硅質(zhì)集料與工程使用記錄具有很好的一致性，當(dāng)時(shí)被認(rèn)為是最精確可靠的，可以代替存在嚴(yán)重缺陷的ASTM C227，于1994年同時(shí)被訂為美國材料測試協(xié)會(huì)和加拿大標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)分別為ASTM C1260[8]和CSA A23.2-25A[9]。
由于各國或地區(qū)鑒定集料堿活性方法很多且不盡相同，總部設(shè)在法國巴黎的RILEM 1988年成立了一個(gè)專門研究AAR和制定相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)委員會(huì)，RILEM Technical Committee 106，現(xiàn)名為“RILEM Technical Committee TC ARP， Alkali reactivity & Prevention, Assessment, Specification & Diagnosis”，致力于研究和建立國際普遍認(rèn)可的快速、可靠的集料堿活性檢測和預(yù)防評(píng)估方法。該委員會(huì)由英國科學(xué)家P.J. Nixon和I.Sims領(lǐng)導(dǎo)，有眾多國家的專家參加，目前會(huì)員近60名，我們也是成員之一。該委員會(huì)通過國際實(shí)驗(yàn)室多年共同反復(fù)驗(yàn)證現(xiàn)已形成一整套方法。其中AMBT也是推薦方法之一（RILEM AAR-2）, 用于集料ASR活性的快速篩選，但同時(shí)允許采用不同的試體尺寸[10]。近年來我國電力和交通部門也將快速砂漿棒法列為標(biāo)準(zhǔn)[2,3]。
根據(jù)各自的實(shí)踐不同地區(qū)規(guī)定的AMBT判據(jù)有些差異。在研究和制定過程中，標(biāo)準(zhǔn)的判據(jù)確定始終是一個(gè)有爭議的問題。HOOTON發(fā)現(xiàn)幾乎所有引起安省現(xiàn)場混凝土ASR破壞的活性集料14天膨脹值大于0.1%， 但也發(fā)現(xiàn)安省西南礫石中的燧石顆粒14天膨脹0.17-0.18%，卻具有良好現(xiàn)場記錄[11]。硅質(zhì)灰?guī)r在該方法中的膨脹行為和判據(jù)也很復(fù)雜，一方面，有些硅質(zhì)灰?guī)rAMBT膨脹大于0.1%但混凝土棱柱體膨脹小于0.04%，另一方面，許多產(chǎn)于圣勞倫斯低地的硅質(zhì)灰?guī)rAMBT膨脹小于0.15%但CPT膨脹大于0.04%[12]。 Grattan-Bellew[13]建議不同類型的集料采用不同的判據(jù)，如硅質(zhì)灰?guī)r0.1%，灰?guī)r和泥質(zhì)灰?guī)r0.2%，其它集料0.15%。
目前，ASTM C1260和RILEM AAR-2規(guī)定14天膨脹率<0.1%為非活性，膨脹率>0.20% 為活性，膨脹率在0.1%～0.20%為潛在活性。CSA A23.2-25A則根據(jù)集料巖石類型確定判據(jù)?；?guī)r集料14天膨脹小于0.1%為非活性，其它集料則以14天膨脹0.15%作為活性與否的判據(jù)。同時(shí)規(guī)定該方法可以接受膨脹率小于0.1%的集料，但不能作為拒絕集料的根據(jù)，即僅能用于快速篩選集料。該方法結(jié)果可疑時(shí)，應(yīng)用混凝土棱柱體法進(jìn)一步鑒定。
對(duì)研究和使用過程中發(fā)現(xiàn)的AMBT誤判的集料，標(biāo)準(zhǔn)中也以注釋形式指出，如某些14天膨脹小于0.1%的灰?guī)r、花崗巖、花崗閃長巖、片麻巖及某些層位的POTSDAM砂巖，卻引起了現(xiàn)場混凝土破壞。
值得強(qiáng)調(diào)的是，各國在采用AMBT之前，大都進(jìn)行了大量的驗(yàn)證甚至組織多個(gè)實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合驗(yàn)證。特別是加拿大還多次召開研討會(huì)組織國內(nèi)外專家對(duì)各種檢測方法進(jìn)行培訓(xùn)和指導(dǎo)，并及時(shí)反饋研究和實(shí)踐結(jié)果，確保方法程序的正確和結(jié)果精確、穩(wěn)定。AMBT中從集料樣品制備、試體成型到高溫、高堿養(yǎng)護(hù)測量，環(huán)節(jié)眾多，國外的經(jīng)驗(yàn)表明這些環(huán)節(jié)均會(huì)不同程度地影響膨脹結(jié)果。為減少系統(tǒng)誤差和突發(fā)因素（如斷電、溶液蒸發(fā)等）對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響及進(jìn)行不同實(shí)驗(yàn)室結(jié)果的有效對(duì)比，除嚴(yán)格規(guī)定各環(huán)節(jié)的操作規(guī)程外，如采用相同規(guī)格的養(yǎng)護(hù)容器、保證溶液和試體比例，嚴(yán)格控制養(yǎng)護(hù)溫度等，還規(guī)定必須使用標(biāo)準(zhǔn)集料進(jìn)行平行試驗(yàn)。這種做法也被RILEM采用。目前國際上采用的標(biāo)準(zhǔn)集料是產(chǎn)自加拿大的SPRATT高活性硅質(zhì)灰?guī)r。國外的這些經(jīng)驗(yàn)和做法值得我國在研究、制定和應(yīng)用集料堿活性檢測方法時(shí)借鑒。
3 快速砂漿棒法在各地的實(shí)踐
3.1 北美地區(qū)（加拿大和美國）
總的來說，AMBT和ASTM C227相比，在北美具有良好的使用記錄和集料適應(yīng)性。除少數(shù)集料，如POTSDAM 砂巖和某些硅質(zhì)灰?guī)r外，可以正確預(yù)測絕大多數(shù)集料在混凝土中的膨脹性，但在實(shí)踐中也逐漸暴露一些問題。DeMerchant等[14]采用巖相法、AMBT和CPT測試的新不倫斯瑞克省23個(gè)集料礦源結(jié)果表明，以CPT 1年膨脹0.04%為依據(jù)，有50%的集料被AMBT誤判，其中46%的非活性集料被判為活性集料，漏判了4%集料的堿活性(圖1)，漏判集料的巖石類型為泥質(zhì)灰?guī)r、片麻巖和花崗巖。表明對(duì)該地區(qū)的集料AMBT結(jié)果和CPT結(jié)果相關(guān)性很差，對(duì)相當(dāng)一部分集料偏嚴(yán)格。CPT被認(rèn)為是判斷該地區(qū)集料活性的最可靠方法。AMBT的高膨脹可能與該地區(qū)的地質(zhì)特點(diǎn)和集料類型有關(guān)。新不倫斯瑞克省位于東北-西南延伸的阿帕拉契亞地層，主要的巖石類型為變質(zhì)的沉積巖、少數(shù)花崗侵出巖及反映巖床巖石類型的天然礫石，其中主要的活性巖石為雜砂巖、片巖和細(xì)?；鹕綆r。AMBT中呈高膨脹的非活性巖石（根據(jù)CPT結(jié)果）主要是變質(zhì)的沉積巖。
加拿大能源與礦物技術(shù)中心（CANMET）自1991年以來聯(lián)合多家工業(yè)企業(yè)對(duì)來自加拿大、美國、挪威、澳大利亞、韓國等多國集料采用混凝土棱柱體法、快速砂漿棒法和室外暴露試驗(yàn)等多種方法進(jìn)行了堿集料反應(yīng)試驗(yàn)方法對(duì)比研究。部分集料CPT和AMBT實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2[15]。表明對(duì)大多數(shù)集料（42/53），AMBT能夠判斷出是否具有堿活性，但同時(shí)誤判相當(dāng)多集料的堿活性（11/53）。其中夸大了三種集料的在混凝土中的膨脹性，有8種活性集料在AMBT中14天膨脹值小于加拿大標(biāo)準(zhǔn)限值0.15%。漏判的8種集料中有灰?guī)r、白云巖和硅質(zhì)砂巖。
Marie[16]采用AMBT和CPT對(duì)102種不同來源的集料進(jìn)行了研究，這些集料包括組成上從高純灰?guī)r和白云巖到含有燧石、頁巖、石英顆粒等雜質(zhì)的各種碳酸鹽集料、多種沉積巖和火成巖集料。研究結(jié)果（圖3）同樣顯示，集料在圖3中A、B、C、D 四個(gè)區(qū)域均有分布切分布彌散。其中，對(duì)17種火成巖和變質(zhì)巖、14種沉積巖AMBT和CPT一致性較好，組要分布在圖中B、C兩區(qū)。但對(duì)相當(dāng)一部分碳酸鹽集料AMBT不能正確評(píng)價(jià)其在混凝土中的膨脹性（圖4），不少集料AMBT14天膨脹0.06%-0.10%，但CPT 1年膨脹大于或遠(yuǎn)大于0.04%。值得注意的是，即使在AMBT和CPT中結(jié)果一致的集料，在兩種方法中的膨脹值差別也很大，不同類型的巖石在AMBT和CPT中的膨脹有顯著差異，相關(guān)性很差。
美國德克薩斯大學(xué)國際集料研究中心（International center for Aggregate Research-ICAR）對(duì)部分美國和加拿大集料堿活性的研究同樣表明（圖5）[17]，有相當(dāng)比例的集料在AMBT和CPT中結(jié)果不一致，并有AMBT漏判的情形。AMBT作為篩選集料的快速方法，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，AMBT膨脹小于0.1%但CPT膨脹大于0.04%的這些漏判集料可能被直接使用于工程。目前正在研究AMBT漏判的集料的巖石類型和礦物組成，試圖建立集料礦物組成和在AMBT 和CPT中膨脹行為的關(guān)系。
總之，在北美地區(qū)，發(fā)現(xiàn)了越來越多AMBT不能正確評(píng)估的集料類型，特別是極可能漏檢某些類型巖石的堿活性。有些部門開始根據(jù)AMBT在當(dāng)?shù)氐膶?shí)踐，采用不同于現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的判據(jù)，對(duì)有些集料采用21天甚至28天的膨脹數(shù)據(jù)作為判斷依據(jù)，并建議在使用AMBT 和CPT的同時(shí)一定要進(jìn)行巖相檢驗(yàn)，并要清楚AMBT可能漏檢的巖石類型。
3.2 歐洲RILEM的實(shí)驗(yàn)結(jié)果
RILEM混凝土堿集料反應(yīng)技術(shù)委員會(huì)在集中世界各國該領(lǐng)域的專家，研究和建立國際廣泛認(rèn)可的堿集料反應(yīng)系列標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，也采用快速砂漿棒法（RILEM AAR02）和CPT對(duì)歐洲多個(gè)國家選送的數(shù)十種集料進(jìn)行了測試[18]。結(jié)果表明，以14天膨脹0.1%為限，AMBT可以篩選出大部分的活性集料，同時(shí)夸大部分非活性集料的膨脹性。但和CPT膨脹結(jié)果的對(duì)比顯示（圖6），集料在不同區(qū)域均有分布，表明集料在兩種方法中的膨脹結(jié)果同樣沒有明顯相關(guān)性。
3.3 亞洲地區(qū)
AMBT在亞洲不少國家或地區(qū)采用，但應(yīng)用遠(yuǎn)不及北美廣泛。近來的少數(shù)報(bào)道也表明，AMBT仍存在上述問題。 LEE[19]對(duì)臺(tái)灣地區(qū)22種不同地質(zhì)來源集料的研究顯示（圖7），某些變質(zhì)巖，如石英巖、片巖，在AMBT中膨脹很大，和CPT相比，現(xiàn)行AMBT判據(jù)偏嚴(yán)，建議灰色區(qū)限值由現(xiàn)在的0.1%-0.2%提高至0.2%-0.4%，即小于0.2%為非活性，大于0.4%為活性。
日本Hironobu等[20]采用AMBT和化學(xué)法及日本砂漿棒法（類似ASTM C227，40×40×160mm試體）的對(duì)比研究表明AMBT膨脹與巖石類型密切相關(guān)，且受試體尺寸和水泥堿含量影響。AMBT結(jié)果對(duì)某些日本集料偏嚴(yán)，一些非活性集料在AMBT中被判為有害集料。
伊朗 Farzad[21]等采用巖相法、AMBT改進(jìn)的CPT對(duì)該國Saymarch大壩擬用的20種天然粗、細(xì)集料的研究表明，粗細(xì)集料中含有相當(dāng)比例的活性組分，在CPT中（38℃ 1M NaOH溶液）半年膨脹超過0.04%，但在AMBT中14天膨脹小于0.1%， 延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間至21天，和CPT結(jié)果一致性提高。和Marie[16]的結(jié)果類似，這些CPT中高膨脹但AMBT中低膨脹的巖石主要是含有燧石或白云石雜質(zhì)的灰?guī)r。另外有報(bào)道AMBT不能正確反映新西蘭集料（特別是雜砂巖）的堿活性[22]。
盡管CPT本身雖然經(jīng)過多次修訂也并非完美，如圖8所示仍可能誤判或漏判某些集料的堿活性，但可靠性遠(yuǎn)好于AMBT，而且使用的集料尺寸和配比接近實(shí)際混凝土。因此，CPT在國際上被認(rèn)為是最可靠的堿活性檢測方法。加拿大還推薦用CPT結(jié)果作為判定集料活性程度和制定預(yù)防措施的依據(jù)[24]，CPT 1年膨脹值超過0.12% 為高活性集料，0.04%-0.12%為中等活性的集料。工程上期望的理想快速方法，不僅應(yīng)能夠判斷出集料是否具有堿活性，最好能夠預(yù)示集料的活性程度，即在混凝土中的膨脹水平。也就是說，快速法中的膨脹值與CPT膨脹值最好有很好的相關(guān)性。
綜合世界各國的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，AMBT可以成功篩選出大部分集料的堿活性，但也有很大局限性，有相當(dāng)一部分通過AMBT的集料在CPT中卻表現(xiàn)出膨脹性。按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，AMBT膨脹小于0.1%的集料可直接使用于工程，這些“異?！奔系闹苯邮褂檬欠浅ＮｋU(xiǎn)的。在AMBT中異常膨脹的集料（和CPT比較）同時(shí)包含AMBT偏嚴(yán)和漏判兩種情況，偏嚴(yán)的集料主要有變質(zhì)巖和少數(shù)火成巖、變質(zhì)沉積巖，漏判的集料主要是某些碳酸鹽集料、少數(shù)花崗巖、花崗閃長巖、片麻巖及某些層位的POTSDAM砂巖。另一方面，各地區(qū)的試驗(yàn)結(jié)果都顯示集料在AMBT和CPT兩種方法中的膨脹值沒有明顯相關(guān)性，表明AMBT不能正確預(yù)測集料在混凝土中的膨脹水平。
4 AMBT局限性改進(jìn)措施
針對(duì)AMBT對(duì)某些地區(qū)和一些巖石類型集料的局限性，我國在“九五”期間結(jié)合AMBT和中國壓蒸法的試驗(yàn)參數(shù)，研究提出了中國快速砂漿棒法（CAMBT），即采用不同于兩種方法的40mm×40mm×160mm試體尺寸，集料粒級(jí)0.15-0.80mm，水灰比0.32，膠砂比分別為10：1、2：1和1：1，養(yǎng)護(hù)條件同AMBT （1M NaOH溶液）。根據(jù)對(duì)國內(nèi)部分集料的試驗(yàn)結(jié)果，采用與壓蒸法和南非快速砂漿棒法相同的0.1%膨脹限值，新方法可能在7d甚至更短的時(shí)間內(nèi)檢驗(yàn)出集料的堿硅酸反應(yīng)活性。
作者采用CAMBT、AMBT對(duì)不同國家、不同巖石類型的10種集料的對(duì)比研究顯示[25]，采用單粒級(jí)細(xì)集料的CAMBT和采用五級(jí)配的AMBT相關(guān)性較好，這很可能與兩種方法中都采用了大量細(xì)顆粒集料和相同的養(yǎng)護(hù)條件有關(guān)。但兩者膨脹值與CPT膨脹值的相關(guān)性較差。在對(duì)比研究集料粒級(jí)對(duì)ASR膨脹影響的基礎(chǔ)上，采用2.5-5.0mm集料粒級(jí)的CAMBT可以比現(xiàn)有AMBT更好的反映集料在混凝土中的膨脹行為。圖9表明除活性極高的一種集料外（活性組分為反?；嵝阅?guī)r），集料在改進(jìn)CAMBT和CPT中的膨脹相關(guān)性良好。
進(jìn)一步采用AMBT和改進(jìn)CAMBT對(duì)40余種世界各地的不同地質(zhì)類型集料的對(duì)比研究表明[26]（圖10、圖11），除少數(shù)活性極高的集料外，對(duì)AMBT誤判的集料和絕大多數(shù)活性集料，CAMBT膨脹值和CPT膨脹值有更好的相關(guān)性。表明采用2.5-5.0mm粒級(jí)的CAMBT不僅能夠正確判斷集料是否具有堿活性，而且可能較好地反映大多數(shù)集料在混凝土中的膨脹水平，即集料的活性程度。AMBT和采用0.15-0.80mm粒級(jí)的CAMBT膨脹值與CPT相關(guān)性差的原因可能與試體中使用的大量細(xì)顆粒有關(guān)，對(duì)某些集料、特別是AMBT漏判的某些花崗巖、片麻巖和某些硅質(zhì)灰?guī)r和硅質(zhì)砂巖，過細(xì)的顆粒尺寸不能反映集料的原有巖石結(jié)構(gòu)特征。采用較粗的顆粒尺寸，如2.5-5.0mm，則可以更好地代表集料原有巖石結(jié)構(gòu)特征。根據(jù)試體在堿溶液中的質(zhì)量變化，少數(shù)高活性集料在改進(jìn)CAMBT中的低膨脹可能與高活性組分快速與堿反應(yīng)生成的低粘度ASR產(chǎn)物向溶液中溶失有關(guān)。
集料的微觀結(jié)構(gòu)特征和集料在AMBT、CAMBT等方法中膨脹性能之間的關(guān)系正在進(jìn)一步研究，以期建立集料的微觀結(jié)構(gòu)與堿活性快速檢測方法適應(yīng)性關(guān)系。
5 結(jié)論
集料堿活性判定結(jié)果的可靠性，依賴于對(duì)方法的正確理解和選擇。所有的實(shí)驗(yàn)室檢測方法，包括CPT都是加速反應(yīng)的方法，不能完全反映現(xiàn)場混凝土的實(shí)際情況，對(duì)集料采用多種方法進(jìn)行綜合判定是最可靠的途徑。當(dāng)不同方法出現(xiàn)相反的結(jié)果時(shí)，應(yīng)該重點(diǎn)考慮CPT的結(jié)果。
快速砂漿棒法檢測集料堿活性具有明顯的巖石和地域局限性，對(duì)某些種類的變質(zhì)巖和火成巖可能夸大其危害性，同時(shí)可能低估某些碳酸鹽、花崗巖、片麻巖和硅石砂巖集料的堿活性。和混凝土棱柱體法膨脹結(jié)果相比，快速砂漿棒法膨脹結(jié)果不能反映集料在混凝土中的膨脹水平，不宜用于集料活性程度的判定。初步試驗(yàn)結(jié)果表明，采用能夠保持巖石原有結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征顆粒尺寸的中國快速砂漿棒法可以比現(xiàn)有快速砂漿棒法更好地預(yù)測集料在混凝土中的膨脹水平，特別是對(duì)快速砂漿棒法易于誤判的集料類型。
致謝： 感謝江蘇省高校自然科學(xué)研究計(jì)劃（05KJB430046）和教育部留學(xué)回國人員科研啟動(dòng)基金資助項(xiàng)目（2005383）資助。
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